(57)【要約】【課題】細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供する。【解決手段】生体吸収性材料からなる不織布からなる組織再生基材であって、前記不織布は、バブルポイント法により測定した孔径分布において、孔径５〜３０μｍの孔の割合が７０％以上、５μｍ未満の孔の割合が５％以下、かつ、３０μｍを超える孔の割合が１０％以下である組織再生基材。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体吸収性材料からなる不織布からなる組織再生基材であって、
前記不織布は、バブルポイント法により測定した孔径分布において、孔径５〜３０μｍの孔の割合が７０％以上、５μｍ未満の孔の割合が５％以下、かつ、３０μｍを超える孔の割合が１０％以下である
ことを特徴とする組織再生基材。
【請求項２】
生体吸収性材料がポリグリコリドであることを特徴とする請求項１記載の組織再生基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の細胞工学技術の進展によって、ヒト細胞を含む数々の動物細胞の培養が可能となり、また、それらの細胞を用いてヒトの組織や器官を再構築しようとする、いわゆる再生医療の研究が急速に進んでいる。再生医療においては、細胞が増殖分化して三次元的な生体組織様の構造物を構築できるかがポイントであり、例えば、基材を患者の体内に移植し、周りの組織又は器官から細胞を基材中に侵入させ増殖分化させて組織又は器官を再生する方法が行われている。
【０００３】
また、生体組織に生じた病巣を内視鏡下で切除する方法として、自動縫合器等を用いた切除術が行われている。肺、気管支、肝臓、消化管等の脆弱な組織や、病変によって脆弱化した組織に対して切除術を行う場合、縫合を行ったのみでは組織の断裂のおそれがあり、また、例えば肺の手術においては空気漏れが発生するおそれがある。そこで、縫合補強材を生体組織の切除部位に縫い合わせるということが行われている。
【０００４】
このような再生医療用の基材や縫合補強材として、例えば、特許文献１に開示されるような生体吸収性材料からなる不織布を用いることが提案されている。生体吸収性材料からなる不織布は、再生医療の基材として用いた場合には、その空隙部分に細胞が侵入して増殖し、早期に組織が再生されることが期待される。また、脆弱な組織の補強材として用いた場合には、組織の断裂を防止し、空気漏れの発生を防止することができる。更に、一定期間経過後には分解して生体に吸収されることから、再手術により取り出す必要もないという優れた性能を有する。
【０００５】
しかしながら、従来の生体吸収性材料からなる不織布を移植しても、期待したほどには細胞が侵入せず、組織の再生に時間がかかるという問題があった。また、実際の組織に比べて、再生した組織の構造や機能が不充分なことがあるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３１５５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、生体吸収性材料からなる不織布からなる組織再生基材であって、前記不織布は、バブルポイント法により測定した孔径分布において、孔径５〜３０μｍの孔の割合が７０％以上、５μｍ未満の孔の割合が５％以下、かつ、３０μｍを超える孔の割合が１０％以下である組織再生基材である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
組織再生基材を構成する不織布については、細胞の侵入性を確保するために５〜３０μｍ程度の平均孔径であることが好適であることが知られている。しかしながら、従来の組織再生基材では、「平均孔径」についてのみ検討されており、「孔径分布」についてはほとんど検討されていないのが現状であった。本発明者らは、鋭意検討の結果、組織再生基材への細胞の侵入性や正常な組織の再生には、生体吸収性材料からなる不織布の孔径分布が極めて大きな役割を果たすものであり、特定の孔径分布を満たす場合にのみ、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供できることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
