(57)【要約】【課題】コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質、その製造方法及びその使用方法を提供する。【解決手段】このために、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質を製造することを特徴とする。上述のように構成された本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸が持つ分子的構造の特性を考慮した最適な比率の混合、および化学的または物理的架橋ではなく自然架橋の条件を提供することによりゴム的性質を示す新しい物質を作り出したものであり、これにより製品の品質と信頼性を大幅に向上させるので、使用者である消費者の様々なニーズを満たして良いイメージを植え付けられるようにしたものである。【選択図】図３
2016533794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラーゲンとヒアルロン酸から自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質を製造することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質。
【請求項２】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質を製造することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質。
【請求項３】
前記コラーゲンは、構造的に３本からなるタンパク質であり、この時のアミノ酸の残基は、グリシンであってプロリン、アラニン、ヒドロキシプロリンの順で占めており、グリシンは、コラーゲンの３本の構造を形成するための重要なアミノ酸であって残基は（＋）を帯び、グリシンの（＋）とプロリン及びヒドロキシプロリンの残基のイオンは水素結合によって分子結合されて形態を保持し、ヒアルロン酸は、炭水化物であって多糖類の構造を持っており、カルボキシル基を多数有する構造の（−）を帯びる物質からなることを特徴とする、請求項１または２に記載のコラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質。
【請求項４】
前記ヒアルロン酸の分子量は９００〜１，１００Ｋｄａであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質。
【請求項５】
前記コラーゲン溶液は酸性の条件、前記ヒアルロン酸溶液は中性の条件であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質。
【請求項６】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質をシリンジで混合するが、
前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料を準備する段階と、
前記コラーゲンとヒアルロン酸を２：１〜７：１の比率で組み合わせて、自然架橋物質たるゴム的性質の生体材料物質を生成する段階とを含んでなることを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質の製造方法。
【請求項７】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を遠心分離するが、
前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料を準備する段階と、
前記コラーゲンとヒアルロン酸を３：１の比率で混合する段階と、
前記混合された溶液にエネルギー（強い混合及び遠心力）を加えて塊を生成する段階と、前記塊以外の溶液を除去し、遠心分離方法または混練器を用いて塊を濃縮させ、水分を除去してゴム剤形物質たる生体材料物質を製造する段階とを含んでなることを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質の製造方法。
【請求項８】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を充填器を用いて注射容器に詰め込んで注入可能な剤形にして、成形充填材及びシーラントとして使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法。
【請求項９】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を、凍結乾燥方式を用いてマトリックス剤形に作った後、成形充填材、創傷被覆材及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法。
