(57)【要約】【課題】人工血管や心臓血管修復用パッチなどの血液接触医療用物品に用いるための、人・動物由来の原料に依存しない安全性の高い、かつ抗血栓性のよい、しかも血液の漏れが術中も術後の回復期においても起こらず、しかも術後１ヶ月程度以上を経て、血管全体からの漏れがおこらないほどに新生組織が成長してから徐々に分解して、臓器に異常をもたらすことなく、腎臓から排泄される組成物及びこれを用いた移植用材料及び移植用物品を提供する。【解決手段】スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体とポリアミンもしくはその誘導体との反応により得られるヒドロゲルにおいて、ゲル化に関わらなかった遊離のアミノ残基をアミド化したことを特徴とするゲル組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体とポリアミンもしくはその誘導体との反応により得られるヒドロゲルにおいて、ゲル化に関わらなかった遊離のアミノ残基をアミド化したことを特徴とするゲル組成物。
【請求項２】
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が、少なくとも２０糖単位あたりに１個のスクシンイミドを含む請求項１に記載のゲル組成物。
【請求項３】
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が、糖の水酸基の水素原子を下記式（Ｉ）：
【化１】
2007252699.tif 000019
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表す。）で表されるスクシンイミド含有基で置換してなるものである請求項１または２に記載のゲル組成物。
【請求項４】
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が主要構造として下記式（II）：
【化２】
2007252699.tif 000020
（式中、Ｒ1は水素原子、金属原子、炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基または下記式（Ｉ）：
【化３】
2007252699.tif 000021
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表す。）で表されるスクシンイミド含有基もしくは下記式（III）：
【化４】
2007252699.tif 000022
（式中、Ｙは上に定義した通りであり、Ｒ2は水素原子、金属原子、炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。）で表される基であり、Ｘは、−ＯＲ1、−ＮＨＲ1（式中、Ｒ1は上記定義と同じ。）またはカルバモイル基であり、分子中のＲ1はそれぞれ同一でも異なってもよいが、その少なくとも１個は前記式（Ｉ）のスクシンイミド含有基である。）を繰り返し単位として含む糖鎖である請求項３に記載のゲル組成物。
【請求項５】
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体の主要構造が下記式（IV）：
【化５】
2007252699.tif 000023
（式中、Ｒ1及びＸは前記定義の通りであり、ｎは３以上の整数である。）で表される直鎖状誘導体である請求項４に記載のゲル組成物。
【請求項６】
鎖状多糖誘導体における前記Ｙが炭素数１ないし３のアルキレンまたは下記式（Ｖ）；
【化６】
2007252699.tif 000024
（式中、Ｒ3は水素原子、または炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。）で表される基である請求項３〜５のいずれかに記載のゲル組成物。
【請求項７】
ポリアミンが側鎖に少なくとも１モル％以上の遊離のアミノ基を有するポリアリルアミンである請求項１〜６のいずれかに記載のゲル組成物。
【請求項８】
ポリアミンが分子量５００〜１００００である請求項１〜７のいずれかに記載のゲル組成物。
【請求項９】
多糖誘導体が分子量２５万以下である請求項１〜８のいずれかに記載のゲル組成物。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のゲル組成物を基材中に有するゲル組成物−基材複合材料。
【請求項１１】
基材が管状、シート状もしくは多孔質またはこれらの組み合わせである請求項１０に記載のゲル組成物−基材複合材料。
【請求項１２】
基材がポリエステル樹脂、及びフッ素樹脂から選択される請求項１０に記載のゲル組成物−基材複合材料。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれかに記載のゲル組成物または請求項１０〜１２のいずれかに記載のゲル組成物−基材複合材料を含む循環血液もしくは体内の粘膜に直接接触する移植材料。
【請求項１４】
請求項１３に記載の移植材料を含む人工血管。
【請求項１５】
請求項１３に記載の移植材料を含む血液適合性の臓器修復用パッチ、人工心膜、人工硬膜、癒着防止膜または人工皮膚。
【請求項１６】
請求項１５に記載の臓器修復用パッチである心臓血管修復用パッチ。
【請求項１７】
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアリルアミンもしくはその誘導体を含む第２液の一方を塗布して、次いで他方の液を塗布または噴霧または浸漬することにより基材をゲルで被覆した後、残存アミノ基をアシル化剤と反応させる工程を含むゲル組成物−基材複合材料の製造方法。
【請求項１８】
