JP2010138276A

JP2010138276A - ヒアルロン酸単糸の製造方法

Info

Publication number: JP2010138276A
Application number: JP2008315595A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Matsuda; 和久松田
Original assignee: Nipro Corp
Current assignee: Nipro Corp
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】ヒアルロン酸に架橋剤などを添加することなく、ヒアルロン酸単糸を製造できる手段を提供する。
【解決手段】本発明に係るヒアルロン酸単糸の製造方法は、（１）ヒアルロン酸を含む水溶液に脱水液を積層させて、これら両液を界面において接触させる第１ステップと、（２）上記界面において脱水されて凝固した膜を脱水液から引き上げて単糸とし、かつ上記両液が新たに接触する界面を生成する第２ステップと、（３）生成された新たな界面において脱水されて凝固した膜を、上記単糸に連続させて脱水液から引き上げて単糸とする第３ステップと、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、ヒアルロン酸を含む水溶液からヒアルロン酸単糸を製造するヒアルロン酸単糸の製造方法に関する。

ヒアルロン酸は、その生体適合性や保湿性などの性質から、医療材料として注目されている。例えば、ヒアルロン酸ゲルは、関節治療用材料などの医用材料として利用する試みがなされている（特許文献１〜３）。また、ヒアルロン酸を含む膜が、術後融着予防用材料などの医用材料として利用する試みがなされている（特許文献４〜６）。

前述されたようなヒアルロン酸の利用において、ヒアルロン酸が水に溶解しやすいために医用材料として利用することが困難であることが指摘されている。この問題を解決するために、ヒアルロン酸の水酸基を置換したり、他の高分子との複合体としてヒアルロン酸の保湿性を維持しつつ水に不溶性にしたりする試みがなされている（特許文献７，８）。また、ヒアルロン酸に架橋剤を加えて分子内架橋を行うことによって難水溶性のヒアルロン酸ゲルとし、そのヒアルロン酸ゲルからヒアルロン酸の極細繊維を製造する試みがなされている（特許文献９）。

再表２００５／０４０２２４号公報再表０１／０５７０９３号公報再表９９／１０３８５号公報特開２００７−２３６９７４号公報特表平１１−５１１３４４号公報特表平８−５０６２５５号公報特開２００１−３２９００２号公報特開平６−７３１０３号公報特開２００７−２６２５９５号公報

特許文献９のように、ヒアルロン酸を繊維形状とすることによって、その繊維形状のヒアルロン酸を用いて医療用の不織布や織布などを作成することが可能となり、医療材料としてのヒアルロン酸の有用性が従来より向上される。しかし、前述された各特許文献に示されるように、ヒアルロン酸に架橋剤や他の高分子が加えられると、その架橋剤や高分子の生体適合性が問題となり、ヒアルロン酸が有する生体適合性という利点が失われるおそれがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒアルロン酸に架橋剤などを添加することなく、ヒアルロン酸単糸を製造できる手段を提供することにある。

本発明に係るヒアルロン酸単糸の製造方法は、
（１）ヒアルロン酸を含む水溶液に脱水液を積層させて、これら両液を界面において接触させる第１ステップと、
（２）上記界面において脱水されて凝固した膜を脱水液から引き上げて単糸とし、かつ上記両液が新たに接触する界面を生成する第２ステップと、
（３）生成された新たな界面において脱水されて凝固した膜を、上記単糸に連続させて脱水液から引き上げて単糸とする第３ステップと、を含む。

本発明は、ヒアルロン酸を含む水溶液において、ヒアルロン酸を水に不溶化するための架橋や置換、他の高分子との複合化などを行うことなく、ヒアルロン酸単糸を製造できることを主な特徴とする。

ヒアルロン酸は、天然高分子多糖類の一種であり、一般的な分子量は１０万から２５０万程度である。ヒアルロン酸の分子量としては、得られたヒアルロン酸単糸を医療材料として用いるのであれば、分子量が６０万から１２０万程度がより好ましい。ヒアルロン酸は、動物組織から抽出されたものや発酵法で製造されたまのなどが使用される。そのヒアルロン酸の種類については本件出願では特に限定されない。

ヒアルロン酸を含む水溶液としては、一般的には、ヒアルロン酸を０．５〜１０重量％、好ましくは１．０〜７．０重量％含む水溶液があげられるが、ヒアルロン酸以外の物質を含むものであってもよい。ただし、前述されたように、ヒアルロン酸には、架橋や置換などの修飾が施される必要はない。ヒアルロン酸を含む水溶液に添加され得る物質としては、例えば、各種薬効を有する薬剤類、タンパク質、成長因子、ホルモン類、サイトカイン類、ペプチド類、遺伝子又は遺伝子を担持したベクター類、アパタイト、β−ＴＣＰ、キチン、キトサン、コラーゲン、ゼラチン、アルギン酸などがあげられる。