【請求項１０】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を、３Ｄプリンティング方式を用いて多孔性積層方式のマトリックス状に製造して創傷被覆材、骨移植材及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法。
【請求項１１】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を、キャリアとして混合した後、剤形化して成形充填材、骨移植材、創傷被覆材及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法。
【請求項１２】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を圧着方式によって乾燥させ、創傷被覆材、歯科材料及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法。
【請求項１３】
コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を凍結乾燥し、粉砕機を用いて粉末化して骨移植材、創傷被覆材、歯科材料、充填材料、止血材料、及び細胞／組織混合物質として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質、その製造方法及びその使用方法に係り、より詳しくは、コラーゲンとヒアルロン酸が持つ分子的構造の特性を考慮した最適な比率の混合、及び化学的・物理的架橋ではなく自然架橋の条件を提供することにより、ゴム的性質を示す新しい物質を作り出したものであり、これにより製品の品質及び信頼性を大幅に向上させるので、使用者である消費者の多様なニーズを満たして良いイメージを植え付けられるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、生体に適用するための材料として現在最も広く使われている物質は、コラーゲンとヒアルロン酸である。
前記コラーゲンは、皮膚、筋／腱、血管、骨、軟骨、椎間板などを構成している構造タンパク質である。コラーゲンは、骨移植材、創傷被覆材、成形充填材及び細胞培養などの組織工学に用いられるための材料として広く使われている。
【０００３】
また、前記ヒアルロン酸は皮膚、軟骨、眼球などに含まれている炭水化物であって、この物質は関節潤滑剤、成形充填材および付着防止材などとして製品化されて使われている。
【０００４】
しかし、このような生体構成物質は、単独で使用された場合、物理的強度が足りず上手く分解されるため、生体材料として使用するには、物質を架橋し或いは合成物質と単純混合または結合させて強度及び分解性を補完する。このように使用される物質は、生体内物質以外の物質の生分解過程で副作用を引き起こすおそれがあるとともに、組織再生段階で分解されないためむしろ妨害物質として作用するおそれがある。
【０００５】
このような従来技術の問題点を解決するために、従来は、下記の先行技術などの特許が出願されて公開されたことがある。
すなわち、このような従来の技術は、コラーゲンとヒアルロン酸を含有する医療用複合生体素材に関するもので、コラーゲンとヒアルロン酸を単純混合して化学物質で架橋することにより組成物を製造する方法を提供する。
【０００６】
ところが、前述した従来の技術においても次の多くの問題点が生じた。すなわち、前記従来の技術は、コラーゲンとヒアルロン酸を単純混合した方式であって、化学架橋物質を使用することなく目的を達成するための剤形化を実現することはできないという問題点があった。
【０００７】
したがって、前記従来の技術は、単純混合方式であって、架橋方法、特に、化学物質を用いた架橋方法を使用するもので、残留物質、分解物質または架橋物質などの物質自体にも安全性に対する問題を完全に排除することはできない。さらに、剤形も乾燥状の剤形のみしか使用できない欠点があって、使用分野および使用方法において様々な方法を提供しない大きな問題点も生じた。
その結果、前記従来の技術は、産業的に目的に合致する簡便で安全な製造方法を提供しない問題点も生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１３−０００９６５１号（名称：コラーゲン、ヒアルロン酸誘導体及び哺乳類の臍帯由来幹細胞を含む軟骨細胞治療剤）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の技術の諸般問題点を解消するためになされたもので、その第１目的は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質が得られるようにすることにあり、前述した技術的構成による本発明の第２目的は、ゴム剤形の物性を有する物質を化学的または物理的架橋方法ではなく自然架橋の条件を提供して製造することができるようにしたことにあり、その第３目的は、特に生体材料物質が水に容易に溶けず、物理的特性および分解性が強化される特性を有するようにしたことにあり、その第４目的は、このような特性により