アシル化剤がアセチル化剤である請求項１７に記載のゲル組成物−基材複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゲル組成物、それを用いた移植用材料及びそれらの製造方法に関する。さらに詳しく言えば、本発明は、ゼラチンやコラーゲン、アルブミン等の人・動物由来の原料を用いない医療用の被覆材または封止材組成物、これを用いて被覆または封止等を施した移植用材料及び移植用物品、特に血液適合性に優れた移植用材料及び移植用物品並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内で一定以上の期間維持されることを目的として移植される人工の移植用物品としては、従来、硬質材料からなる人工関節や歯科用インプラント等が知られているが、近年では、人工血管、心臓血管修復用のパッチ、人工心膜、人工硬膜等も広く用いられている。こうした移植用物品の基材としては、ポリエチレンテレフタレートなどに代表されるポリエステル繊維からなる織物、編み物もしくは多孔質化されたポリ四フッ化エチレンが、その耐生体内劣化性と周囲組織に対する無害性からもっぱら使用されている。
【０００３】
前者のポリエステル繊維の布は、血液に接触する人工血管やパッチとして埋め込まれると徐々にその空隙に生体由来の新生組織が成長して孔を閉塞して長期間安定に血液と共存できる内面を構築する。この能力は、有孔度と呼ばれる布の水漏れの大きさによって表現されている。すなわち、移植直後の血液が漏れやすい目の粗いものほど、新生組織の出来易さが優れることが知られている。しかし、その一方で、術時の洩血を防止することも不可欠であり、現在はゼラチン、コラーゲン、アルブミンといった人・動物由来の蛋白を被覆して、必要に応じて架橋した組成物を含む製品が市販されている。架橋剤としてはグルタルアルデヒドに代表されるジアルデヒド、ホルムアルデヒド、カルボジイミド、またはイソシアン酸塩などが使用されている。
【０００４】
これら移植材料の例としては、米国特許第４７４７８４８号明細書（特許文献１）、米国特許第４９０２２９０号明細書（特許文献２）、特開昭６１−１３５６５１号公報（特許文献３）等が挙げられる。
【０００５】
しかし、アルブミン等の人由来の原料は、エイズ、ウィルス性肝炎等の感染症の危険性を否定できない。動物由来の原料についても、牛海綿状脳症等の感染症の危険性を否定できないことから、使用については代替物質の利用が推奨されているほか、その工業的利用を実施する企業にとって処理等に多くの費用を要する上、リスクの高い要素を含むものである。
また、上記の各特許文献はいずれもゼラチンを応用した移植材料を開示しているが、ゼラチンについては、遅発性の発熱の問題が多く指摘されているほか、ショックの原因となることから代替物への置換が求められている。
【０００６】
さらに、人工血管や心臓血管用修復材に適用される被覆材は、循環血液に触れることが前提となるため、腹腔内で使用される材料（例えば、ヘルニア修復用の医用シート）等とは異なる重要な要求品質がある。すなわち、
(1)少なくとも新生内膜が安定化するまでの１ヶ月程度以上の期間分解しないこと、
(2)急激に溶解したり生分解の進行によって、急激に吸水膨潤して強度が低下して動脈の脈流をもつ循環血液中に剥離して流去しない性質をもつこと、
(3)溶解した分解生成物が周囲組織に悪影響を及ぼすことなく拡散して、臓器に異常をもたらすことがなく、腎臓から排出されること、及び
(4)移植後に血液接触面で多量の血栓を生じてしまうと剥離して末梢に流れて臓器の壊死を起こしたり、細い血管の場合に開存成績を低下させるという重大な問題を起こす可能性があるため、新生内膜の成長を阻害しないと同時に血栓を急速に形成させない抗血栓性を兼ね備えること
が必須要件である。
【０００７】
例えば、特表２００３−５０８１５８号公報（特許文献４）には、デキストランをホルムアルデヒドと尿素を用いて架橋することが記載されている。分解生成物がすべて低分子であるので排泄が容易であり、生分解が速いことが特徴とされている。
デキストランの分子量は４万が最適としている。このような低分子化合物による架橋の結果生成する物質は低分子であるが分解が速く、体内で血漿腫を起こさないような完全な治癒を待つために必要な１ヶ月程度の分解期間を確保するためには、架橋を強固にしなければならない。そのためには、尿素とホルマリンの含量を増やすことが必然となって、物性としては固くもろくなる。これを避けて、人工血管として必要なしなやかな柔軟な物性を維持させるためには結果的に分解速度が速くなるという矛盾がある。実施例には犬ではすべての条件で１ヶ月以内に吸収されてしまっていることが明記されている。
【０００８】
また、上述の特開昭６１−１３５６５１号公報（特許文献３）では、分解速度を速めるための技術が開示されている。この方法を用いた場合、１〜２週間でゲルは分解吸収または溶解されるが、日本では血漿腫の発生が早い段階から学会等で報告されていた。人工血管に起因する血漿腫などの亜急性の合併症は欧米では報告例が少ないが、これは、入院期間が短い欧米では分解速度が速い人工血管で血漿腫などの亜急性の合併症が起こっても医師には把握されにくいためと考えられ、基本的には１ヶ月程度の分解期間が必要であると考えられる。
【０００９】
このように、これまで公知となった技術では、上記の課題を解決することはできなかった。すなわち、外科手術に適した物性を満たす合成材料は種々提案されているが、生物学的安全性や生分解性、抗血栓性、治癒性（新生内膜を作る性質）を評価して総合的に臨床使用できるレベルのものが存在していない。この結果、今日、いろいろな人のウィルス性の感染症、人蓄共通感染症が問題となっているにもかかわらず、人・動物由来の原料から脱却できていないのが実状である。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４７４７８４８号明細書
【特許文献２】米国特許第４９０２２９０号明細書
【特許文献３】特開昭６１−１３５６５１号公報