上記薬剤類としては、例えば、抗炎症剤、解熱剤、抗菌剤、抗生剤、抗ガン剤、鎮痛剤、麻酔薬、抗痙攣剤、鎮咳剤、去痰剤、抗アレルギー剤、免疫抑制剤、止血剤、造血剤、利尿剤、降圧剤、昇圧剤などがあげられる。

また、上記成長因子としては、例えば、上皮成長因子（Epidermal growth factor: EGF）、インスリン様成長因子（Insulin-like growth factor: IGF）、トランスフォーミング成長因子（Transforming growth factor: TGF）、神経成長因子（Nerve growth factor: NGF）、脳由来神経栄養因子（Brain-derived neurotrophic factor: BDNF）、血管内皮細胞成長因子（Vesicular endothelial growth factor: VEGF）、顆粒球コロニー刺激因子（Granulocyto-colony stimulating factor: G-CSF）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（Granulocyte-macrophage-colony stimulating factor: GM-CSF）、血小板由来成長因子（Platelet-derived growth factor: PDGF）、エリスロポエチン（Erythropoietin: EPO）、トロンボポエチン（Thrombopoetin: TPO）、塩基性線維芽細胞成長因子（Basic fibroblast growth factor: bFGF or FGF2）、肝細胞成長因子（Hepatocyto growth factor: HGF）などがあげられる。

また、上記サイトカイン類としては、例えば、インターロイキン（Interleukin: IL）、リンフォカイン（Lymphokine）、ケモカイン（Chemokine）、インターフェロン（Interferon: IFN）、造血因子（例：コロニー刺激因子（Coloney-stimulationg factor: CSF）、顆粒球コロニー刺激因子（Granulocyte-(G-)CSF）、エリスロポエチン（Erythropoietin: EPO））、細胞成長因子（例：上皮成長因子（Epidermal growth factor: EGF）、線維芽細胞成長因子（Fibroblast growth factor: FGF）、血小板由来成長因子（Platelet-derived growth factor: PDGF）、肝細胞成長因子（Hepatocyto growth factor: HGF）、トランスフォーミング成長因子（Transforming growth factor: TGF）、細胞障害因子（例：腫瘍壊死因子（TNF-α）、リンフォトキシン（TNF-β）などのTNFスーパーファミリー類）、アディポカイン類（例：レプチン、TNF-α）、神経栄養因子類（例：神経成長因子（NGF））などがあげられる。

脱水液は、ヒアルロン酸を含む水溶液との接触によって脱水作用を生じさせて、水に溶解しているヒアルロン酸を凝固させるものであり、例えば親水性有機溶媒があげられる。この親水性有機溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類などがあげられる。具体的には、アルコール類には、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アミルアルコールなどがあげられるが、医療用途としてはエタノールが好ましい、また、ケトン類には、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどがあげられるが、医療用途としてはアセトンが好ましい。また、ヒアルロン酸水溶液に対する脱水作用を高めるためには、例えば、エタノール又はアセトンの濃度が高いことが好ましい。なお、脱水液には、エタノール又はアセトン以外の物質が含まれてもよい。

第１ステップにおいては、ヒアルロン酸を含む水溶液に脱水液を積層させて、これら両液を界面において接触させる。液体を保持可能な反応槽にヒアルロン酸を含む水溶液を注入した後、その上から脱水液を静かに注入して、下側にヒアルロン酸を含む水溶液、上側に脱水液が配置され、その界面で両液が接触された状態とする。反応槽は、ヒアルロン酸や脱水液と容易に反応しない素材からなるものを適宜使用すればよい。

第２ステップにおいては、ヒアルロン酸を含む水溶液と脱水液との界面において、ヒアルロン酸が脱水されて凝固し、膜を形成する。その膜を脱水液から引き上げて繊維形状の単糸とする。ヒアルロン酸の膜を脱水液から引き上げることによって、両液の界面に存在した膜が無くなるので、その界面において両液が新たに接触することとなる。このように、両液の界面に膜が存在していた状態から、膜が無くなって両液が新たに接触した状態となることが、本発明において、両液の界面が新たに生成されると表現される。

第３ステップにおいては、生成された新たな界面において、ヒアルロン酸が脱水されて凝固し、新たな膜を形成する。この新たに形成されたヒアルロン酸の膜は、既に引き上げられて繊維形状となった単糸と連続している。したがって、単糸を更に脱水液から引き上げると、新たに形成されたヒアルロン酸の膜が繊維形状となって、単糸が延長される。

前述された第２ステップと第３ステップとを繰り返すことによって、ヒアルロン酸単糸を連続させて紡糸することができる。なお、ヒアルロン酸単糸は、熱脱水架橋又はγ線架橋が施されることにより、強度が増加される。