皮膚移植材、創傷被覆材、骨移植材及び細胞培養に使用される支持体などの生体材料として多様で幅広く使用できる方法を提供することにあり、その第５目的は、産業的に簡便で安全な製造方法を提供することにあり、その第６目的は、これにより製品の品質及び信頼性を大幅に向上させ、消費者が良いイメージを植え付けられるようにした、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質、その製造方法及びその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質を製造することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を提供する。
【００１１】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質を製造することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を提供する。
【００１２】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質をシリンジで混合するが、前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料を準備する段階と、前記コラーゲンとヒアルロン酸を２：１〜７：１の比率で組み合わせて、自然架橋物質たるゴム的性質の生体材料物質を生成する段階とを含んでなることを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質の製造方法を提供する。
【００１３】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を遠心分離するが、前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料を準備する段階と、前記コラーゲンとヒアルロン酸を３：１の比率で混合する段階と、前記混合された溶液にエネルギー（強い混合及び遠心力）を加えて塊を生成する段階と、前記塊以外の溶液を除去し、遠心分離方法または混練器を用いて塊を濃縮させ、水分を除去してゴム剤形物質たる生体材料物質を製造する段階とを含んでなることを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質の製造方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を充填器を用いて注射容器に詰め込んで注入可能な剤形にして、成形充填材及びシーラントとして使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法を提供する。
【００１５】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を、凍結乾燥方式を用いてマトリックス剤形に作った後、成形充填材、創傷被覆材及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法を提供する。
【００１６】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を、３Ｄプリンティング方式を用いて多孔性積層方式のマトリックス状に製造して創傷被覆材、骨移植材及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法を提供する。
【００１７】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質をキャリアとして混合した後、剤形化して成形充填材、骨移植材、創傷被覆材及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法を提供する。
【００１８】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を圧着方式によって乾燥させ、創傷被覆材、歯科材料及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法を提供する。
【００１９】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を凍結乾燥し、粉砕機を用いて粉末化して骨移植材、創傷被覆材、歯科材料、充填材料、止血材料及び細胞／組織混合物質として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
上述したように、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質が得られるようにしたものである。
【００２１】
前述した技術的構成による本発明は、ゴム剤形の物性を有する物質を化学的または物理的架橋方法ではなく、自然架橋の条件を提供して製造することができるようにしたものである。