【特許文献４】特表２００３−５０８１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の課題は、人工血管や心臓血管修復用パッチなどの血液接触医療用物品に応用するための、人・動物由来の原料に依存しない安全性の高い、かつ抗血栓性のよい、しかも血液の漏れが術中も術後の回復期においても起こらず、しかも術後１ヶ月程度以上を経て、血管全体からの漏れが起こらないほどに新生組織が成長してから徐々に分解して、臓器に異常をもたらすことなく、腎臓から排泄される組成物及びこれを用いた移植用材料及び移植用物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、特開２００４−３５９８９５号公報において鎖状多糖誘導体を含む第１液とポリアミンを含む第２液を反応させる手段による医療用組成物を止血材や様々な医用シートとして提案した。この組成物は、血液に対して凝固を促進する性質を持っており、迅速なゲル化性能に加え、高い止血性能を特徴として有する。しかるに、更なる研究を続け、膨大な実験を行った結果、前記組成物において反応後にアシル化を施すことにより、径の比較的細い人工血管や心臓に近い部位や頚動脈などに要求される高い抗血栓性を満たし、かつ一定期間血液や体液のバリアとして機能する性質を実現し得ることを見出した。すなわち、スクシンイミド残基を所定の範囲で側鎖に導入した鎖状多糖誘導体とポリアリルアミン、もしくはそのアミノ基の少なくとも一部を残すようにアシル化された誘導体とで合成される架橋物を、反応後にアシル化することによって残存アミノ基をアミドに転換したゲルが、前述の課題をすべて解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、以下のゲル組成物、それを用いた移植用材料及び移植用物品並びにそれらの製造方法を提供する。
１．スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体とポリアミンもしくはその誘導体との反応により得られるヒドロゲルにおいて、ゲル化に関わらなかった遊離のアミノ残基をアミド化したことを特徴とするゲル組成物。
２．スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が、少なくとも２０糖単位あたりに１個のスクシンイミドを含む前記１に記載のゲル組成物。
３．スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が、糖の水酸基の水素原子を下記式（Ｉ）：
【化１】
2007252699.tif 000002
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表す。）で表されるスクシンイミド含有基で置換してなるものである前記１または２に記載のゲル組成物。
４．スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が主要構造として下記式（II）：
【化２】
2007252699.tif 000003
（式中、Ｒ1は水素原子、金属原子、炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基または下記式（Ｉ）：
【化３】
2007252699.tif 000004
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表す。）で表されるスクシンイミド含有基もしくは下記式（III）：
【化４】
2007252699.tif 000005
（式中、Ｙは上に定義した通りであり、Ｒ2は水素原子、金属原子、炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。）で表される基であり、Ｘは、−ＯＲ1、−ＮＨＲ1（式中、Ｒ1は上記定義と同じ。）またはカルバモイル基であり、分子中のＲ1はそれぞれ同一でも異なってもよいが、その少なくとも１個は前記式（Ｉ）のスクシンイミド含有基である。）を繰り返し単位として含む糖鎖である前記３に記載のゲル組成物。
５．スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体の主要構造が下記式（IV）：
【化５】
2007252699.tif 000006
（式中、Ｒ1及びＸは前記定義の通りであり、ｎは３以上の整数である。）で表される直鎖状誘導体である前記４に記載のゲル組成物。
６．鎖状多糖誘導体における前記Ｙが炭素数１ないし３のアルキレンまたは下記式（Ｖ）；
【化６】
2007252699.tif 000007
（式中、Ｒ3は水素原子、または炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。）で表される基である前記３〜５のいずれかに記載のゲル組成物。
７．ポリアミンが側鎖に少なくとも１モル％以上の遊離のアミノ基を有するポリアリルアミンである前記１〜６のいずれかに記載のゲル組成物。
８．ポリアミンが分子量５００〜１００００である前記１〜７のいずれかに記載のゲル組成物。
９．多糖誘導体が分子量２５万以下である前記１〜８のいずれかに記載のゲル組成物。
１０．前記１〜９のいずれかに記載のゲル組成物を基材中に有するゲル組成物−基材複合材料。
１１．基材が管状、シート状もしくは多孔質またはこれらの組み合わせである前記１０に記載のゲル組成物−基材複合材料。
１２．基材がポリエステル樹脂、及びフッ素樹脂から選択される前記１０に記載のゲル組成物−基材複合材料。
１３．前記１〜９のいずれかに記載のゲル組成物または前記１０〜１２のいずれかに記載のゲル組成物−基材複合材料を含む循環血液もしくは体内の粘膜に直接接触する移植材料。
１４．前記１３に記載の移植材料を含む人工血管。
１５．前記１３に記載の移植材料を含む血液適合性の臓器修復用パッチ、人工心膜、人工硬膜、癒着防止膜または人工皮膚。
１６．前記１５に記載の臓器修復用パッチである心臓血管修復用パッチ。
１７．スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアリルアミンもしくはその誘導体を含む第２液の一方を塗布して、次いで他方の液を塗布または噴霧または浸漬することにより基材をゲルで被覆した後、残存アミノ基をアシル化剤と反応させる工程を含むゲル組成物−基材複合材料の製造方法。
