JP5140804B2 - 生体再生カプセル - Google Patents
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Description
(項目1) 水を遮断する内壁用コーティング剤で内壁をコーティングされた、水溶性カプセル。
(項目4) 前記水を遮断する内壁用コーティング剤がカカオ脂である、項目2に記載の水溶性カプセル。
(a)水を遮断する内壁用コーティング剤で内壁をコーティングされた、水溶性カプセルであって、その内部に、リン酸カルシウムの顆粒および細胞を含有するカプセルを提供する工程;ならびに
(d)工程(a)において提供された該カプセルを、生体に移植する工程;
を包含する方法。
本発明で用いる硬質カプセルは、定法の浸漬法を利用して製造することができる、具体的には後述する成分を含有する水溶液(ここでは、以下「カプセル調製溶液」という)を浸漬液とし、これにカプセル成型用ピンを浸漬し、次いで引き上げてカプセル成型用ピンの外表面に形成されたカプセル調製溶液からなる皮膜を冷却してゲル化させる工程を経て製造することができる。
(2)カプセル調製溶液(浸漬液)からカプセル成型用ピンを引き上げて、当該ピンの外表面に付着したカプセル調製溶液をゲル化する工程(ゲル化工程)、
(3)カプセル成型用ピンの外表面に被覆形成されたゲル化カプセルフィルム(ゲル化皮膜)を乾燥する工程(乾燥工程)、
(4)乾燥したカプセルフィルム(皮膜)をカプセル成型用ピンから脱離する工程(脱離工程)。
本発明で用いられる水溶性セルロース誘導体としては、アルキル基またはヒドロキシアルキル基の少なくとも1つの基で置換されたセルロースエーテルを挙げることができる。ここで上記アルキル基またはヒドロキシアルキル基でいう「アルキル基」としては、炭素数1〜6、好ましくは1〜4の直鎖または分岐状の低級アルキル基、具体的にはメチル基、エチル基、ブチル基およびプロピル基を挙げることができる。水溶性セルロース誘導体として具体的には、メチルセルロースなどの低級アルキルセルロース;ヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシ低級アルキルセルロース;ならびにヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロース等のヒドロキシ低級アルキルアルキルセルロースなどを挙げることができる。なかでも、ヒドロキシプロピルメチルセルロースは皮膜成形性および低水分下での機械的強度が優れている点で、最適な水溶性セルロース誘導体である。
(1)アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸
(2)(1)の化合物のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩又はアルキルアミン塩、及び
(3)メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、アクリロニトリル、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルメタクリレート、ビドロキシエチルアクリレート、ポリエチレングリコールとメタクリル酸とのエステル、ポリエチレングリコールとアクリル酸とのエステル、ポリプロピレングリコールとメタクリル酸とのエステル、ボリプロピレングリコールとアクリル酸とのエステル、N−ピニルピロリドン、アクリロイルモルホリンからなる群から選択される少なくとも1種であるか、一般式[1]
H2C=C(R1)−COOR2 [1]
〔式中、R1は水素原子またはメチル基を示し、R2は水素原子または1−4個の炭素原子を有するアルキル基を示す。〕で表される化合物などである。
本明細書において使用する場合、「動植物油」とは、動物または植物に由来する油脂類またはそれらの塩をいい、以下のものには限定されないが、トウモロコシ油、ミツロウ、カカオ脂、ゴマ油、ダイズ油、ツバキ油、ナタネ油、ヤシ油、ユーカリ油、ラッカセイ油、小麦胚芽油、オリーブ油、オレンジ油、カルナウバロウ、牛脂、豚油、硬化油(たとえば、牛脂硬化油、ヒマシ硬化油、ただしこれらには限定されない)、レシチン、ラノリン、油糧種子ロウ、モクロウ、メラロイカ精油、ホホバロウ、魚油、ステロール、シェラックロウ、コメヌカロウ、ゲイロウ、グアヤク脂、ウルシロウ、高級脂肪酸、高級アルコール、またはこれらの塩を挙げることができる。なかでも好ましくは、カルナウバロウ、牛脂、豚油、硬化油、レシチン、ラノリン、高級脂肪酸、高級アルコール、トウモロコシ油、ミツロウ、カカオ脂である。さらに好ましくは、トウモロコシ油、ミツロウ、カカオ脂である。これらは、1種単独で使用してもよいし、また、2種以上を任意に組み合わせて使用することも出来る。
