JP5089688B2 - コラーゲン・チューブ - Google Patents
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Description
本発明は、連続的、円筒状、同軸コラーゲン・フィルムの製造方法に関するものでもあり、該コラーゲン・フィルムの連続が当該チューブの壁を構成している。
- チューブは、生体適合性のある物質で構成され、埋め込み後、軸索の成長・成熟過程の発達に必要な時間が過ぎた後、生体内に吸収されなければならない。
- チューブは、外圧に対する十分な物的抵抗力を備えるが、神経と対立しないよう柔軟でなければならない。
- チューブの外側および内側は、周囲の組織および末端神経を傷つけないよう滑らかでなければならない。
- チューブの壁は、細胞を通さず栄養要因の通過のみを可能にする微多孔性でなければならない。
- チューブは殺菌可能でなければならない。
コラーゲン分子は、細胞外マトリックス内に位置する動物性プロテインであり、構造内に三重らせんで一つあるいは二つの領域を持つ。三重らせんは、一本鎖あたりのアミノ酸残基が1050の三本のα鎖から形成されている。鎖両末端の40ほどのアミノ酸から成る非らせん部分のテロペプチドが、コラーゲン分子同士の結合を可能にしている。こうした高分子同士が規則的に配列し繊維形成を成している。
・ 組織内に備えている構造全体(三重らせん、テロペプチド)が抽出により保存される時、コラーゲンは天然と言われる。
・ コラーゲンはテロペプチド部分を化学・酵素処理で除去できる。こうしてできたコラーゲンをアテロコラーゲンと呼ぶ。
・ 三重らせんの三本α鎖が変質して(加熱等で)切り離される時、コラーゲンは変性したと言う。
連続的フィルムとは、フィルムが一枚から成り、接合・接着部分を持たないフィルムをさす。フィルムは、ほぼ円筒状のチューブを形作る。「円筒状チューブ」とは、準線(厳密には円形の準線)からなる全ての円筒を示す。同軸とは、組み合わされたフィルムが全て同じ軸(つまりチューブの軸)を軸とする、という意味である。フィルムは透明で均一、凝塊を含まないか、もしくはほとんど含まないことが好ましく、非多孔性、つまり多孔性が1μm以下であることが望ましい。ただし、チューブの壁を通過して約70 kDaの分子量の分子が拡散することは可能である。チューブの平均吸収時間は処理方法により変更・調整できる。
専門家は、用途に応じて引張強度、柔軟性、厚みを選択し、それに見合ったチューブの壁を形成するようフィルムの枚数を決める。
通常、本発明のコラーゲン・チューブの内径は50μm〜10mmであるが、1 〜7mmが特に好ましい。
本発明は、また、少なくとも本発明による2本のチューブがお互い結合して平行に並んでいることを特徴とする、コラーゲン・チューブの束に関するものでもある。
本発明の好ましい態様は、束を形成するチューブの内径が500 μm以内であり、50から200 μmが好適であることである。これらのチューブを「細管」と呼ぶ。
専門家は外膜が部分的に溶解するよう、最適な溶解反応のパラメーターを定義することができる。
形成された束は架橋結合におかれ、細管間で組み合い、結合した後コラーゲン・フィルムで覆われる。架橋結合は専門家が周知の方法で、前述に述べたようにホルムアルデヒド溶液を用いて行う。
本発明のチューブおよび細管の長さに制限はない。通常、適当な長さのチューブを用意し、専門家が周知の常法で必要な長さに裁断する。
本発明の組み合わせがニューロンの再生に使用される場合、チューブと束の長さは切断された神経の欠損部分の長さに合わせる。
本製造の好ましい方法では、円柱形の支柱は、チューブに求められる内径と同じかそれより小さい直径をした、表面の滑らかな合成ポリマー・チューブを使用するが、中でもテフロンが好ましい。
浸漬/乾燥段階の連続で形成したコラーゲン・チューブをその後、pH調整したホルマリン溶液に浸漬、次に水の中、グリシン溶液、水、そして最後チューブを支柱からはずす前にアセトンに浸けるのが好ましい。
コラーゲン溶液は、コラーゲン最終凝縮に対し50〜100%グリセロールを含むメタノール50ml中にコラーゲン0.25gを撹拌しながら溶解して作製する。得られる溶液は150および50μmのふるいの網目を次々と通過させ、均一にする。
コラーゲン溶液は前述の方法で用意するが、それにTween 20といった界面活性剤を0.5パーセント(v/v)含む。該溶液を50μmのふるいに3回通す。直径50〜200μmのテフロン型を当該溶液に1〜5秒間浸し、引き上げは3〜10cm/秒の速度で行われる。溶剤の蒸発は空気流の下で5分間、コラーゲンでコーティングした型を露出して行われる。作業は2〜30回繰り返すことができる。