１８．アシル化剤がアセチル化剤である前記１７に記載のゲル組成物−基材複合材料の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のゲル組成物は、人または動物に由来せず、かつ、抗血栓性のよい、しかも血液の漏れが術中も術後の回復期においても起こらず、しかも術後１ヶ月程度以上を経て、血管全体からの漏れが起こらないほどに新生組織が成長してから徐々に分解して、臓器に異常をもたらすことなく、腎臓から排泄される。このため、移植用材料、移植用物品、特に血流に接触する人工血管の被覆または封止用材料として特に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
（Ａ）鎖状多糖誘導体
本発明で用いるスクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分は、一種の糖または複数の糖を繰り返し単位として含むおおむね直線状の多糖において、糖の水酸基から誘導される側鎖にスクシンイミド残基を導入してなる。糖は、鎖状の多糖を形成するものであれば限定されず、Ｄ−グルコース、Ｄ−マンノース、Ｄ−フルクトース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−キシロース、Ｄ−アラビノースまたはこれらの誘導体を含み、ホモ多糖またはヘテロ多糖のいずれでも良い。また、糖間の結合はα（１→４）、α（１→６）、β（１→４）などを含み、従って、分岐鎖を含んでもよいが、おおむね直鎖状の、すなわち明白に分子の長さ方向が定義され得る分子である。
【００１６】
鎖状多糖誘導体成分は、好ましくは以下の化合物：
【化７】
2007252699.tif 000008
を繰り返し単位として含む糖鎖であり、式中、Ｒ1が以下の４群のいずれかの基である。
【００１７】
１）水素原子；
２）炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素及び／または芳香族炭化水素；
３）下記式（Ｉ）：
【化８】
2007252699.tif 000009
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表す。）で表されるスクシンイミド含有基；及び
４）下記式（III）：
【化９】
2007252699.tif 000010
（式中、Ｙは上に定義した通りであり、Ｒ2は水素原子、金属原子、炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。）で表される基。
【００１８】
第１）群は、糖本来の水酸基である。
第２）群は、糖本来の水酸基をエーテル化またはエステル化したものであり、有用な様々の修飾を含む。脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基は特に限定されず、脂肪族炭化水素基は直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく任意の不飽和基を含み得るが、３）群のスクシンイミド含有基の反応を妨害しないように炭素数１ないし３０の鎖長が好ましい。これらの脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基は生体内で有害な反応や分解を引き起こさない限りにおいて任意の置換基を有してもよく、化学的に可能であれば鎖内の炭素原子を置き換えたものをも含む。同様に、芳香族は複素環でもよい。こうした置換基の例としては、水酸基、オキシ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシル基、メルカプト基、チオエーテル基などが含まれる。
第３）群は本発明のゲル形成に不可欠の基であり、従って、鎖状多糖誘導体成分はＲ1として少なくともひとつのスクシンイミド含有基を含まなければならない。少なくとも２０糖単位あたりに１個、より好ましくは少なくとも１０糖単位あたりに１個のスクシンイミドを含む。
【００１９】
第４）群はその前駆体である。従って、第３）群及び第４）群中のＹは糖類の水酸基との反応性を有する化合物から誘導され、かつスクシンイミド基導入を妨害しない基である。こうした基としてはアルキレンまたはカルバモイル基が含まれる。アルキレンとしては、好ましくは炭素数１ないし３０のアルキレン、より好ましくは炭素数１ないし２０、さらに好ましくは炭素数１ないし１０、最も好ましくは炭素数１ないし５のアルキレンである。カルバモイル基は、例えば、下記式（Ｖ）
【化１０】
2007252699.tif 000011
（式中、Ｒ3は前記Ｒ2と同様に水素原子、金属原子または炭素数１ないし３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基を表す。）で表される基である。
【００２０】
従って、好ましいスクシンイミド含有Ｒ1基の例としては、
【化１１】
2007252699.tif 000012
（式中、ｐは１〜５の整数である。）、
【化１２】
2007252699.tif 000013
で表される基が挙げられる。式中、Ｒ3は前記定義と同じであるが、−ＮＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯ−が、いわゆる必須アミノ酸及びその慣用される誘導体に由来する基であることが望ましい。なお、ここでいう必須アミノ酸としては、グリシン、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、システイン、シスチン、グルタミン酸、グルタミン、ヒスチジン、リシン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、バリン、チロシン、スレオニン、トリプトファン、セリン等が挙げられ、慣用されるその誘導体にはヒドロキシプロリン、ヒドロキシリシン等が挙げられる。
また、式（Ｉ）中、Ｘは、−ＯＲ1、−ＮＨＲ1、またはカルバモイル基であり、式中、Ｒ1及びカルバモイル基は上記定義と同様である。
【００２１】
鎖状多糖誘導体は、好ましくは下記式（IV）の糖類である。
【化１３】
2007252699.tif 000014