【００２２】
特に、本発明は、生体材料物質が水に容易に溶けず、物理的特性及び分解性が強化される特性を有するようにしたものである。
【００２３】
また、本発明は、このような特性により皮膚移植材、創傷被覆材、骨移植材、及び細胞培養に使用される支持体などの生体材料として多様で幅広く使用できる方法を提供する。したがって、本発明は、産業的に簡便で安全な製造方法を提供する。
【００２４】
本発明は、前述した効果により、製品の品質及び信頼性を大幅に向上させ、消費者が良いイメージを植え付けられるようにした、非常に有用な発明である。
以下では、これらの効果を達成するための本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のコラーゲンとヒアルロン酸を単純混合したものを示す図面代用電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明に適用されたコラーゲンとヒアルロン酸のゴム剤形を示す図面代用写真である。
【図３】本発明に適用された自然架橋されたコラーゲンとヒアルロン酸剤形の概念図である。
【図４】本発明に適用された自然架橋されたコラーゲンとヒアルロン酸剤形の図面代用電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明の生体材料物質を注射容器に詰め込んだ剤形の図面代用写真である。
【図６】本発明の生体材料物質を凍結乾燥方式で製造したマトリックス剤形の図面代用写真である。
【図７】本発明の生体材料物質を３Ｄプリンティング方式で製造したマトリックス剤形の図面代用写真である。
【図８】本発明の生体材料物質をキャリアとして混合適用した剤形の図面代用写真である。
【図９】本発明の生体材料物質を圧着方式で製造したシート剤形の図面代用写真である。
【図１０】本発明の生体材料物質を粉砕機を用いて製造した粉末剤形の図面代用写真である。
【図１１】本発明の混練器を用いて剤形化した図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に適用されたコラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質、その製造方法及びその使用方法は、図２〜図１１に示すように構成される。
【００２７】
本発明を説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する
【００２８】
そして、後述する用語は本発明における機能を考慮して設定された用語であって、これは生産者の意図または慣例によって変わり得るので、その定義は本明細書全般にわたった内容に基づいて下されるべきである。
【００２９】
まず、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質を製造する、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を提供する。
【００３０】
また、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介してゴム状の生体材料物質を製造する、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を提供する。
【００３１】
ここで、本発明に適用された前記コラーゲンは、構造的に３本からなるタンパク質であり、この時のアミノ酸の残基は、グリシンであってプロリン、アラニン、ヒドロキシプロリンの順で占めており、グリシンは、コラーゲンの３本の構造を形成するための重要なアミノ酸であって残基は（＋）を帯び、グリシンの（＋）とプロリン及びヒドロキシプロリンの残基のイオンは水素結合を介して分子結合されて形態を保持し、ヒアルロン酸は、炭水化物であって多糖類の構造を持っており、カルボキシル基を多数有する構造の（−）を帯びる物質からなる、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を提供する。
【００３２】
特に、本発明に適用された前記ヒアルロン酸の分子量は、９００〜１，１００Ｋｄａであることが好ましい。
【００３３】
さらに、本発明に適用された前記コラーゲン溶液は酸性の条件で、ヒアルロン酸溶液は中性の条件であることが好ましい。
【００３４】
一方、本発明は、前述の構成部を適用するにあたり、様々な変形が可能であり、様々な形態を取ることができる。
【００３５】
本発明は、上述した詳細な説明で言及される特別な形態に限定されるものではないと理解されるべきであり、添付された請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内にあるすべての変形物、均等物及び代替物を含むものと理解されるべきである。
【００３６】
次に、前述のように構成された本発明のコラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質、その製造方法及びその使用方法の作用効果を説明する。