本明細書において「生体再生」とは、生体において欠失された組織もしくは器官またはこれらの一部を再生することを意味する。
本発明の水を遮断する内壁用コーティング剤で内壁をコーティングされた水溶性カプセルを含有する組成物は、生体再生のための薬学的組成物として利用可能である。再生すべき細胞または再生すべき細胞の前駆細胞を、水溶性カプセルに封入して、薬学的組成物として利用することができる。必要に応じて、所望の細胞に適合する培地および増殖因子を水溶性カプセル内に細胞とともに封入してもよい。また、カプセル内および/またはカプセル外に、薬学的に受容可能なキャリアを用いてもよい。
様々な種類の顆粒状担体(約1mm径)のリン酸カルシウム系の顆粒(ハイドロキシアパタイト、β−TCPなど)とともに移植用の細胞を培地に懸濁したまま、市販のハードカプセル(ゼラチン、プルラン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)など)に填塞する。培地の中に、細胞の活性を高める因子を加えることも出来る。ハードカプセルは培地など、水溶性の物質に接触すると数秒以内に溶解する。そこで、カプセルの内面にはワセリンなどの水を遮断するものでコーティングすることで、溶解を5分以上延長させることが可能となった。顆粒状担体と細胞をこのワセリン塗布カプセル内に填塞し、キャップで封入することで、賦形性のある骨増生カプセルが調製できた。また、ワセリンを塗布したハードカプセルは皮下に移植しても速やかに吸収されて、なんら為害作用を示さなかった。この骨増生カプセルをラット頭頂骨上へ挿入すると、数週間後には移植された骨と連続した新生骨が増生された。また手術野に顆粒状担体が溢出することは全く無く、規定した量の移植剤を確実に移植でき、極めて鮮やかな手術が行なえた。従来技術と異なる点は、細胞自身は顆粒状担体とともに本来の培地に懸濁されることができる点である。従って培地中に組織再生能を促進するサイトカイン、細胞拡散を防止する因子などを封入することもできる。しかもハードカプセルは極めて薄い材質で作られているため、吸収が極めて早いために、骨再生の妨げとならない
以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、以下の実施例は、例示の目的のみに提供される。従って、本発明の範囲は、上記発明の詳細な説明にも下記実施例にも限定されるものではなく、請求の範囲によってのみ限定される。
水溶性カプセルの内壁を、水を遮断する内壁用コーティング剤でコーティングすることによって、水溶性カプセルに水耐性を付与した。
(1)ゼラチンカプセル(クオリカプス製,サイズ1号,無色透明)
(2)HPMC(ヒドロキシプロピルメチルセルロース)カプセル(クオリカプス製,サイズ1号,無色透明)
(3)プルランカプセル(カプスゲル製,サイズ1号,無色透明)、および
(4)PONDACカプセル(クオリカプス製,サイズ2号,無色透明;ポリビニルアルコール及び/又はその誘導体の存在下で、少なくとも1種の重合性ビニル単量体を重合又は共重合した重合体又は共重合体から製造した水溶性カプセル)
を用いた。
ゼラチンカプセル、HPMCカプセル、プルランカプセルおよびPONDACカプセルの内壁に流動パラフィン、トウモロコシ油、ジメチルポリシロキサン、ミツロウ、ワセリン、および、カカオ脂のそれぞれを綿棒で塗布後、ゼラチンカプセル、HPMCカプセル、およびプルランカプセルは、水を400μL充填し、PONDACカプセルは、水を300μL充填しカプセル剤を調製した。ミツロウは80℃であらかじめ溶解させ実験に使用した。
カプセル剤を水平に静置し、水が漏出し始めるまでの時間、あるいはカプセルが変形を開始するまでの時間を計測した。この際、計測時間は以下の基準に基づいた:
HPMCカプセル、プルランカプセルおよびPONDACカプセルは室温の水に溶解する。このため、カプセルに水を充填した場合、カプセルは溶解により変形すると同時に水が漏出する。よって、HPMCカプセル、プルランカプセルおよびPONDACカプセルの場合は、基準を水の漏出開始時間とした。一方、ゼラチンカプセルは室温の水に溶解しない。このため、カプセルに水を充填しても水が漏出することはない。このため、ゼラチンカプセルの場合は、カプセルが通常の状態からへこみ、あるいはふくらみを生じ始めること(これを変形の開始とした)を目視により確認できた時間を基準とした。なお、室温とは20℃〜30℃を意味する。