式中、Ｒ1及びＸは前記定義の通りであり、ｎは３以上の整数である。Ｘの種類に応じて、セルロース誘導体（−ＯＲ1）、キトサン誘導体（−ＮＨＲ1）またはキチン誘導体（カルバモイル基）である。
【００２２】
セルロース誘導体を用いる場合にはゲルの分解後に生成するセルロース誘導体の場合には高分子の状態のままでの移植部位からの分散と尿からのろ過が主なルートとなるので排泄が十分行われるか否かには分子量の影響が大きい。
実験の結果から、分子量は２５万ダルトン以下、好ましくは１２万５千ダルトン以下が必要条件である。この範囲ならば、腎臓から排泄され、６ヶ月間の埋植の結果からは主要臓器に異常を起こさなかった。
【００２３】
（Ｂ）ポリアミン
本発明では前記直鎖状多糖を架橋させる化合物として、ポリアミンを用いる。好ましい化合物の例としては、ポリアリルアミンを用いる。好ましくは分子量５００以上１００００以下、より好ましくは分子量１０００〜８０００程度、さらに好ましくは分子量２０００〜５０００程度のポリアリルアミンまたはそのアシル化物が用いられる。分子量が５００未満では、生じたゲルの柔軟性が不足する。ポリアミンとして分子量の高い高分子を用いることによってしなやかな物性を得ることができるが、分子量が過大であると体内からの排泄に不利である。また粘性が大きくなり取扱い性が低下するという問題がある。
【００２４】
なお、本発明においては反応終了後のゲルに対して反応に関与しなかったゲル中の−ＮＨ2基を、アシル化剤によって変性することが抗血栓性の確保に不可欠であるが、幾分かは予めアシル化剤によってアミド化しておいてもよい。すなわち、アミノ残基の一部がアシル化されたポリアリルアミンを用いることもできる。好適な分子量等は上記と同様である。
【００２５】
予めアシル化すべき割合は、第１の化合物であるスクシンイミド化された鎖状炭化水素のユニットあたりのスクシンイミジル基の置換度によって適切に必要な物理的、化学的性質を考慮して決定しなければならない。例えば人工血管や心臓血管外科用パッチでは、縫合糸を支える力、ハサミで切断、ピンセットで摘む、屈曲する、などの外科手術の操作に耐える必要がある。また、アセチル化されていない残基は、１モル％以上、好ましくは１０モル％以上、最も好ましくは２０モル％以上残すことが架橋反応速度を高め、かつ、ゲルの架橋密度を高くするために必要である。
親水性を調節するために、ポリビニルアミンを混合してもよい。
【００２６】
（Ｃ）ゲル化反応
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第一液またはポリアミンまたはその誘導体を含む第２液の一方を基材に塗布し、次いで他方の液を塗布または液の中に浸漬してゲル状反応生成物を生じさせることによってゲル化させる方法が通常であるが、同時に上記２液を混合して塗布する方法、あるいはスプレー法などの混合塗布法等も用い得る。
また、基材を使用しない癒着防止膜などの場合には剥離しやすい表面をもった容器にスプレー、ホイッパー、ホモジナイザなどで十分混合しつつキャスト後、水分の乾燥を防止しながら反応させてもよい。
【００２７】
スクシンイミド基含有鎖状多糖誘導体は、水性溶媒、注射用水のような特に清浄な水、もしくは水とエタノールとの混合溶液によって溶解して使用する。一方を凍結乾燥した、固形の状態で、架橋剤と接触させてもよい。
反応に害を及ぼさない範囲の任意の塩類を含んでも良く、例えば、りん酸塩、クエン酸塩、カルボン酸塩などでｐＨを調節してもよい。好適ｐＨは、中性域、ｐＨ6.5〜7.7、より好ましくはｐＨ7.3〜7.6である。ゲル化反応は、基本的にはポリアリルアミン分子中の複数のアミノ基が複数の多糖誘導体分子の端部カルボニル基（式（Ｉ）のＹＣＯ・・・におけるカルボニル基）と反応する架橋反応（この際、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドの脱離を伴う。）と考えられる。
【００２８】
（Ｄ）アミド化反応
本発明では、ゲル化後に残存する−ＮＨ2基を最終的にアミドに転換することにより血液適合性が著しく改善されることが判明した。エチル、プロピル、ブチルとアシル化に用いるアルキル基の炭素数が増加すると吸水性が減少する。また、アシル化したポリアリルアミンの場合には導入された置換基による立体障害によって反応が抑制されるので、最も嵩の小さいアセチル基が好ましい。よってアセチル化はアミノ残基を減らすための最もよい方法である。これとは別に、予め９９モル％までの範囲でポリアミンのアミノ基をアシル化しておいてから架橋に用いてもよい。この場合にはアシル化の割合が高い程、架橋速度が低下し、かつ架橋密度が当然低くなるので脆弱で分解の速いゲルが形成されることになる。アミド化はアシル化剤を作用させることにより遂行できる。
アシル化剤はアミノ基をアミドに転換し得るものであれば特に限定されないが、例えば、Ｎ−アセトキシスクシンイミド、Ｎ−プロピオニルオキシスクシンイミド、Ｎ−ブチリルオキシスクシンイミド等が挙げられる。これらのアシル化剤を水性溶媒または有機溶媒中0.1〜５質量％程度の溶液として用い、後述するゲルまたはゲル−基材複合体と接触させることによりアミドに転換する。アミドへの転換は赤外等によって確認できるが、通常は１５〜４０℃程度の温度条件で１〜７２時間反応させることにより、残存アミノ基を実質的に、すなわち、９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上アミドに転換する。アミド化に先立って水洗、脱水等の処理を行ってもよい。
【００２９】
（Ｅ）製造方法
本発明のゲル組成物は、上記のように実質的にはスクシンイミド残基に導入した鎖状多糖誘導体成分とポリアミンもしくはその誘導体とからなる。スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分は、スクシンイミド残基の好適タイプに応じて以下のようにして製造できる。
好ましいスクシンイミド含有Ｒ1基の例としては、
（ａ）：
【化１４】
2007252699.tif 000015