【００３７】
まず、本発明は、コラーゲンとヒアルロン酸が持つ分子的構造の特性を考慮した最適な比率の混合、及び化学的・物理的架橋ではなく自然架橋の条件を提供することにより、ゴム的性質を示す新しい物質を作り出したものである。
【００３８】
このため、本発明の第１実施形態の製造方法は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質をシリンジで混合するが、前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料を準備する段階と、前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料の濃度が１％の条件で２：１〜７：１の比率で組み合わせて自然架橋物質たるゴム的性質の生体材料物質を生成する段階とを含んでなる、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質の製造方法を提供する。
【００３９】
また、本発明の第２実施形態の製造方法は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を遠心分離するが、前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料を準備する段階と、前記コラーゲンとヒアルロン酸の原料の濃度が１％の条件で３：１の比率で混合する段階と、前記混合の際に強くエネルギー（遠心力）を加えて溶液に衝撃を与えることにより塊を生成する段階と、前記塊以外の溶液を除去し、遠心分離方法または混練器を用いて塊を濃縮させ、水分を除去してゴム剤形物質たる生体材料物質を製造する段階とを含んでなる、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質の製造方法を提供する。
【００４０】
本発明は、前述したような製造方法として次の使用方法を用いる。
つまり、本発明の第１実施形態の使用方法は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を充填器を用いて注射容器に詰め込んで注入可能な剤形にして、成形充填剤及びシーラントとして使用する。
【００４１】
また、本発明の第２実施形態の使用方法は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を凍結乾燥方式を用いてマトリックス剤形に製造した後、成形充填剤、創傷被覆材及び塗布材料として使用する。
【００４２】
また、本願発明の第３実施形態の使用方法は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を３Ｄプリンティング方式を用いて多孔性積層方式のマトリックス状に製造し、創傷被覆材、骨移植材及び塗布材料として使用する。
【００４３】
さらに、本発明の第４実施形態の使用方法は、コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質をキャリアとして混合した後、剤形化して成形充填材、骨移植材、創傷被覆材及び塗布材料として使用する。
【００４４】
さらに、本発明の第５実施形態の使用方法は、コラーゲンとヒアルロン酸を２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を圧着方式を用いて乾燥させ、創傷被覆材、歯科材料及び塗布材料として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法である。
【００４５】
さらに、本発明の第６実施形態の使用方法は、コラーゲンとヒアルロン酸を２：１〜７：１の比率で自然架橋結合を介して得たゴム状の生体材料物質を凍結乾燥し、粉砕機を用いて粉末化して骨移植材料、創傷被覆材、歯科材料、充填材料、止血材料及び細胞／組織混合物質として使用することを特徴とする、コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質を使用する方法である。
【００４６】
以下、本発明のより具体的な技術的内容を説明する。
まず、本発明で使用されるためのコラーゲンとヒアルロン酸は生体物質である。これらの物質は、生体に適用するための製品を製作するための原料として広く使われている。これらの物質は、生体組織内で自体的に使用されたときに容易に分解され、物理的特性が多少足りない面がある。
【００４７】
しかし、組織内では、これらの物質が自体に持っている分子的構造及び特性により相互結合されて組織を構成し、維持し、生化学的な反応を介して生命を維持する役割を果たす。
【００４８】