本発明の組織再生基材は、生体吸収性材料からなる不織布からなる。
上記生体吸収性材料としては、例えば、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリ−ε−カプロラクトン、ラクチド−グリコール酸共重合体、グリコリド−ε−カプロラクトン共重合体、ラクチド−ε−カプロラクトン共重合体、ポリクエン酸、ポリリンゴ酸、ポリ−α−シアノアクリレート、ポリ−β−ヒドロキシ酸、ポリトリメチレンオキサレート、ポリテトラメチレンオキサレート、ポリオルソエステル、ポリオルソカーボネート、ポリエチレンカーボネート、ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート、ポリ−γ−メチル−Ｌ−グルタメート、ポリ−Ｌ−アラニン等の合成高分子や、デンプン、アルギン酸、ヒアルロン酸、キチン、ペクチン酸及びその誘導体等の多糖類や、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、フィブリン等のタンパク質等の天然高分子等が挙げられる。これらの生体吸収性材料は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１１】
上記生体吸収性材料のなかでも、ポリグリコリドが好適である。ポリグリコリドを用いた場合には、特に細胞の侵入性に優れ、正常な組織の再生を行うことができる。ポリグリコリドは、例えば繊維状にして３７℃の生理食塩水中に浸漬した場合に、引張強度が浸漬前の１／２になるまでの期間が約１４日である。このような分解性を有することにより、細胞が増殖して組織が再生する時期に基材が徐々に分解吸収されることとなり、基材内部まで再生した組織が構築され、その結果として良質な再生組織が構築されるものと考えられる。更に、生体内に埋入後数日間で炎症系の細胞が消失することから、組織の癒着を引き起こしにくいという優れた効果をも発揮できる。
【００１２】
なお、本明細書においてポリグリコリドは、ポリグリコール酸等のグリコリドの重合体を意味するが、本願発明の効果を阻害しない範囲で、ラクチド、ε−カプロラクトン、炭酸トリメチレン等の他の生体吸収性の成分との共重合体としてもよい。また、本願発明の効果を阻害しない範囲で、ポリラクチド等の他の生体吸収性材料との混合物としてもよい。
上記ポリグリコリドがラクチド、ε−カプロラクトン、炭酸トリメチレン等の他の生体吸収性の成分との共重合体である場合、該共重合体におけるグリコリド成分の配合量の好ましい下限は６０モル％である。グリコリド成分の配合量を６０モル％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
上記ポリグリコリドとポリラクチド等の他の生体吸収性材料との混合物を用いる場合、該混合物におけるポリグリコリドの配合量の好ましい下限は５０重量％である。ポリグリコリドの配合量を５０重量％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
【００１３】
上記生体吸収性材料がポリグリコリドである場合、該ポリグリコリドの重量平均分子量の好ましい下限は３００００、好ましい上限は２０００００である。上記ポリグリコリドの重量平均分子量が３００００未満であると、強度が不足して充分な組織補強効果が得られないことがあり、２０００００を超えると、生体内における分解速度が遅くなり、異物反応を起こすことがある。上記ポリグリコリドの重量平均分子量のより好ましい下限は５００００、より好ましい上限は１５００００である。
【００１４】
本発明の組織再生基材を構成する不織布（以下、単に「不織布」ともいう。）は、バブルポイント法により測定した孔径分布において、孔径５〜３０μｍの孔の割合が７０％以上、５μｍ未満の孔の割合が５％以下、かつ、３０μｍを超える孔の割合が１０％以下である。このような孔径分布を満たす場合にのみ、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供できる。