（式中、ｐは１〜５の整数である。）で表される基と
（ｂ）：
【化１５】
2007252699.tif 000016
（式中、Ｒ3は前記定義と同じ。）で表される基が挙げられるが、（ａ）の場合、多糖の水酸基−ＯＨの少なくとも一個を慣用の方法により、−Ｏ（ＣＨ2）pＣＯＯＨに転換するか、市販のカルボキシル化多糖を用い、これをＮ−ヒドロキシスクシンイミドと反応させる。
【００３０】
カルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、一般的には水溶液中で行うことができる。多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの量比は、多糖に含有されるカルボキシル基の量によるが、通常カルボキシル基に対して0.25モル以上のＮ−ヒドロキシスクシンイミドを用いる。また、カルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、好ましくは水溶性カルボジイミドの存在下に行う。水溶性カルボジイミドの存在によりエステル化反応が顕著に促進される。
【００３１】
本発明における水溶性カルボジイミドとしては、例えば、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホニル−４−エチル）カルボジイミド、またはこれらの塩酸塩、もしくはスルホン酸塩等が好ましく使用できる。エステル化反応の反応時間は特に限定されないが、１分間〜４８時間が好ましい。また、反応温度も特に限定されないが、０〜４０℃が好ましい。水溶性カルボジイミドに加え、１−ヒドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の存在下で反応させることにより、エステル化合物がさらに効率良く生成される。可溶性カルボジイミド、及び／または、１−ハイドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の添加量は等モル程度である。
【００３２】
また、前記（ｂ）の場合、種々の方法で製造可能であるが、典型的には、初めに多糖の水酸基−ＯＨの少なくとも１個を−ＯＣＯＮＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯＲ5（Ｒ3は前記定義と同じ。Ｒ5はＲ3と同様に定義される基である。）に転換して多糖アミノ酸カーバメート誘導体とした後、これを脱エステル化し、さらにＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化させることが好ましい。
【００３３】
多糖アミノ酸カーバメート誘導体の製造方法は、本発明者らによる特開２００３−２７７４０１号公報に記載されている。すなわち、ＯＣＮ−ＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯＲ5で表されるアミノ酸エステルイソシアナートを塩化リチウム等の存在下、多糖と反応させる。ここで、アミノ酸エステルイソシアナートはアラニンエステルイソシアナート等であり、アミノ酸部分は前記の通り種々の必須アミノ酸、及びその慣用の誘導体を用いることができる。もっとも、多糖アミノ酸カーバメート誘導体の製造方法は、特開２００３−２７７４０１号公報に記載の方法に限定されるものではない。
【００３４】
多糖アミノ酸カーバメート誘導体の脱エステル化反応は、例えば、希アルカリ水溶液中で希水酸化ナトリウム水溶液や希水酸化カリウム水溶液等を作用させて行うことができる。脱エステル化反応後のカルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、前記と同様であり、一般的には水溶液中で行うことができる。多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの量比は、多糖に含有されるカルボキシル基の量によるが、通常、カルボキシル基に対して0.25モル以上のＮ−ヒドロキシスクシンイミドを用いる。また、上記と同様に可溶性カルボジイミド、及び／または、１−ヒドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の存在下に反応させることによりエステル化合物が効率良く生成される。
【００３５】
反応終了後の溶液は、透析もしくは限外濾過によって低分子量物質を除去、精製してもよい。得られた水溶液は所定濃度に調整するか、もしくは凍結乾燥して、使用時に再溶解する。
濃度は加工の方法に合わせて適宜調整する。分子量125000〜250000の場合、３〜１２質量％の範囲が好ましい。３質量％以下では粘性・反応速度が低すぎ不安定であり、ゲル化が遅くなる。１２質量％以上では逆に粘性が高く均質な加工が難しい。最も好ましくは５〜１０質量％である。
この場合にはアシル化の割合が高い程、架橋速度が低下し、かつ架橋密度が当然低くなるので脆弱で分解の速いゲルが形成されることになる。なお、アシル化したポリアリルアミンの場合には導入された置換基による立体障害によって反応が抑制されるので、最も嵩の小さいアセチル基が好ましい。
また、これらの反応を基材上で行うことにより、ゲル組成物−基材複合材料を製造することができる。例えば、人工血管の場合、多孔質の円筒状とした基材を前記第１の物質、すなわちスクシンイミジル化された鎖状多糖誘導体の水溶液に浸して、減圧・加圧を反復して十分に空隙を満たす。余分の溶液を除去する。
【００３６】
次に、例えば、ポリアリルアミンの２０モル％アセチル化した２０質量％の水溶液に浸して２４時間静置する。十分水洗して未反応の架橋剤を除去した後、Ｎ−アセトキシスタシンイミドのアルコール溶液に４８時間浸漬することによって残存したアミノ基をアセチル化した。アセチル化条件は個々のケース毎に表面赤外によって確認して定めることができる。末端のアミノ基の定量などで表面のみならず、層の内部のアミノ基の定量も行うことができる。
その後、十分洗浄して乾燥する。必要に応じて公知の保湿剤、とりわけ安全性について何ら問題のないグリセリンを含ませてから乾燥して目的物を得る。