いずれのカプセル剤においても、水を遮断する内壁用コーティング剤で内壁をコーティングすることによって、水耐性が増した。特に室温でペースト状であるワセリンを30mg塗布した場合に水耐性が顕著に増した。一方、室温で液体である流動パラフィンとトウモロコシ油とジメチルポリシロキサン、および室温で固体であるミツロウ、カカオ脂は水耐性付与の効果はワセリンよりも低かった。カプセル内面に塗布する物質および物質量とカプセルの水耐性の関係の結果を、以下の表1に示す。
本発明の内壁を水を遮断する内壁用コーティング剤でコーティングした水溶性カプセルは、顆粒そのものではないため、手術時に拡散するという問題を生じない。また、賦形性を有するため、アガロースの場合のように、組織再生に用いるために吸収と組織再生の速度のバランス調整が必要となるというような困難性もない。また、圧力に対する抵抗性を有するため、骨再生などにも用いることが可能であるというような一連の顕著な効果を奏する。
実施例1と同様の方法を用いて、水溶性カプセル(HPMC、プルラン、およびゼラチン;ワセリンによるコーティングなし、およびコーティングあり)を調製し、ラットの背中に移植し、その1日後(図1)、4日後(図2)、および、23日後(図3)に、肉眼で観察した。水溶性カプセルは、従来より、皮下に移植しても速やかに吸収され、何ら組織に対して悪影響を与えないことが知られている。本実施例の結果から、ワセリンによるコーティングを行った場合であっても、コーティングを行わなかった場合と同様に、何ら組織に対して悪影響を与えないことが明らかとなった。
培養皿に内壁用コーティング剤であるワセリンを塗布し、MSCを播種して10%のウシ胎児血清含有DMEM培地中で10日間培養し、位相差顕微鏡で観察し、細胞の発育・配向に対する影響を観察した。その結果、ワセリンによる、細胞の発育障害も、配向障害も確認できなかった(図5)。
本発明による賦形性を検討した。実施例1と同様に、HPMCの水溶性カプセル(No.4)の内壁を、内壁用コーティング剤であるワセリンでコーティングした。その後、β-TCP(OSferion)100mgをカプセルに封入し、22週齡の雄性SDラットの背中皮下へ移植した。対照として、水溶性カプセルに封入しない骨補填剤をスパーテルで組織中に押し込んだ。
本発明において使用した内壁用コーティング剤が、組織連続性に影響を与えるか否かについて検討した。
Claims (47)
- ワセリンで内壁をコーティングされた、水溶性カプセル。
- 前記水溶性カプセルがゼラチン、プルラン、および、水溶性セルロース誘導体からなる群から選択される物質から製造される、請求項1に記載の水溶性カプセル。
- 前記水溶性カプセルがゼラチンから製造される、請求項2に記載の水溶性カプセル。
- 前記水溶性カプセルがプルランから製造される、請求項2に記載の水溶性カプセル。
- 前記水溶性カプセルが水溶性セルロース誘導体から製造される、請求項2に記載の水溶性カプセル。
- 前記水溶性カプセルがポリビニルアルコール及び/又はその誘導体の存在下で、少なくとも1種の重合性ビニル単量体を重合又は共重合した重合体又は共重合体から製造される、請求項1に記載の水溶性カプセル。
- 前記水溶性カプセルがポリビニルアルコールの存在下で、少なくとも1種の重合性ビニル単量体を重合又は共重合した重合体又は共重合体から製造される、請求項1に記載の水溶性カプセル。
- 前記ポリビニルアルコールの誘導体が、末端にチオール基を有している、請求項6に記載の水溶性カプセル。
- 請求項1に記載の水溶性カプセルであって、抗菌剤で外壁をコーティングされた、水溶性カプセル。
- 請求項1に記載の水溶性カプセルであって、外壁用コーティング剤で外壁をコーティングされた、水溶性カプセル。
- 生体再生のための組成物であって、水を遮断する内壁用コーティング剤で内壁をコーティングされた水溶性カプセルを含有する組成物。
- 前記水を遮断する内壁用コーティング剤がワセリン、流動パラフィン、ロウ、ジメチルポリシロキサン、動植物油、および、グリセロ脂質からなる群から選択される、請求項11に記載の組成物。
- 前記水を遮断する内壁用コーティング剤がワセリンである、請求項12に記載の組成物。
- 前記水溶性カプセルがゼラチン、プルラン、および、水溶性セルロース誘導体からなる群から選択される物質から製造される、請求項11に記載の組成物。
- 前記水溶性カプセルがゼラチンから製造される、請求項14に記載の組成物。
