(57)【要約】【課題】ポリアミド４の生体内における新たな用途を提供する【解決手段】ポリアミド４のホモポリマーまたはコポリマーを含む、生体内に埋入される医療材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド４のホモポリマーまたはコポリマーを含む、生体内に埋入される医療材料。
【請求項２】
ポリアミド４のコポリマーが、2-ピロリドンと環状ジエステルとの開環共重合体、2-ピロリドンと4〜7員環のラクトン類との開環共重合体、及び、2-ピロリドンと脂肪族ポリエステルとのブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の医療材料。
【請求項３】
環状ジエステルがラクチド又はグリコリドである、請求項２に記載の医療材料。
【請求項４】
4〜7員環のラクトン類がβ−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、β−バレロラクトン、３−メチル−β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、３−メチル−δ−バレロラクトン、４−メチル−δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、３−メチル−ε−カプロラクトン、４−メチル−ε−カプロラクトン、３，３，５−トリメチル−ε−カプロラクトン、３，５，５−トリメチル−ε−カプロラクトン及び７−メチル−ε−カプロラクトンからなる群から選ばれる、請求項２に記載の医療材料。
【請求項５】
さらに他の生体内吸収性ポリマーを含む請求項１に記載の医療材料。
【請求項６】
他の生体内吸収性ポリマーが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ-ε-カプロラクトン、グリコール酸と乳酸のコポリマー、乳酸と-ε-カプロラクトンのコポリマー、コラーゲン、カットグット、ゼラチン、アミロース、デキストラン、キチン、キトサン、ポリグルタミン酸、アルギン酸からなる群から選ばれる、請求項５に記載の医療材料。
【請求項７】
医療材料が、パッチ材、人工心臓弁、ステント、骨接合材、人工心膜、縫合糸、組織補填材、組織補強材、組織被覆材、組織もしくは臓器再生用基材、細胞培養の足場材料、組織補綴材、癒着防止材、クリップ、細胞シート又はDDS基材である、請求項１に記載の医療材料
【請求項８】
ポリアミド４のホモポリマーコポリマーの生体内に埋入される生体内吸収性材料としての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミド４またはその共重合体を含む医療材料及び使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミド（ナイロン）は軽さ、強度、耐熱性、弾性及び染色性など点で優れているため、繊維、医療用品、工業材料など多くの用途に使用されている。ポリアミドには所謂ナイロン６やナイロン６６などの多くの種類が存在するが、これらは主に焼却や埋立てなど、多くのエネルギーを要する方法や手間のかかる方法により処分されている。
【０００３】
生体内分解性材料としては各種ポリエステルやポリウレタンが研究されてきた。現在使われているものとしては、ほとんどがポリ乳酸、グリコール酸を主成分としたポリエステルかコポリエステルエーテルであり、手術用の縫合糸や人工骨用途である。近年、iPS細胞に関連した再生医療技術の研究が進められており、生体に適した足場材料が求められている。一方で、ポリアミド４はバイオマスから容易に合成でき、かつ、種々のポリアミド類の中でほぼ唯一、環境中での良好な生分解性を有す材料として注目されている(特許文献１、非特許文献１）。その主鎖はγ-アミノ酪酸で構成されることからポリアミノ酸でもあり、各種タンパク質との親和性が高いことも期待される。
【０００４】
本発明者らはバイオマスから生産されているグルタミン酸を微生物を用いてγ-アミノ酪酸に効率的に変換する方法を報告している(非特許文献２）。ポリアミド４は環境中で生分解される材料であるが、生体内での分解性、細胞毒性、変異原性などの性質は調べられていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第3598347号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Yamano, N.  et al. J Polym Environ 2008, 16, 141-146
【非特許文献２】Yamano, N.  et al. J Polym Environ 2013, 21, 528-533
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はポリアミド４又はその共重合体の生体内における新たな用途、特に再生医療に有用な医療材料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、以下の医療材料及び使用を提供するものである。
項１．  ポリアミド４のホモポリマーまたはコポリマーを含む、生体内に埋入される医療材料。
項２．  ポリアミド４のコポリマーが、2-ピロリドンと環状ジエステルとの開環共重合体、2-ピロリドンと4〜7員環のラクトン類との開環共重合体、及び、2-ピロリドンと脂肪族ポリエステルとのブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種である、項１に記載の医療材料。
項３．  環状ジエステルがラクチド又はグリコリドである、項２に記載の医療材料。