基材としては、生分解しないポリエステル樹脂またはフッ素樹脂が適している。具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレン２，６−ナフタレート、ポリブチレン２，６−ナフタレートなどが挙げられ、これらが単独もしくは混合物として用いられる。これらの中でも好ましいのはポリエチレンテレフタレート単独、あるいはポリエチレンテレフタレートを主成分とし他のポリエステルを配合した樹脂組成物が好ましい。フッ素樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が主に用いられるが、その他のフッ素樹脂として、四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等も利用できる。これらの基材の形状は特に限定されず、管状、シート状もしくは多孔質またはこれらの組み合わせである。また、ヒドロゲルとの親和性を高めるために水に対する接触角を小さくなるように予め前加工してもよい。このような加工の例としてはプラズマ処理等が挙げられる。
【００３７】
癒着防止用を目的とするような場合には、
(a)２液を混合して型に流し込む。
(b)１液を型に流し込んだ後にもう一方の液を流し込む。
(c)２液を噴霧混合スプレーにて型に吹き付ける。
などの方法によって基材を含まないゲルを成形することができる。
人工血管の場合以外で、分解（崩壊）を速くしたい場合には、カルボキシメチルアミロースのスクシンイミド誘導体を混合して架橋することによって目的を達成することができる。
以上のようにして得た基材−ゲル複合体またはゲルは、上述のように残存するアミノ基をアシル化によって実質的にすべてアミド化することによって血液の凝固性を低下せしめる。
【００３８】
基材を用いない癒着防止の場合にも、この性質は重要である。癒着防止は出血した血液の凝固が原因になるので、術後の箇所に創傷面を被覆した際に、凝血によって臓器や組織が接しないように遮へいして、かつ、表面にて凝血を起こさぬようにすることが重要である。
さらに創傷表面が十分治癒する１ヵ月後で移植片が崩壊することが求められる。この目的のためには前記のアミロース、デキストランなどの生体内にて分解しやすい鎖状多糖を混合もしくは単独で用いると良い。
【００３９】
［適用対象］
本発明の医療用ゲル化材料は、人工血管、心臓血管修復用の癒着防止膜、パッチ、人工硬膜、人工心膜などの（i）癒着、血液凝固を抑制して、（ii）経時的に１ヶ月〜数ヶ月で分解消失、（iii）臓器に障害をもたらすことがないように排泄され、かつ、（vi）生物学的な安全性において全身、局所に悪影響をもたらさない性質が有効な移植物に適用される。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
これらは本発明を限定するものではない。なお、以下の例において「置換度」は、元素分析の結果から算出した糖類水酸基の置換度である。
【００４１】
実施例１：カルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルの合成
模式的に次式で示される反応によりカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルを製造した（なお、次式では、６位に誘導されたアセチル基が１／２エステル化されているが、これは説明の便宜上のためであり、必ずしもこの位置及び割合で反応が進行することを示すものではない）。
【００４２】
【化１６】
2007252699.tif 000017
【００４３】
カルボキシメチルセルロース（25.8ｇ、置換度1.2、分子量２５万ダルトン、アルドリッチ社）を水（注射用水４００ｍｌ）に溶かし、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（11.6グラム、純正化学(株)製）、１−ヒドロキシベンゾトリアゾル（13.5ｇ、関東化学(株)製）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル−カルボジイミド）（15.5ｇ、(株)ペプチド研究所製）を入れ、室温で４８時間撹拌した。反応終了後、生成物を血液透析器（分画分子量約４万、日機装(株)製）にて２日間、蒸留水中で透析した。透析後、凍結乾燥しカルボキシメチルセルローススクシンイミドエステルを得た（21.5ｇ）。
反応はＩＲスペクトルにより確認した。元素分析値の結果から、スクシンイミドはグルコースユニットあたり0.8個の置換度であった。
試料瓶中、実施例１で得られたカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステル（１ｇ）をリン酸緩衝溶液（２０ｍｌ、ｐＨ7.4）に溶解させた。
長さ１０ｃｍ、内径１０ｍｍのポリエステル繊維製の織布からなる管状体にひだをつけた人工血管基材を溶液に浸して十分に含ませた後、余分な液を除去した。次に、２０質量％のポリアリルアミン水溶液に静かに浸漬して室温で２４時間反応させた。十分洗浄した血管をグリセリン水溶液に浸漬して乾燥した。残存アミノ基を定量したところ、ポリアリルアミンの約６０ｍｏｌ％が架橋に関与せずに残存していた。この人工血管を体重１０ｋｇの成犬の下行大動脈部位で長さ５ｃｍ置換した。２週間後に犠牲死させて摘出したところ人工血管の内面全面に赤色の血栓が付着していた。
【００４４】
全く同一の方法で調整した人工血管をグリセリン水溶液に浸漬する前に、エタノールに浸して数度置換して、水をゲルから除いた。次に、Ｎ−アセトキシサクシンイミドの１質量％エタノール水溶液にて、４８時間反応させて残存アミノ基をアセチル化した。
十分水洗して低分子化合物を除去した後、グリセリンを用いて保湿性を付与し乾燥した。
この人工血管をエチレンオキシドガス滅菌して、犬の下行大動脈に同様に置換した。２週間後に摘出した結果、内面に赤色の血栓は付着していなかった。
