JPWO2016093211A1 - 創傷治療用ガラス組成物、創傷被覆材及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

表皮細胞の増殖に必要な湿潤環境と栄養素を提供することによって創傷治癒プロセスを促進し、創面への細菌の臨界的定着、感染を防止するための殺菌性を有する創傷治療用ガラス組成物及びこれを用いた創傷被覆材を提供する。酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３０〜１０％、Ｂ２Ｏ３５〜４０．０％、ＣａＯ １〜５０％を含有することを特徴とする。

Description

本発明は、切創、裂傷、挫傷、火傷、褥瘡などの創面に対し、優れた治癒効果を示すガラス組成物、これを用いて作製した創傷被覆材及びその製造方法に関する。
従来、創傷の治療としてまず消毒を行い、その後ガーゼで創面を保護する治療が行われている。しかしこのような治療方法は消毒によって表皮の細胞が死んでしまう。また創面が乾燥することによって表皮の細胞が増殖しにくくなることが近年分かってきた。
そこで形成外科医の夏井睦らは、消毒液とガーゼを用いた治療を行う代わりに創面の湿潤環境を保ち、細胞増殖を促進する治療法（ｍｏｉｓｔ ｗｏｕｎｄ ｈｅａｌｉｎｇ）を提唱し、現在ではこの治療方法が広く普及している。（非特許文献１）
創傷被覆材はドレッシング材とも呼ばれ、創傷治療において創面の湿潤環境を保つために用いられる。現在普及している創傷被覆材にはポリウレタンフィルム、ハイドロコロイド被覆材、ポリウレタンフォーム被覆材、アルギン酸塩被覆材などがあり、これらの製品は創面から流出する血液あるいは滲出液を保持し、湿潤環境を維持することによって表皮細胞の***、移動を促進する効果がある。
これからの創傷治療 夏井 睦 著 医学書院 （２００３／０８）
ポリウレタンフィルム、ハイドロコロイド被覆材、ポリウレタンフォーム被覆材、アルギン酸塩被覆材などの創傷被覆材は創面から流出する滲出液を保持し、湿潤環境を維持することによって表皮細胞の***、移動を促進する効果があり、患者が持つ本来の自然治癒力を最大限に引き出すことが可能である。しかし高齢者など治癒能力が低い患者の場合、創傷が褥瘡の場合、創面開口部の体積、面積が大きい場合、創面に継続的に力が加わる場合などは、これらの創傷被覆材を使用して治療をしたとしても治癒に相当な期間を要する。治癒時間の増加は、滲出液の多量流出やコラーゲンの異常産出などを引き起こし、表皮の炎症や瘢痕形成などが生じる懸念がある。
さらに糖尿病患者の場合は創傷被覆材を使用したとしても免疫機能の異常、蛋白質の不足状態、酸素の不足などが原因となって創傷治癒遅延を発症し、創面からの細菌が侵入する事によって重篤な合併症を引き起こす可能性がある。
また近年、創傷治療に消毒剤を使わないという方針が変化してきている。詳述すると、創面に細菌が定着しているのみの場合や、細菌が増殖していても宿主に影響を与えない場合は消毒しなくてよい。しかし細菌数が多くなり創感染に移行しそうな場合や、細菌が組織内部に侵入して宿主に実害を及ぼす場合は消毒剤の使用が必要とされるようになってきている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、表皮細胞の増殖に必要な湿潤環境と栄養素を提供することによって創傷治癒プロセスを促進し、創面への細菌の臨界的定着、感染を防止するための殺菌性を有する創傷治療用ガラス組成物及びこれを用いた創傷被覆材を提供することを目的とする。
本発明の創傷治療用ガラス組成物は、酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、Ｂ２Ｏ３ ５〜４０．０％、ＣａＯ １〜５０％を含有することを特徴とする。ここで「創傷治療用」とは、創傷を被覆して治療する場合を含め、創傷治療のためのあらゆる形態で使用される用途を指す。
上記構成を有する本発明の創傷治療用組成物は、生体適合性を有する。また創面から流出する血液あるいは滲出液に溶解し、表皮細胞の栄養素となるＣａ（カルシウム）や、細菌に対して殺菌効果を有するＢ（ホウ素）を創傷面に供給することができる。
また本発明の創傷治療用ガラス組成物においては、酸化物換算の質量％で、さらにＭｇＯ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜４０％、Ｐ２Ｏ５ ０〜２０％を含有することが好ましい。