生体に適用するための材料を開発するために、最も理想的な製品の目標は、該当組織に最も類似した材料を供給して組織再生を誘導することである。特に、インプラント治療のために供給される物質が機能性まで必要とする場合、そのような部分がより一層強調される。骨の場合は、治療材料として自家骨を移植することが最も理想的である。これは、自家骨を移植すると最も良い効果を得ることができるためであるが、実際移植に必要な材料が制限的であるから、ほとんど異種骨や合成骨を材料として使用する。合成骨は、化学物質を合成して作った物質であって、骨内に存在するハイドロキシアパタイトなどの成分で製造して使用する。このように組織に近い物質を提供することにより、組織を治療及び再生しようとする努力を続けている。
【００４９】
軟組織の場合には、タンパク質成分と炭水化物成分が共存して組織を構成する。特に、タンパク質の代表的な物質はコラーゲンであり、コラーゲンは生体組織に存在するタンパク質の８０％以上を占める構造タンパク質である。炭水化物の代表物質はヒアルロン酸である。ヒアルロン酸は、軟骨や皮膚などに存在する物質であって、製品としても多く紹介されている。
【００５０】
特に、軟骨に存在する有機物の比率をタンパク質と炭水化物から比較するとき、３：１の比率で構成されていることが分かる。また、脊椎間の椎間板は髄核部分と線維輪から構成されているが、線維輪の場合にはタンパク質と炭水化物が３：１の比率で構成されている。
【００５１】
このように組織を構成するタンパク質と炭水化物の比率の存在を観察し、このような比率を介して、組織に近い最も理想的な物質を作り出そうとした。今までは、このような部
分に接近するために材料を機能性、経済性の面のみで接近して製品化をしており、大部分が物理的または化学的な架橋方法を用いて水においても形態を保持し、適用することができるように物質を開発している。
【００５２】
本発明は、物理的または化学的な人為的架橋方法ではなく生体物質の固有特性に基づいて、分子構造による結合を介して、水に分解されず、分解性が維持されるうえ、組織再生のために生体適合な安全物質を量産することができる方法に関するものである。
【００５３】
ここで使用される物質は、コラーゲンとヒアルロン酸を代表として使用し、様々な混合比率を介してゴム剤形の物質を作ろうとした。コラーゲンは、構造的に３本からなるタンパク質である。アミノ酸の残基は、殆どがグリシンであり、プロリン、アラニン、ヒドロキシプロリンの順で占めている。グリシンは、コラーゲンの３本の構造を形成するための重要なアミノ酸であって残基は（＋）を帯びる。グリシンの（＋）とプロリン及びヒドロキシプロリンの残基のイオンは、水素結合によって分子結合されて形態を保持する。ヒアルロン酸は、炭水化物であって多糖類の構造を持っており、カルボキシル基を多数有する構造の（−）を帯びる物質である。このようにコラーゲンの陽イオンとヒアルロン酸の陰イオンとが結合して水素結合によって線維形状を形成するコラーゲンの線維表面をヒアルロン酸で覆う構造を持つことが観察された。
【００５４】
特に、このような部分は、コラゲナーゼとヒアルロニダーゼの分解酵素処理による分解能を通じても、本発明に使用された物質がコラゲンナーゼよりもヒアルロニダーゼにさらに敏感な分解能を示すもので、結合された構造の形態を予想することができた。また、ゴムのような特性を持つのは、単純な２つの物質の混合ではなく、２つの物質の間に一定のエネルギーを加えることにより、２つの物質間の結合を誘導したためである。
【００５５】
結合が誘導された物質は、架橋物質が含まれていない状態においても液状で溶けず、形態を保持し、表面の粘着性または延びる延性を持つ。
このように本発明によって生成された物質のゴムのような特性は、電子顕微鏡分析によっても二つの物質が天然の結合で連結構造を有することを確認することができ、コラーゲンとヒアルロン酸を単純混合したときの構造とは明らかに異なる構造であることを確認することができた。
【００５６】
このような物質は、注射容器に詰め込んで注入の形で提供して手術部位を切開せずに注射することもでき、物質を凍結乾燥させてマトリックス状に提供して形態を保持させるための材料として使用することができる。特に、凍結乾燥した形態は、高い強度を保有しており、組織内の形態が一定期間維持されなければならない部分に使用すれば有利であろう。
【００５７】
前記コラーゲンとヒアルロン酸のゴム剤形の物質は次のとおり構成される。
つまり、本発明は、図２(a)及び図２(b)に示すように、ゴムのような延性を示す自然架橋物質をコラーゲンとヒアルロン酸を用いて製造することを特徴とする。
【００５８】
このとき、前記適用されたコラーゲンとヒアルロン酸の比率は、２：１〜７：１の比率、最も好ましくは３：１である。
【００５９】
本発明に適用されたコラーゲンは３本からなるアテロコラーゲンであり、ヒアルロン酸の分子量は１，０００Ｋｄａであった。また、それぞれの溶解した物質の濃度は、２つの物質がそれぞれ１０％（ｗ／ｖ）以上では剤形を生成することが不可能であった。コラーゲン溶液は酸性の条件、ヒアルロン酸溶液は中性の条件が維持されなければならない。
【００６０】