また、本発明は、反応槽において、例えば、反応槽の底付近に、反応槽の下側に貯留されたヒアルロン酸を含む水溶液の層に通ずるポートを設けて、反応槽の上側に貯留された脱水液に接触させることなく、ヒアルロン酸を含む水溶液を反応槽へ補充する第４ステップを含んでもよい。これにより、ヒアルロン酸単糸の紡糸により反応槽内のヒアルロン酸を含む水溶液が欠乏しかかっても補充することができるので、所望の長さのヒアルロン酸単糸を紡糸することができる。

本発明に係るヒアルロン酸単糸の製造方法によれば、ヒアルロン酸を含む水溶液に脱水液を積層させて、これら両液を界面において接触させてヒアルロン酸の膜を形成し、その膜を脱水液から引き上げて単糸とし、かつ両液が新たに接触する界面を生成し、生成された新たな界面において形成された膜を、既に引き上げられた単糸に連続させて脱水液から引き上げるので、ヒアルロン酸を水に不溶性とする修飾をすることなく、ヒアルロン酸単糸を製造できる。

以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様を変更できることは言うまでもない。

［図面の説明］
図１は、本発明の実施形態に係るヒアルロン酸単糸の製造方法における第１ステップを説明するための模式図である。図２は、図１における矢視IIの拡大図である。図３は、ヒアルロン酸単糸の製造方法における第２ステップ及び第３ステップを説明するための模式図である。図４は、変形例に係る反応槽１０を示す模式図である。図５は、変形例において水溶液１１が補充される状態を説明するための模式図である。

本実施形態に係るヒアルロン酸単糸の製造方法は、主に３つのステップを含む。
（１）ヒアルロン酸を含む水溶液１１に脱水液１２を積層させて、これら水溶液１１及び脱水液１２を界面において接触させる第１ステップ。
（２）水溶液１１と脱水液１２との界面において脱水されて凝固した膜１３を脱水液１２から引き上げて単糸１４とし、かつ水溶液１１と脱水液１２とが新たに接触する界面を生成する第２ステップ。
（３）生成された新たな界面において脱水されて凝固した膜１５を、単糸１４に連続させて脱水液１２から引き上げて単糸１４とする第３ステップ。

水溶液１１は、１重量％ヒアルロン酸水溶液である。また、脱水液１２は、９９％エタノールである。第１ステップにおいては、液体を貯留可能な容器である反応槽１０に、水溶液１１を静かに注ぎ、さらに、水溶液１１に積層させるように脱水液１２を反応槽１０に静かに注ぐ。これにより、図１に示されるように、水溶液１１の上側に脱水液１２が積層され、その界面において水溶液１１と脱水液１２とが接触する。

第２ステップにおいては、水溶液１１と脱水液１２との界面において、ヒアルロン酸が脱水されて凝固し、膜１３を形成する。界面において水溶液１１中のヒアルロン酸から脱水されることによって、水溶液１１に溶解していたヒアルロン酸が凝固し、図２に示されるように、水溶液１１と脱水液１２との界面に渡って、凝固したヒアルロン酸が膜１３を形成する。換言すれば、この膜１３によって、水溶液１１と脱水液１２とが上下に分離される。図３に示されるように、不図示のピンセットなどを用いて、膜１３を脱水液１２から引き上げると、膜１３が集束して繊維形状の単糸１４となる。

膜１３を脱水液１２から引き上げることによって、水溶液１１と脱水液１２との界面に膜１３が存在しなくなるので、その界面において水溶液１１と脱水液１２とが新たに接触する。つまり、膜１３が引き上げられることによって、水溶液１１と脱水液１２との界面が新たに生成される。

第３ステップにおいては、生成された新たな界面において、ヒアルロン酸が脱水されて凝固し、新たな膜１５を形成する。この新たに形成されたヒアルロン酸の膜１５は、既に引き上げられた単糸１４と連続している。したがって、単糸１４を更に脱水液１２から引き上げると、新たに形成されたヒアルロン酸の膜１５が繊維形状となって、単糸１４が延長される。この第２ステップと第３ステップとを繰り返すことによって、単糸１４を連続させて紡糸する。脱水液１２から引き上げられた単糸１４は、例えば、ロールなどに巻き付けておく。

［本実施形態の作用効果］
前述されたように、本実施形態に係るヒアルロン酸単糸の製造方法によれば、ヒアルロン酸を含む水溶液１１に脱水液１２を積層させて、これら両液を界面において接触させてヒアルロン酸の膜１３を形成し、その膜１３を脱水液１２から引き上げて単糸１４とし、かつ両液が新たに接触する界面を生成し、生成された新たな界面において形成された膜１５を、既に引き上げられた単糸１４に連続させて脱水液１２から引き上げるので、ヒアルロン酸を水に不溶性とする修飾をすることなく、所望の長さの単糸１４を紡糸できる。