また本発明の創傷治療用ガラス組成物においては、酸化物換算の質量％で、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％であることが好ましい。ここで「Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」とは、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの含有量の合量を意味する。
また本発明の創傷治療用ガラス組成物においては、３００〜５００μｍの粒度に分級された比重×０．２５６の重量分のガラスを３７℃、６０ｍｌの擬似体液中に２日間浸漬し、１回／日の撹拌を行った溶出試験において、擬似体液中のＢ濃度が０．１ｍＭ以上かつＣａ濃度が３．８ｍＭ以上となることが好ましい。
上記構成を採用すれば、創傷治療に必要なＣａやＢを十分に創傷面に供給することができる。
また本発明の創傷治療用ガラス組成物においては、液相粘度が１００．５ｄＰａ・s以上であることが好ましい。ここで「液相粘度」とは、以下の方法で求めた値である。まず塊状のガラス試料を粉砕し、３００〜５００μｍの範囲の粒度となるように調整する。次に粉砕したガラス試料を、耐火性の容器に適切な嵩密度を有する状態で充填する。続いてこの耐火性容器を間接加熱型の温度勾配炉内に入れて静置し、１６時間大気雰囲気中で加熱操作を行い、温度勾配炉から、耐火性容器ごと試験体を取り出し、室温まで冷却する。その後、ガラス試料を光学顕微鏡で観察して結晶析出箇所を判定し、温度勾配炉内の温度分布情報から結晶析出温度（液相温度）を特定する。このようにして求めた結晶析出温度を用いて、結晶析出温度に相当する粘度を、別途用意した粘度曲線から求める。
上記構成を採用すれば、成形時にガラスが失透しにくくなり、また材料中に混入するビーズを少なくすることが可能になる。
また本発明の創傷治療用ガラス組成物においては、１０１．０ｄＰａ・sの粘度に相当する温度が１５００℃以下であることが好ましい。ここで「１０１．０ｄＰａ・sの粘度に相当する温度」は、以下の方法で求めた値である。まず塊状のガラス試料を適正な寸法に破砕し、なるべく気泡が巻き込まれないようにアルミナ製坩堝に投入する。続いてアルミナ坩堝を加熱して試料を融液状態とし、白金球引き上げ法によって複数の温度におけるガラスの粘度の計測値を求める。続いてガラス粘度の計測値を用いて、Ｖｏｇｅｌ−Ｆｕｌｃｈｅｒ式の定数を算出して粘度曲線粘度曲線を作成し、その内挿によって１０１．０ｄＰａ・ｓとなる温度を算出する方法により測定した温度を指す。なお１０１．０ｄＰａ・sの粘度は、メルトブロー法等による繊維化に適した粘度であり、この粘度に相当する温度を本発明では「紡糸温度」と呼ぶ。
上記構成を採用すれば、成形時に使用する貴金属製の繊維化装置の長寿命化を図ることができる。また繊維化装置の交換頻度を少なくすることができることから、生産コストを低減することが可能になる。
本発明の創傷被覆材は、上記したガラス組成物からなる綿状体又は不織布であることを特徴とする。ここで「綿状体」とは、多数の繊維が不規則に絡み合っており、且つ繊維間に存在する空隙によって三次元的に圧縮可能な不定形の繊維塊を指す。「不織布」とは、多数の繊維が不規則に絡み合っており、シート状又は布状に成形された綿状体の圧縮体を指す。
上記構成を有する本発明の創傷被覆材は、表皮細胞の栄養素となるＣａや、細菌に対して殺菌効果を有するＢを提供しつつ、創面から流出する滲出液を保持することができることから、表皮細胞の増殖に必要な湿潤環境を提供することができる。
また滲出液の多い創面の治療に用いる場合は、綿状体の形態で用いることが好ましい。綿状体の形態で用いれば、創傷被覆材の吸水量が増加し、過剰な湿潤環境に伴う皮膚のふやけを防ぐことができる。さらに滲出液が創外に流出するトラブルが起こりにくくなる。一方、滲出液の少ない創面の治療に用いる場合は、不織布の形態で用いることが好ましい。不織布の形態で用いれば、創傷被覆材の吸水量が低下し、創面の乾燥を防ぐことができる。
また本発明の創傷被覆材においては、綿状体や不織布を構成するガラス繊維の平均繊維径が１００ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。ここで「ガラス繊維の平均繊維径」は、走査型電子顕微鏡（ＨＩＴＡＣＨＩ ｓ−３４００Ｎ ｔｙｐｅＩＩ）を用いてガラス繊維の二次電子像または反射電子像を撮像し、前記走査型電子顕微鏡の測長機能を用いて５０本のガラス繊維の直径を測定し、その平均値を平均繊維径とする方法により求めたものである。