前記生成されたコラーゲンとヒアルロン酸の剤形は、注射容器に充填して注入可能な形で製造できるだけでなく、凍結乾燥の方法でマトリックス剤形を作って適用することもできる。それだけでなく、圧着方式を用いてシート剤形を製造することができ、粉砕機を用いてパウダーなどに剤形化して多様に適用することができる。
【００６１】
そして、３Ｄプリンティング方式でマトリックス状に積層し、多孔性を与えて目的を達成することを可能とする構造で製造することもできる。この剤形はパテ状に商用化することもでき、凍結乾燥を行って乾燥マトリックス状に使用することもできる。
【００６２】
また、キャリアとしてゴム剤形を用いて、ミネラル、細胞、組織、成長因子、薬物、タンパク質、ＤＮＡなどを含ませて使用することもできる。
【００６３】
前述のように構成された本発明に係るコラーゲンとヒアルロン酸のゴム的特性を有する物質の製造方法と使用方法に関する説明は、次のとおりである。
【００６４】
まず、本発明は、物理的または化学的架橋による方法ではなく、自然架橋を介して、水に溶けない物質を製造するものであって、コラーゲンとヒアルロン酸の混合比率によって、それぞれの物質が持っている分子的特性を利用して自然架橋を誘導し、製造された物質は水に容易に溶けず容易に分解されない特性を有し、ゴムのような特性を持っているため、様々な分野に適用することができる。特に、創傷被覆材、骨移植材、成形充填材、及び細胞と組織を培養するための材料などとして使用可能な方法を提供する。よって、産業的に簡便で安全な製造方法を提供する。
【実施例】
【００６５】
以下、このための本発明のそれぞれの実施例を説明する。
（実施例１）
コラーゲンとヒアルロン酸を用いた自然架橋ゴム剤形物質の製法：シリンジ混合
１．目的：コラーゲンとヒアルロン酸を用いた剤形の条件を確認する。
２．方法：それぞれの原料として１％（ｗ／ｖ）の濃度でコラーゲン溶液とヒアルロン酸溶液を準備する。それぞれの原料を１：２〜９：１（コラーゲン：ヒアルロン酸）の比率で準備して混合する。注射容器に充填されたそれぞれの溶液は、コネクタを接続して双方向に混合しながらゴム剤形の生成を確認する。このとき、使用されたヒアルロン酸の分子量は１，０００Ｋｄａである。
３．結果：それぞれの原料の濃度が１％の条件で２：１〜７：１の組み合わせで自然架橋物質たるゴム的性質の物質が生成された。理想的には、３：１の比率が最適な条件であった。この条件では、最も高い粘度を維持する剤形が短時間で生成された。それ以上と以下の比率ではゴム的性質の剤形が生成されなかった。
【００６６】
（実施例２）
コラーゲンとヒアルロン酸を用いた自然架橋ゴム剤形の製法：遠心分離
１．目的：コラーゲンとヒアルロン酸の大容量確保のための製法を確認する。
２．方法：それぞれの原料として１％（ｗ／ｖ）の濃度でコラーゲン溶液とヒアルロン酸溶液を準備する。それぞれの原料を３：１（コラーゲン：ヒアルロン酸）の比率で混合する。混合の際に強くエネルギーを加えて溶液に衝撃を与えると、塊が生成される。この塊以外の溶液を除去し、遠心分離方法を用いて塊を濃縮させ、水分を十分に除去してゴム剤形物質を製造する。
【００６７】
（実施例３）
コラーゲンとヒアルロン酸を用いた自然架橋ゴム剤形の製法：混練器
１．目的：コラーゲンとヒアルロン酸を大量に確保するための製法を確認する。
２．方法：コラーゲンとヒアルロン酸をそれぞれ３：１の比率で混合機で混合して層分離させた後、水分を除去するための篩いに篩い掛け、混練器を用いて延性を増加させる。剤形を作る段階は図１１(ａ)〜図１１(ｃ)のとおりである。
【００６８】
（実施例４）
コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋物質の物性測定
１．目的：本発明の自然架橋物質の最大応力及び降伏値によって粘着性を分析する。
２．方法：コラーゲンとヒアルロン酸から２：１〜７：１の混合比率で生成された自然架橋物質をサンプル容器にのせた後、薄いフィルムを付着させ、フィルムを折ってロードセルに接続し、セットされた速度および力でテーブルを下方に移動させることによりフィルムが分離されると、粘着性を測定する。使用された機器は、Ｒｈｏｍｅｔｅｒ（ＣＲ−５００ＤＸ、Ｓｕｎ  ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ）を用いて最大応力及び降伏値を測定する。このとき、機器の試験条件はＴａｃｋ  ｒｈｅｏｌｏｇｙ  ｔｅｓｔであって、テーブルスピードは３００ｍｍ／ｍｉｎであり、最大応力は２ｋｇであった。３．結果：それぞれの混合条件で生成された自然架橋ゴム剤形は誤差範囲内で差を示さなかった。実験結果は次のとおりである。
【００６９】
【表１】
2016533794.tif 000003
【００７０】
（実施例５）
コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋ゴム剤形の電子顕微鏡構造分析
１．目的：本発明の自然架橋物質の延びる性質を確認するために、電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析で構造を確認する。