この人工血管を１ｃｍ2の正方形に切断して小片をつくり、ラットの背中の皮下に埋入して、１ヶ月、２、４、６ヶ月で摘出した。病理観察した結果、６ヶ月後にはほとんどのゲルが消失していた。腎、肺を観察したが異常所見は観られなかった。
【００４５】
実施例２：
実施例１で調整したカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルを同様に水溶液にして、厚さ0.5ｍｌのポリエステル繊維製の縦編の布に含浸させた。繊維の空隙に十分浸み込ませるために、減圧・加圧を繰り返して脱泡操作を行った。余分な溶液を除去した。予め７５ｍｏｌ％アセチル化したポリアリルアミン（分子量４０００）に浸漬して２４時間反応させた。残存アミノ酸は１８ｍｏｌ％であった。水洗後、エタノールに置換して脱水した後、Ｎ−アセトキシスクシンイミドの１％エタノール溶液に浸して４８時間アセチル化した。その後、十分水洗、グリセリン処理、乾燥、滅菌した。一部は架橋後アセチル化せず、そのままグリセリンにて保湿化して乾燥した。
【００４６】
このように作成した、アセチル化、非アセチル化両者の１ｃｍ2試料を犬の腹部大動脈壁にパッチとして縫着した。２週間後に摘出した結果、アセチル化した試料には赤色の血栓付着も無く、心臓血管用パッチとして良好な性能を示した。しかし、アセチル化をしなかったパッチの血液接触面には、面積の約５０％が赤色の血栓で被われていた。いずれもゲルが膨潤して厚くなっていたが、架橋後アセチル化したゲルの方が膨潤度は低かった。アセチル化しなかったゲルを含むシートは吸水性が高く、また抗血栓性に劣ることが確認された。
【００４７】
実施例３：
カルボキシメチルセルロース（２７ｇ、置換度1.4、分子量１２万５千ダルトン、日本製紙ケミカル(株)）を用いて前実施例と全く同様に反応させてカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルを２２ｇ得た。元素分析の結果から、スクシンイミドはグルコースユニットあたり0.65であった。
透析後に、凍結乾燥したポリマーを溶解して７質量％の水溶液とした。この水溶液を１０ｍｌ採り、次に分子量３０００のポリアリルアミン２０質量％２ｍｌを市販の霧化混合スプレー（(株)明治機械製作所）にて平らな容器に噴射した。
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩のスクシンイミド置換体の溶液にメチレンブルーを微量混合して噴射した後に観察すると全体が均質に混合していることが確認できた。４０℃にて２４時間反応させた。
【００４８】
型から水中で剥離すると半透明のヒドロゲルが得られた。十分水で洗浄して未反応の架橋剤を除去した。半分をグリセリン処理後乾燥して滅菌して保管した。残りの半分をアルコールで脱水後、前例と同様にアセチル化した。水洗、グリセリン付与、乾燥してから滅菌した。
得られたシートを２×２ｃｍの大きさに切った上記２種類のゲルシートを犬の腹腔内にて出血した脾臓に貼り付けた。２週間後に剖検して観察したところ、アセチル化したゲルは周囲との癒着がほとんど無いのに対して、アセチル化しなかった試料はゲルの内部に血液がしみこんで膨潤して脾臓の表面に強固に接着していた。
分子量５０万ダルトン、１２万５千ダルトンのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩の1.0質量％の生理食塩水溶液を調製して、１２１℃で滅菌した。ラットに５０ｍｌ／体重１ｋｇの割合で静脈注射によって投与して、以後７２時間の尿を採取した。その尿中のカルボキシメチルセルロースをＧＰＣにて定量分析したその結果を表に掲げた。
【００４９】
【表１】
2007252699.tif 000018
これらの結果から、球状の蛋白の分画分子量では４万ダルトンの腎臓から鎖状の糖鎖は分子量が２５万ダルトン以下では吸収されずに容易に排泄されることが明らかとなった。
【００５０】
実施例４：
カルボキシメチルアミロースナトリウム塩（分子量５０万ダルトン、置換度0.5）を用いて同様にスクシンイミドエステル化を行った。元素分析の結果、置換度はグルコースユニットあたり0.2であった。
これを１００ｍｌの水に１０ｇ加えて５０℃に加温して撹拌した。完全には溶解しないがそのまま平らな容器に流し込んで凍結乾燥した。
次に得られた厚さ５ｍｍの乾燥したスポンジにアルコールに溶かしたポリアリルアミンの５０００ダルトン２０質量％の溶液を噴霧した。そのまま室温で２４時間反応させた後、アルコールで繰り返し洗浄して未反応の架橋剤と反応生成物を除去した。
この多孔質のスポンジを、一部を水に浸してエタノールの濃度を下げてから直ちに凍結乾燥した。残りは、アルコールに溶解した、前出のＮ−アセトキシスクシンイミドで４８時間アセチル化した。
【００５１】
次に、テフロン（登録商標）を延伸加工して多孔質にした人工硬膜シート（コスモテック(株)販売）を大気圧プラズマ処理によって親水化して水に対する濡れ易さを高めた。このシートの片面に水を含浸させてから上記２種類のスポンジをン粘着させたこのシートを出血した犬の脾臓表面に縫着して、２週間後の様子を観察した。その結果、アセチル化したシートはまったく癒合していなかったのに対して、アセチル化処理を事後に施さなかったシートではシートはしっかり癒合して脾臓表面から剥離できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上詳述した通り、本発明では
（ア）スクシンイミドエステル化した鎖状の分子量が２５万以下の多糖誘導体と、
（イ）ポリアミン（好ましくはポリアリルアミン）をそのままもしくは一部のアミノ基をアシル化させた後、（ア）と反応させてゲルを形成した後、
（ウ）残存アミノ基を実質的にすべてアシル化させることによって
抗血栓性と生分解性と腎臓からの排泄による分解生成物の処理が安全にされる性質を有する人工血管や医療用のシートを得る事ができる。
架橋度はポリアミンを予めアシル化することによって低下させて分解性を高めることができる。これによって、人・動物由来の原料を使用せずに循環血液や体内の粘膜に直接接触することによっても血栓や癒合を起こさない人工血管その他の移植材料を提供することができる。