項４．  4〜7員環のラクトン類がβ−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、β−バレロラクトン、３−メチル−β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、３−メチル−δ−バレロラクトン、４−メチル−δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、３−メチル−ε−カプロラクトン、４−メチル−ε−カプロラクトン、３，３，５−トリメチル−ε−カプロラクトン、３，５，５−トリメチル−ε−カプロラクトン及び７−メチル−ε−カプロラクトンからなる群から選ばれる、項２に記載の医療材料。
項５．  さらに他の生体内吸収性ポリマーを含む項１に記載の医療材料。
項６．  他の生体内吸収性ポリマーが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ-ε-カプロラクトン、グリコール酸と乳酸のコポリマー、乳酸と-ε-カプロラクトンのコポリマー、コラーゲン、カットグット、ゼラチン、アミロース、デキストラン、キチン、キトサン、ポリグルタミン酸、アルギン酸からなる群から選ばれる、項５に記載の医療材料。
項７．  医療材料が、パッチ材、人工心臓弁、ステント、骨接合材、人工心膜、縫合糸、組織補填材、組織補強材、組織被覆材、組織もしくは臓器再生用基材、細胞培養の足場材料、組織補綴材、癒着防止材、クリップ、細胞シート又はDDS基材である、項１に記載の医療材料
項８．  ポリアミド４のホモポリマーコポリマーの生体内に埋入される生体内吸収性材料としての使用。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、ポリアミド４のホモポリマーまたはコポリマーがヒトなどの生体内で分解性を有し、かつ、細胞毒性、変異原性を有しないため、再生医療などの医療材料としての用途に好適に使用できることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】生体内分解性試験（経時変化）の結果を示す。
【図２】生体内分解性試験（炎症性）の結果を示す
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明では、生体内に埋入される医療材料或いは生体内吸収性材料として使用されるポリアミド４またはそのコポリマーは公知であり、公知の方法に従いモノマーとして2-ピロリドンを用いてポリアミド４を製造することができ、或いは2-ピロリドンと環状ジエステルとの開環共重合体、2-ピロリドンと4〜7員環のラクトン類との開環共重合体、及び、2-ピロリドンと脂肪族ポリエステルとのブロック共重合体などを製造することができる。
【００１２】
環状ジエステルとしては、ラクチド、グリコリドが挙げられ、4〜7員環のラクトン類としては、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、β−バレロラクトン、３−メチル−β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、３−メチル−δ−バレロラクトン、４−メチル−δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、３−メチル−ε−カプロラクトン、４−メチル−ε−カプロラクトン、３，３，５−トリメチル−ε−カプロラクトン、３，５，５−トリメチル−ε−カプロラクトン及び７−メチル−ε−カプロラクトンが挙げられる。
【００１３】
コポリマーは２元コポリマー又は３元コポリマーが好ましい。
【００１４】
脂肪族ポリエステルとしては、ポリグリコール酸、ポリ乳酸等のポリ（α−ヒドロキシ酸）、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリジオキサノン、ポリエチレンスクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンスクシネートアジペートなどが挙げられる。
【００１５】
他の生体内吸収性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ-ε-カプロラクトン、グリコール酸と乳酸のコポリマー、乳酸と-ε-カプロラクトンのコポリマーなどが挙げられる。
【００１６】
2-ピロリドンと他のモノマーとのコポリマーは、モル比で2-ピロリドン：他のモノマー＝１：９９〜９９：１、好ましくは１０：９０〜９８：２、より好ましくは５０：５０〜９５：５、さらに好ましくは７０：３０〜９０：１０程度である。2-ピロリドンとカプロラクトンのコポリマーは、ブロックコポリマーでもランダムコポリマーでもよく、ランダムコポリマーが好ましい。なお、他のモノマーは１種であってもよく(２元コポリマー)、２種(３元コポリマー)或いはそれ以上(多元コポリマー)であってもよい。
ポリアミド４のホモポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００〜１０００００程度、好ましくは７０００〜８００００程度、より好ましくは１００００〜５００００程度である。ポリアミド４のホモポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、１００００〜５０００００程度、好ましくは３００００〜４０００００程度、より好ましくは６００００〜２０００００程度である。ポリアミド４のコポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００〜１０００００程度、好ましくは８０００〜５００００程度、より好ましくは１００００〜２００００程度である。ポリアミド４のコポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、８０００〜２０００００程度、好ましくは１００００〜１０００００程度、より好ましくは１５０００〜３００００程度である。
【００１７】