組織再生基材を構成する不織布中の孔径が５〜３０μｍの孔には、細胞が容易に侵入することができ、組織再生基材中で増殖、分化して組織を形成することができる。これに対して、孔径が５μｍ未満の孔では、細胞が侵入することができず、孔径が３０μｍを超える孔では、細胞の侵入は可能であるものの、細胞間の距離が離れすぎるため、充分に増殖、分化することができない。従来の組織再生基材では、「平均孔径」についてのみ検討されており、「孔径分布」についてはほとんど検討されていなかった。「平均孔径」が５〜３０μｍであったとしても、孔径が５μｍ未満の孔や孔径が３０μｍを超える孔の割合が高い組織再生基材を用いた場合には、再生される組織は、細胞が増殖、分化して密になっている部分、細胞が増殖、分化できず疎になっている部分とが混在する構造となり、正常な組織の再生に比べて構造や機能の点で劣るものとなる。「平均孔径」ではなく「孔径分布」を制御することにより、はじめて細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供することができる。
【００１５】
上記不織布の孔径５〜３０μｍの孔の割合の好ましい下限は７５％である。上記不織布の孔径５〜３０μｍの孔の割合の上限は特に限定されず、１００％であってもよい。
上記不織布の孔径が５μｍ未満の孔の割合の好ましい上限は３％、より好ましい上限は０％である。
上記不織布の３０μｍを超える孔の割合の好ましい上限は５％、より好ましい上限は２％、更に好ましい上限は０％である。
【００１６】
上記バブルポイント法による不織布の孔径分布の測定について説明する。
バブルポイント法とは、測定対象となる膜をよく濡らす液体を予め膜の細孔内に吸収させておき、図１に示したような器具に設置し、膜の裏側から空気圧をかけて、膜表面に気泡の発生が観察できる最小圧力（バブルポイント）を測定し、液体の表面張力とバブルポイントとの関係式から孔径分布を推算する（図２）方法である。
具体的には、測定対象となる不織布に湿潤液（例えば、フッ素系溶媒、商品名Ｐｏｒｏｆｉｌ（商標））を吸収させた後、図１に示したような器具（例えば、日本ベル社製、Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ  ３Ｇ）に試験片寸法が直径２５ｍｍの円状になるように設置した後、不織布の裏側から空気圧をかけて、膜表面に気泡の発生が観察できる最小圧力（バブルポイント）を測定する。
なお、図２に記載された細孔径を算出する式において、γは浸潤液の表面張力を表し、θは不織布素材上の浸潤液の接触角を表し、ΔＰはバブルポイント圧を表す。
【００１７】
上記不織布の平均繊維径は特に限定されないが、好ましい下限は０．９μｍ、好ましい上限は１６．０μｍである。上記不織布の平均繊維径がこの範囲にある場合には、孔径分布を上記規定の範囲に調整することが容易となる。上記不織布の平均繊維径のより好ましい下限は３．０μｍ、より好ましい上限は７．５μｍである。
【００１８】
上記不織布を製造する方法は特に限定されず、例えば、エレクトロスピニングデポジション法、メルトブロー法、ニードルパンチ法、スパンボンド法、フラッシュ紡糸法、水流交絡法、エアレイド法、サーマルボンド法、レジンボンド法、湿式法等の従来公知の方法を用いることができる。なかでも、メルトブロー法が好適である。
【００１９】
本発明の組織再生基材の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は１０μｍ、好ましい上限は０．５ｍｍである。厚さが１０μｍ未満であると、強度が不足して脆弱な組織の補強には用いることができないことがあり、０．５ｍｍを超えると、取り扱い性に劣る。厚さのより好ましい下限は２０μｍ、より好ましい上限は０．３ｍｍである。
【００２０】
本発明の組織再生基材は、組織の補強や組織再生の促進の足場として埋植したときに、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うことができる。とりわけ、肺漏、気管支断端、膵液瘻、胆汁漏等の早期治癒することが望ましい部位に貼付することにより、脆弱な組織の補強及び組織再生を促す足場として有用であり、特に組織の動きの少ない気管支断端、膵液瘻、胆汁漏等の部位に添付した場合にその効果が顕著である。
【００２１】
本発明の組織再生基材は、手術後、脆弱な組織を覆うように貼付する。本発明の組織再生基材は、フィブリン糊等の医療用接着剤を用いなくとも、組織との密着を保つことができる。また、自動縫合器を使用する場合には、本発明の組織再生基材を組織に貼りつけた後に自動縫合器を用いて縫合操作を行うことにより、肺の空気漏れや種々の組織からの体液漏れを防止できる点でも有用である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】バブルポイント法による不織布の孔径分布の測定方法を説明する模式図である。