テフロン型を支柱とした細管は、3〜60ユニットの束で両端をたばね、平行に集める。当該束はまず、牽引せずにメタノール槽に2〜20秒間浸し、次に、細管同士が接近するよう若干縦の牽引を行う。その後空気流の下で5〜15分間乾燥作業を行う。得られた束は、0.25%のグリセロールを含む0.1〜0.5%のコラーゲン・メタノール溶液中で浸漬/乾燥(1から5)を繰り返すことでコラーゲン・コーティングされる。
二つの要素の組み合わせは乾燥状態で行う。カバー(チューブ)の直径は細管束の直径より大きい。細管束の直径は、束が含む細管の直径と本数に関係する。束はカバー(チューブ)内に縦に挿入する。束の長さはカバー(チューブ)と同様、あるいはそれよりも短い。
Claims (21)
- 連続的、円筒状、同軸コラーゲン・フィルムの連続で形成される壁を含み、各フィルムの壁が0.5〜4μmの厚さであることを特徴とするコラーゲン・チューブ。
- 壁が最小5枚のフィルムで形成されていることを特徴とする、請求項1に記載されているチューブ。
- 壁が5〜30枚のフィルムの組み合わせで形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載されているチューブ。
- 壁が10〜15枚のフィルムの組み合わせで形成されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載されているチューブ。
- 壁を構成するフィルムがI型コラーゲンあるいはIII型コラーゲン、もしくは2種のコラーゲンの混合を含んで形成されることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載されているチューブ。
- 壁の内層を形成するフィルムがIV型コラーゲンを含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載されているチューブ。
- コラーゲンがアテロコラーゲンであることを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載されているチューブ。
- コラーゲンが架橋結合していることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載されているチューブ。
- チューブの内径が50μm〜10 mmであることを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載されているチューブ。
- 請求項1から9のいずれかに記載されているチューブを最低2本含み、チューブ同士が接合して平行に並ぶことを特徴とするコラーゲン・チューブの束。
- チューブが、50〜200μmの内径を有する細管であることを特徴とする、請求項10に記載されている束。
- 当該チューブの外膜の一部が融解して接合することを特徴とする、請求項10ないし11に記載されている束。
- 束が、コラーゲンで形成されているカバーで包まれていることを特徴とする、請求項10から12のいずれかに記載されている束。
- 請求項1から9のいずれかに記載されているチューブを含み、チューブ内に請求項10から13のいずれかに記載されているチューブの束を最低1束縦に挿入してあることを特徴とするコラーゲン・チューブの組み合わせ。
- チューブの長さが5mm〜10cmであることを特徴とする、請求項14に記載されている組み合わせ。
- チューブの長さがチューブの束の長さより長いことを特徴とする、請求項15に記載されている組み合わせ。
- コラーゲンを適切な溶媒で可溶化し、得られた溶液を円柱形の支柱上に付着させ、空気流の下で乾燥する。といった2段階を、コラーゲン・フィルムの連続を得るために繰り返すことを特徴とした、請求項1から9のいずれかに記載されているコラーゲン・チューブの製造方法。
- 溶剤がメタノールを含むことを特徴とする、請求項17に記載されている方法。
- 溶剤がメタノールと水の混合であることを特徴とする、請求項17に記載されている方法。
- 支柱を取りはずす前にコラーゲンの架橋結合段階を経ることを特徴とする、請求項17から19のいずれかに記載されている方法。
- 外科的使用を目的として、請求項1から9のいずれかに記載されているチューブないし、請求項10から13のいずれかに記載されているチューブの束ないし、請求項14から16に記載されているいずれかのチューブの組み合わせ。
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