数平均分子量及び重量平均分子量は、高速GPCシステム(東ソー社製、(HLC-8220GPCシステム))により、ポリメチルメタクリレートを標準物質として用いて測定することができる。ポリマー組成比は1HNMRにより算出できる。
【００１８】
本発明の医療材料は長期間生体内に埋入しても異物反応や石灰化を惹起させず、生体適合性に優れ、かつ生体内で分解・吸収される。医療材料としては、例えばパッチ材、人工心臓弁、ステント、骨接合材、人工心膜、縫合糸、組織補填材、組織補強材、組織被覆材、組織再生用基材、細胞足場材料、組織補綴材、癒着防止材、クリップ、細胞シート、DDS基材などが挙げられる。
【００１９】
このような医療材料或いは生体内吸収性材料は、シート、フィルム、ロッド、プレート、スクリュー、ネット、織物、編物、不織布、多孔体、スポンジ、などの任意の形状であってもよい。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【００２１】
調製例１：生体試料の調製方法
ポリアミド４、ポリアミド４のコポリマー（カプロラクトンとのコポリエステルアミド）を用いた。これらのポリマーを5〜10wt%トリフルオロエタノール溶液とし、20kVの電圧で電界紡糸し、不織布を得た。
【００２２】
試験例１：ラットを用いた生体内分解性試験
ラット（♂、8 週齢）の背面を切開し、皮下にポリアミド４、コポリエステルアミドおよびポリ乳酸を電界紡糸により作成した不織布として埋入した。一定期間後に試料を取り出し、溶剤で洗浄した後、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP) による抽出にてポリマーを回収し、NMR のピーク強度からポリマーの残存量、分解率を求めた。
【００２３】
埋入試料はポリアミド４と生分解性ポリエステルであるポリカプロラクトンとのコポリマーとしてランダム型3種とブロック性の強いコポリマー１つを用いた。
【００２４】
結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2016039879.tif 000002
【００２６】
ポリ乳酸 は摘出後、メタノール洗浄、クロロホルムによる抽出で、その他のアミド系ポリマーはメタノール、クロロホルムで洗浄した後、HFIP で抽出して試料回収した。洗浄によって脂質成分が除去され、残存試料が回収された。No.5(ポリ乳酸)のNMR から、ポリ乳酸以外に大きく脂質成分が検出され、約2.4mol%分の夾雑脂質は平均C21.6 の脂肪酸のトリグリセリドと推定され、分子量が大きいため重量での夾雑率は26%と計算された。ポリアミド系はメタノール洗浄されているため、脂質シグナルは小さく、目的シグナルが明瞭で容易に解析できた。これらのNMR から重量保持率を定量した結果、No.1 のコポリマーの分解が速く、No.4 は比較的遅く、No.2 や3 では一定の分解を受けていることがわかった。また、コポリエステルアミドだけでなく、ポリアミド４(No.6)も生体内で生分解されることを明らかにした。
【００２７】
試験例１−２：ラットを用いた生体内分解性試験（経時変化）
三分岐型ポリアミド４、ランダム型コポリマー、ブロック型コポリマーのラットの背面皮下埋入試験の経時変化を調べたところ、いずれの試料も時間とともに重量が減少していくことがわかった(図１)。
【００２８】
試験例１−３：ラットを用いた生体内分解性試験（炎症性について）
ポリアミド4とそのコポリマー、ポリ乳酸をラットの背面皮下に埋入し、８．５ヶ月後に埋入箇所を観察したところ、いずれの試料でも大きな炎症は観察されなかった(図２)。
【００２９】
試験例２：細胞毒性試験
方法：「医療機器の製造販売承認申請等に必要な生物学的安全性評価の基本的考え方について」に準拠して実施。
試料：ポリアミド４不織布
陰性対照材料：高密度ポリエチレンフィルム 
陽性対照材料：zinc diethyldithiocarbamate（ZDEC）含有ポリウレタンフィルム
各0.1g/mL培地抽出液(24h) を100%として使用
細胞：チャイニーズ・ハムスター肺由来V79細胞培地で希釈した各々の濃度で6日間培養した後、コロニー数を計測。
【００３０】
ポリアミド４の生物学的安全性を調べるため、チャイニーズ・ハムスター肺由来のV79 細胞を用いるコロニー形成法における細胞毒性作用を、ポリアミド４培地抽出液、25〜100%の濃度範囲において検討した。その結果、表２に示すように、いずれの濃度においてもコロニー形成を阻害せず、ポリアミド４ はV79細胞のコロニー形成を阻害する細胞毒性作用はないことが示された。
【００３１】
【表２】
2016039879.tif 000003
【００３２】
試験例３：変異原性試験
ポリアミド４の突然変異誘発性を調べるため、微生物を用いた復帰突然変異試験を行った。微生物としてネズミチフス菌4 株、大腸菌1 株を用い、代謝活性化有り無しの二条件、プレインキュベーション法（37℃、20分）で試験を行った。ポリアミド４試料はDMSO に懸濁し、37℃で48 時間抽出した抽出液を用いた。
【００３３】
ポリアミド４抽出液（5mg/mL)を段階的に希釈した試料を用いて試験を行った結果、ネガティブコントロール(DMSO)と比べると、ポリアミド４抽出液で処理するとコロニー数は最少で0.5、最多で1.5 倍となったが、それぞれのポジティブコントロールより多くなることはなく、復帰突然変異は誘発されなかった。Salmonella enterica NBRC 14194、S9 非存在条件ではポジティブコントロールでの変異誘発が見られなかったが、ポリアミド４によるコロニー数増加も無かった。以上の結果より、ポリアミド４に変異原性は無いことが示された。
【図１】
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【図２】
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