２．方法：コラーゲンとヒアルロン酸が３：１の比率で単純混合された剤形とエネルギーを加えて製造した物質の形態を電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で確認する。使用された機器は、ＨＩＴＡＣＨＩ／Ｓ−４７００であって、解像度１．５ｎｍ（１５ｋＶ）、２．５ｎｍ（１ｋＶ）の条件で２５Ｘ〜５００，０００Ｘの倍率で観察した。
３．結果：単純混合された剤形は、ヒアルロン酸とコラーゲンにそれぞれ面と線の形態が混在して観察されたが、自然架橋されたゴム剤形は、面と線を結ぶ連結部位が多数観察され、延びる特性を有するようにする構造であることが確認された。撮影したイメージは図…のとおりである。
【００７１】
（実施例６）
コラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋物質の分解性試験
１．目的：本発明の自然架橋物質の分解される程度を確認しようとする。
２．方法：本発明の物質の分解性を確認するために、分解酵素に対する効果、生理食塩水に対する分解程度、及び熱水処理に対する剤形の分解性及び安定性を確認するために、対照群としてコラーゲンマトリックス製品たるテラフォーム（ＴｈｅｒａＦｏｒｍ）を使用した。分解酵素はコラゲナーゼ（Ｒｏｃｈｅ）とヒアルロナーゼ（Ｈ−ｌａｓｅ、ＫＵＨＮＩＬ  ＰＨＡＲＭ．）を使用し、それぞれの濃度は１５ｍＵ／ｍＬと１５ＩＵ／ｍＬを適用した。７日間観察し、３７度の条件で静置させて反応を確認した。生理食塩水は室温で静置された条件で観察し、熱水処理は５０℃の精製水で８時間観察した。
３．結果
イ）分解酵素処理後の分解率／残留量
【００７２】
【表２】
2016533794.tif 000004
【００７３】
＊対照群として使用されたコラーゲンマトリックスは、コラゲナーゼで１日内に分解され、ヒアルロナーゼでは７日間形態保持された。
ロ）生理食塩水では、１日目に平均１３５％体積増加が確認され、７日間形態が保持された。長期試験過程で、３カ月以上の形態保持が確認されている。
ハ）熱水で処理された本発明の剤形は、８時間観察した結果、８０％の体積維持が確認された。
【００７４】
（実施例７）
コラーゲン−ヒアルロン酸の自然架橋剤形の剤形化
１）注射容器充填剤形
本発明の物質を充填器を用いて注射容器に詰め込んで注入可能に剤形化し、成形充填材及びシーラントとして使用するための剤形であって、図５のとおりである。
２）凍結乾燥剤形
本発明の物質を凍結乾燥方式を用いてマトリックス状に剤形化した後、成形充填材、創傷被覆材及び塗布材料として使用するための剤形であって、図６のとおりである。
３）３Ｄプリンティング剤形
本発明の物質を３Ｄプリンティング方式を用いて多孔性積層方式のマトリックス状に剤形化し、創傷被覆材、骨移植材及び塗布材料として使用するための剤形であって、図７のとおりである。
４）キャリアとしての混合剤形
本発明の物質をその他の物質と混合した後、剤形化して、成形充填材、骨移植材、創傷被覆材及び塗布材料として使用するための剤形であって、本発明の物質と骨代替材成分たるＴＣＰとを混合した剤形であって、図８のとおりである。
５）シート剤形
本発明の物質を圧着方式を用いて凍結乾燥させ、創傷被覆材、歯科材料及び塗布材料として使用するための剤形であって、図９のとおりである。
６）パウダー剤形
本発明の物質を凍結乾燥させて粉砕機を用いて粉末化し、骨移植材料、創傷被覆材、歯科材料、充填材料、止血材料及び細胞／組織混合物として使用するための剤形であって、図１０のとおりである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のコラーゲンとヒアルロン酸の自然架橋を介した、ゴム的性質が強化された生体材料物質、その製造方法及びその使用方法の技術的思想は、実際に同じ結果を得る繰り返し実施が可能なものであって、特にこのような本発明を実施することにより、技術の発展を促進して産業の発展に貢献することができるため、保護する価値が十分にある。
【図１】
2016533794.tif 000005
【図２】
2016533794.tif 000006
【図３】
2016533794.tif 000007
【図４】
2016533794.tif 000008
【図５】
2016533794.tif 000009
【図６】
2016533794.tif 000010
【図７】
2016533794.tif 000011
【図８】
2016533794.tif 000012
【図９】
2016533794.tif 000013
【図１０】
2016533794.tif 000014
【図１１】
2016533794.tif 000015
【国際調査報告】
2016533794.tif 000016
2016533794.tif 000017
2016533794.tif 000018
2016533794.tif 000019
2016533794.tif 000020
2016533794.tif 000021