上記構成を採用すれば、血液や体液を保持するのに十分な形状を維持しつつ、体液への溶解量を十分に確保することが容易になる。
また本発明の創傷被覆材においては、綿状体や不織布中にガラスビーズが混入しており、その混入量が質量％基準で綿状体又は不織布全体の５０％以下であることが好ましい。本発明において「ガラスビーズ」とは、表面張力によって溶融ガラスが略球状となったものを指す。ここで「ガラスビーズの混入量」は前記綿状体又は不織布を所定量秤量し、ビーカーに投入した後アルコールを注入し、例えばマグネティックスターラーを用いて３分撹拌、撹拌停止後ビーズが沈殿するまで２０秒待ち、その後ただちに沈殿物を残した上澄み液を別のビーカーに移し、この作業を繰り返して採取した沈殿物を乾燥させ、その後沈殿物の重量を測定し、前記綿状体又は不織布に対する沈殿物の重量比を算出する方法により求めたものである。
溶融ガラスを繊維化して綿状体や不織布を作製する際に、一部のガラスがビーズ状となって綿状体や不織布中に混入する場合がある。ビーズは繊維に比べて単位質量あたりの比表面積が小さいことから、体液等に溶解しにくい傾向にある。それゆえ混入するガラスビーズの割合が多くなると、綿状体や不織布から十分な量のＣａやＢが溶出し難くなる。しかし上記構成を採用すれば、ガラス繊維の含有量が多いことから、体液への溶解量を十分に確保することが容易になる。また綿状体や不織布のザラツキ感等が少なくなることから、表皮の炎症や瘢痕形成を引き起こし難くなる。また創面に埋入する際の患者の痛みを軽減できる。
また本発明の創傷被覆材においては、ガラスビーズの平均直径が５００μｍ以下であることが好ましい。ここで「ガラスビーズの平均直径」は光学顕微鏡の測長機能を用いて５０個のビーズの直径を測定し、その平均値をガラスビーズの平均直径とする方法で求めたものである。
上記構成を採用すれば、ガラスビーズの比表面積が大きくなり、体液への溶解量を十分に確保することが容易になる。また綿状体や不織布のザラツキ感等が少なくなることから、表皮の炎症や瘢痕形成を引き起こし難くなる。また創面に埋入する際の患者の痛みを軽減できる。
本発明の創傷被覆材の製造方法は、上記したガラス組成物となるように調合した原料バッチをガラス溶融炉で溶融し、溶融ガラスをガラス吐出ノズルから連続的に流出させるとともに、前記ガラス吐出ノズル周囲にエアーを噴射して、ガラスを綿状に成形することを特徴とする。
上記構成を有する本発明の方法は、溶融ガラスにエアーを吹き付けてガラスを吹き飛ばしながら繊維状に延伸する、いわゆるメルトブロー法を採用するため、繊維が絡み合った綿状の創傷被覆材を容易に得ることができる。
また本発明の方法は、上記した組成、特性を有するガラスを使用することから、得られる創傷被覆材は創傷治療効果が高い。
また本発明の創傷被覆材の製造方法は、綿状に成形されたガラスを圧縮して不織布に成形することを特徴とする。
以下、本発明の創傷治療用ガラス組成物について、ガラスを構成する成分の作用と、その含有量を上記のように規定した理由を説明する。尚、各成分の含有範囲の説明において、％表示は質量％を指す。
ＳｉＯ２は、ガラス骨格構造を形成する主要成分である。また、ガラスの粘度を上昇させる成分である。さらにガラスの溶解速度を大きく低下させる成分である。ＳｉＯ２の含有量は５〜７０％、好ましくは５〜５０％、より好ましくは８〜４５％、特に好ましくは１０〜３５％、さらに好ましくは１０〜３０％、最も好ましくは１０〜２５％である。ＳｉＯ２の含有量が多くなりすぎるとガラスの血液あるいは滲出液に対する溶解速度が低下して、創傷被覆材として必要な細胞増殖の効果、殺菌効果が得にくくなる。また繊維化温度（１０１．０ｄＰａ・sの粘度に相当する温度）が高くなって繊維化するためのコストが増加する。ＳｉＯ２の含有量が少なすぎるとガラスの粘度が低下し、液相粘度が著しく低下して、綿状体又は不織布に成形した場合にビーズ混入量が増加する。また、ガラスの機械的強度が低下して綿状体が圧縮されやすくなって綿状体内に必要な空間を確保することができなくなるため、血液あるいは滲出液の保持量が低下し、湿潤環境を維持しにくくなる。