［変形例］
前述された実施形態において、第２ステップと第３ステップとが繰り返されてヒアルロン酸の単糸１４が紡糸されるにつれて、水溶液１１が消費される。そうすると、最初に反応槽１０に注入された水溶液１１の容量を超えて単糸１４を紡糸することができなくなるので、反応槽１０の底付近にポート２０を設けて、適宜、水溶液１１を補充してもよい。

詳細に説明するに、図４に示されるように、反応槽１０の側壁２１における底２２付近に、外部に通ずるポート２０を設ける。このポート２０には、弁２３が設けられており、弁２３の開閉に伴ってポート２０が開閉されて、液体が流通可能な開放状態と、液体が流通不能な閉止状態とに状態変化される。また、図には現れていないが、ポート２０にはチューブが連結されており、そのチューブを介して、外部に設けられた水溶液１１のタンクから水溶液１１が反応槽１０に流入可能となっている。

図４に示されるように、反応槽１０内の水溶液１１が消費されて底２２付近まで減ると、反応槽１０内の脱水液１２がポート２０へ進入する前に、単糸１４の引き上げを中断する。そして、弁２３を開いてポート２０を開放状態とする。つづいて、図５に示されるように、不図示のタンクからポート２０を通じて水溶液１１を反応槽１０内へ流入する。水溶液１１の流入は、適当なポンプを用いて行うことができる。反応槽１０においては、脱水液１２がポート２０より上側にあるので、脱水液１２に接触させることなく水溶液１１を反応槽１０へ補充することができる。このように水溶液１１を脱水液１２に接触させることなく反応槽１０に補充するステップが、本発明における第４ステップに相当する。水溶液１１の補充が終了すると、再び、単糸１４を脱水液１２から引き上げて、前述された第２ステップと第３ステップとを繰り返えし、単糸１４の紡糸を続行する。

前述されたステップにより、ヒアルロン酸の単糸１４の紡糸により反応槽１０内の水溶液１０が欠乏しかかっても、脱水液１２と接触させることなく補充することができるので、反応槽１０に最初に注入された水溶液１１の容量に拘わらず、所望の長さの単糸１４を紡糸することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るヒアルロン酸単糸の製造方法における第１ステップを説明するための模式図である。図２は、図１における矢視IIの拡大図である。図３は、ヒアルロン酸単糸の製造方法における第２ステップ及び第３ステップを説明するための模式図である。図４は、変形例に係る反応槽１０を示す模式図である。図５は、変形例において水溶液１１が補充される状態を説明するための模式図である。

符号の説明

１０・・・反応槽
１１・・・水溶液
１２・・・脱水液
１３，１５・・・膜
１４・・・単糸

Claims

ヒアルロン酸を含む水溶液に脱水液を積層させて、これら両液を界面において接触させる第１ステップと、
上記界面において脱水されて凝固した膜を脱水液から引き上げて単糸とし、かつ上記両液が新たに接触する界面を生成する第２ステップと、
生成された新たな界面において脱水されて凝固した膜を、上記単糸に連続させて脱水液から引き上げて単糸とする第３ステップと、を含むヒアルロン酸単糸の製造方法。
上記第２ステップと上記第３ステップとを繰り返して、ヒアルロン酸単糸を紡糸する請求項１に記載のヒアルロン酸単糸の製造方法。
上記ヒアルロン酸を含む水溶液と上記脱水液とが積層された反応槽において、上記ヒアルロン酸を含む水溶液を、上記脱水液と接触させることなく反応槽へ補充する第４ステップを含む請求項１又は２に記載のヒアルロン酸単糸の製造方法。
上記脱水液が、親水性有機溶媒である請求項１から３のいずれかに記載のヒアルロン酸単糸の製造方法。
上記親水性有機溶媒が、アルコール類又はケトン類である請求項４に記載のヒアルロン酸単糸の製造方法。
上記アルコール類が、エタノールである請求項５に記載のヒアルロン酸単糸の製造方法。
上記ケトン類が、アセトンである請求項５に記載のヒアルロン酸単糸の製造方法。
上記ヒアルロン酸を含む水溶液が、ヒアルロン酸の他に各種薬効を有する薬剤類、タンパク質、成長因子、ホルモン類、サイトカイン類、ペプチド類、遺伝子又は遺伝子を担持したベクター類、アパタイト、β−ＴＣＰ、キチン、キトサン、コラーゲン、ゼラチン、アルギン酸のいずれかの単独又は複数の組み合わせを含有してなる水溶液である請求項１から７のいずれかに記載のヒアルロン酸単糸の製造方法。