【図２】バブルポイント法によって得られたデータから不織布の孔径分布を推算する方法を説明する模式図である。
【図３】実験例で得られた各不織布の孔径分布を示すグラフである。
【図４】実験例で得られた各不織布を埋稙した組織のＨＥ染色像である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に実験例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実験例にのみ限定されるものではない。
【００２５】
（実験例）
生体吸収性材料としてポリグリコリドを用い、エレクトロスピニングデポジション法（平均繊維径０．９μｍ）若しくはメルトブロー法（平均繊維径３、４、７μｍ）、又は、紡糸された筒編み布をニードルパンチ法により不織布化する方法（平均繊維径１６μｍ）により、平均繊維径が約０．９、３、４、７、１６μｍ（これをサンプル名とする）、厚さ約０．１３〜０．３０ｍｍの不織布を得た。
【００２６】
（孔径分布の測定）
得られた不織布に湿潤液としてフッ素系溶媒（商品名Ｐｏｒｏｆｉｌ（商標））を吸収させた後、日本ベル社製のＰｏｒｏｍｅｔｅｒ  ３Ｇに試験片寸法が直径２５ｍｍの円状になるように設置し、不織布の裏側から空気圧をかけて、膜表面に気泡の発生が観察できる最小圧力（バブルポイント）を測定した。
得られたバブルポイントをもとに測定した各不織布の孔径分布を示すグラフを図３に示した。
【００２７】
同様の試験を各不織布毎に３検体測定し、得られたバブルポイントをもとに測定した各不織布の孔径分布を示すグラフから、孔径５〜３０μｍの孔の割合、５μｍ未満の孔の割合、及び、３０μｍを超える孔の割合を求めた。３検体の平均値を表１に示した。
【００２８】
（組織再生性の評価）
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｐａｔｈｏｇｅｎ  ｆｒｅｅの条件下で飼育された９週齢体重２００ｇの雌性ラットをイソフルラン吸入麻酔による基礎麻酔の後、ペントバルビタール５ｍｇを生食水で希釈し１ｍｌとしたものを、腹腔内に投与する方法により全身麻酔をかけた。
全身麻酔後、１匹につき、背部の頭側に左右２ヶ所、尾側に左右２か所、皮膚を１５ｍｍ横切開し、鈍的に皮下ポケットを作製した。この４か所の皮下ポケットに、無作為に１種類ずつ、１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切断した各不織布を埋稙した。
【００２９】
術後２週目に、ペントバルビタール過剰量の腹腔内投与によりラットを安楽死せしめ、埋稙部分を摘出した。得られた標本をヘマトキシリン−エオシン染色（ＨＥ染色）した顕微鏡写真像を図４に示した。
得られたＨＥ染色像を顕微鏡観察して、肉芽組織（細胞）の侵入、肉芽組織層の形成の有無等を評価し、以下の基準により組織再生促進性についての評価を行った。結果を表１に示した。
◎：材料全体に細胞が浸潤しており、肉芽組織層が均一に形成されている。
○：材料全体に細胞が浸潤しているものの、肉芽組織層が不均一に形成されている。
△：材料の一部にのみ細胞が浸潤しており、肉芽組織層が形成されていない。
×：材料への細胞の浸潤がほとんど見られず、肉芽組織層が形成されていない。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１より、バブルポイント法により測定した孔径分布において、孔径５〜３０μｍの孔の割合が７０％以上、５μｍ未満の孔の割合が５％以下、かつ、３０μｍを超える孔の割合が１０％以下である不織布からなる組織再生基材を用いた場合には、材料に細胞が侵入しやすく、術後２週間目には肉芽組織層が形成されることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  バブルポイント法による不織布の孔径分布の測定に用いる器具
２  ホルダ
３  圧力計
４  圧力調整器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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