Ａｌ２Ｏ３は、溶融ガラス中での結晶の晶出や分相生成を抑制する効果がある成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜１０％であり、好ましくは０〜５％、さらに好ましくは０〜３％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多くなりすぎるとガラスの血液あるいは滲出液に対する溶解速度が低下する。また、繊維化温度が高くなって繊維化するためのコストが増加する。
Ｂ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と同様にガラス網目構造において、その骨格をなす成分であるが、ＳｉＯ２のようにガラスの溶融温度を高くすることはなく、むしろ溶融温度を低下させる働きがある。また、血液あるいは滲出液に溶出することにより、殺菌効果を発揮する成分である。さらにガラスの溶解速度を大きく増加させる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は５〜４０．０％であり、１０〜３９％、１５〜３５％、１９〜３０％、１９〜２７％、特に１９〜２５％であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると創面への細菌の臨界的定着、感染を防止するための殺菌性を得ることができない。さらにガラスの溶解速度が低下して、創傷被覆材として必要な細胞増殖の効果や、殺菌効果が得にくくなる。Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると同様に創面に対して過剰な殺菌効果が働いて創傷治癒速度が低下する。またガラスの粘度が低下したり、液相粘度が低くなったりすることから、創傷被覆材をメルトブロー法等の方法で作製する場合にはビーズ混入量が増加する。
ＣａＯはガラスの粘度を低下させる成分であり、また血液あるいは滲出液に溶出すると、細胞増殖を促進する効果を発揮する成分である。ＣａＯの含有量は１〜５０％、好ましくは１０〜４５％、より好ましくは１５〜４０％、特に好ましくは１８〜３８％、さらに好ましくは２３〜３８％、最も好ましくは２８〜３８％である。ＣａＯの含有量が少なすぎると細胞増殖を促進する効果が得にくくなる。ＣａＯの含有量が多すぎると液相温度が高くなって、ガラス溶融時に失透し、均質なガラスを得にくくなる。
ＭｇＯは、ガラス原料を溶融し易くする融剤としての働きを有する成分であると同時に溶融温度の低下に非常に有効であり、溶融時にガラスの泡切れを良くし、均質なガラスを作るのに役立つ成分である。ＭｇＯの含有量は好ましくは０〜２０％、より好ましくは０〜１０％、さらに好ましくは０．５〜８％である。ＭｇＯ含有量が多すぎるとガラスの粘度が低下し、液相粘度が低くなったりすることから、創傷被覆材をメルトブロー法等の方法で作製する場合にはビーズ混入量が増加する。さらに、血液あるいは滲出液へのＭｇ（マグネシウム）の溶出量が増加し、相対的にＣａの溶出量が著しく低下する。
アルカリ金属酸化物であるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏはガラスの粘度を低下させ、溶融性や成形性を高める成分である。Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合量（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、好ましくは５〜４０％、より好ましくは１０〜３０％、さらに好ましくは１５〜２５％である。Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが少なすぎると、ガラスの紡糸温度が高くなって繊維化するためのコストが増加する。Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが多すぎると、血液あるいは滲出液へのＮａ（ナトリウム）及びＫ（カリウム）の溶出量が増加し、相対的にＣａの溶出量が著しく低下する。またガラスの粘度が低下したり、液相粘度が著しく低くなったりすることから、創傷被覆材をメルトブロー法等の方法で作製する場合にはビーズ混入量が増加する。