- 前記水溶性カプセルがプルランから製造される、請求項14に記載の組成物。
- 前記水溶性カプセルが水溶性セルロース誘導体から製造される、請求項14に記載の組成物。
- さらに、リン酸カルシウムの顆粒、ヒアルロン酸、コラーゲン、ゼラチオンまたはフィブリンを含有する、請求項11に記載の組成物。
- 前記リン酸カルシウムの顆粒が、0.5mm〜2mm径の大きさである、請求項18に記載の組成物。
- 前記リン酸カルシウムが、ハイドロキシアパタイト、β−TCP、および、炭酸アパタイトからなる群から選択される物質から製造される、請求項18に記載の組成物。
- 前記リン酸カルシウムが、β−TCPである、請求項20に記載の組成物。
- さらに、細胞を含有する、請求項11に記載の組成物。
- 前記細胞が、間葉系幹細胞、筋芽細胞、血管内皮細胞、神経細胞、滑膜細胞、および、羊膜幹細胞からなる群から選択される、請求項22に記載の組成物。
- 前記細胞が、間葉系幹細胞である、請求項23に記載の組成物。
- さらに、成長因子を含有する、請求項11に記載の組成物。
- 前記成長因子が、血小板由来増殖因子(PDGF)、トランスフォーミング成長因子−α(TGF−α)、血管内皮増殖因子(VEGF)、インスリン様成長因子(IGF)、単球走化性タンパク質−1 (MCP−1)、レプチン、上皮増殖因子(EGF)、肝細胞増殖因子(HGF)トランスフォーミング成長因子−β(TGF−β)、ストロマ細胞由来因子−1α(SDF−1α)、幹細胞因子(SCF)、幹細胞成長因子−α(SCGF−α)、ヘパリン結合性上皮増殖因子様増殖因子(HB−EGF)、白血病抑制因子(LIF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、神経成長因子−β(NGF−β)、ニューロトロフィン−3(NT−3)、トロンビン、骨形成タンパク質(BMP)および、繊維芽細胞増殖因子−2(FGF−2)からなる群から選択される、請求項25に記載の組成物。
- 請求項11に記載の組成物であって、ここで、前記水溶性カプセルの外壁が抗菌剤でコーティングされる、組成物。
- 請求項11に記載の組成物であって、ここで、前記水溶性カプセルの外壁が外壁用コーティング剤でコーティングされる、組成物。
- 生体再生のためのキットであって、水を遮断する内壁用コーティング剤で内壁をコーティングされた水溶性カプセルを含有するキット。
- 前記水を遮断する内壁用コーティング剤がワセリン、流動パラフィン、ロウ、ジメチルポリシロキサン、動植物油、および、グリセロ脂質からなる群から選択される、請求項29に記載のキット。
- 前記水を遮断する内壁用コーティング剤がワセリンである、請求項30に記載のキット。
- 前記水溶性カプセルがゼラチン、プルラン、および、水溶性セルロース誘導体からなる群から選択される物質から製造される、請求項29に記載のキット。
- 前記水溶性カプセルがゼラチンから製造される、請求項32に記載のキット。
- 前記水溶性カプセルがプルランから製造される、請求項32に記載のキット。
- 前記水溶性カプセルが水溶性セルロース誘導体から製造される、請求項32に記載のキット。
- さらに、リン酸カルシウムの顆粒を含有する、請求項29に記載のキット。
- 前記リン酸カルシウムの顆粒が、0.5mm〜2mm径の大きさである、請求項36に記載のキット。
- 前記リン酸カルシウムが、ハイドロキシアパタイト、β−TCP、および、炭酸アパタイトからなる群から選択される物質から製造される、請求項36に記載のキット。
- 前記リン酸カルシウムが、β−TCPである、請求項38に記載のキット。
- さらに、細胞を含有する、請求項29に記載のキット。
- 前記細胞が、筋芽細胞、血管内皮細胞、神経細胞、滑膜細胞、および、羊膜幹細胞からなる群から選択される、請求項40に記載のキット。
- 前記細胞が、間葉系幹細胞である、請求項41に記載のキット。
- さらに、細胞培養用培地の成分を含有する、請求項29に記載のキット。
- 前記細胞培養用培地の成分が、間葉系幹細胞を培養するための培地成分である、請求項43に記載のキット。
- さらに、指示書を含む、請求項29に記載のキット。
- 請求項29に記載のキットであって、ここで、前記水溶性カプセルの外壁が抗菌剤でコーティングされる、キット。
- 請求項29に記載のキットであって、ここで、前記水溶性カプセルの外壁が外壁用コーティング剤でコーティングされる、キット。
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