Ｎａ２Ｏはガラスの粘度を低下させることによって、ガラスの溶融性や成形性を高める成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は好ましくは０〜２０％、より好ましくは２〜１５％、さらに好ましくは４〜１０％である。Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎるとガラスの粘度が低下し、液相粘度が著しく低くなったりすることから、創傷被覆材をメルトブロー法等の方法で作製する場合にはビーズ混入量が増加する。さらに、血液あるいは滲出液へのＮａの溶出量が増加し、相対的にＣａの溶出量が著しく低下する。
Ｋ２Ｏはガラスの粘度を低下させることによって、ガラスの溶融性や成形性を高める成分である。Ｋ２Ｏの含有量は好ましくは０〜４０％、より好ましくは５〜３０％、さらに好ましくは７〜２０％、特に好ましくは７〜１５％である。Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、ガラスの粘度が低下し、液相粘度が著しく低くなったりすることから、創傷被覆材をメルトブロー法等の方法で作製する場合にはビーズ混入量が増加する。さらに、血液あるいは滲出液へのＫの溶出量が増加し、相対的にＣａの溶出量が著しく低下する。
Ｐ２Ｏ５はそれ自身でガラス化し、ガラスの網目を構成する成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量は好ましくは０〜２０％、より好ましくは０〜１０％、さらに好ましくは０〜５％である。Ｐ２Ｏ５含有量が多すぎると、ガラスの血液あるいは滲出液に対する溶解速度が低下する。さらに溶解したガラスの表面にＰ（リン）とＣａを含有する反応層が形成されやすくなり、ガラスの溶解を阻害したり、Ｃａの一部が反応層の形成に消費されたりすることによってＣａの溶出量が低下する。
本発明の創傷治療用ガラス組成物において、ガラスの溶解速度は、ガラス組成のＳｉ（シリコン）とＢ（ボロン）のモル比（Ｂ／Ｓｉ）によって変化する。Ｂ／Ｓｉの値が大きい程ガラスネットワーク中のＢの割合が大きくなり、化学的耐久性が低下してガラスの溶解速度が大きくなる。よってＣａの溶出量を増やして細胞増殖を促進するためには、Ｂ／Ｓｉの値が大きいほど有利である。しかしＢ／Ｓｉの値を大きくするためにはガラスのＢ２Ｏ３含有量を増加させる必要があり、結果的にＢの溶出量が増えて過剰な殺菌効果が働いてしまう。
Ｂ／Ｓｉの値は、好ましくは０．１〜２０．０、より好ましくは０．２〜１０．０、特に好ましくは０．３〜９．０、さらに好ましくは０．５〜５．０、最も好ましくは１．０〜３．０である。Ｂ／Ｓｉの値が小さすぎると、創傷被覆材として必要な細胞増殖の効果や殺菌効果が得にくくなる。一方、Ｂ／Ｓｉの値が大きすぎると過剰な殺菌効果が働き、細胞の増殖が抑制されてしまう。
また上記した成分（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５）以外の成分を含みうる。ただし上記した成分の含有量が合量で９８％以上、特に９９％以上となるように組成を調節することが望ましい。その理由は、これらの成分の合量が９８％未満の場合、意図しない異種成分の混入によってＣａ、Ｂの血液あるいは滲出液へのガラスの溶解速度が低下して創傷被覆材としての特性が低下したり、液相粘度が著しく低下してビーズ混入量が増加したり、生体適合性が低下したりする等の不都合が生じ易いためである。
上記した成分以外の成分として、例えばＨ２、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｏ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２等の微量成分をそれぞれ０．１％まで含有してもよい。また、ガラス中にＰｔ、Ｒｈ、Ａｕ等の貴金属元素を５００ｐｐｍまで含有してもよい。
さらに殺菌効果の向上のために、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｆ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｃｌ、Ｌａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｙ等を合量で２％まで含有してもよい。
本発明の創傷治療用ガラス組成物は、３００〜５００μｍの粒度に分級された比重×０．２５６の重量分のガラスを３７度、６０ｍｌの擬似体液中に２日間浸漬し、１回／日の撹拌を行った溶出試験において、擬似体液中のＢ濃度が０．１ｍＭ以上かつＣａ濃度が３．８ｍＭ以上となることが好ましい。この溶出試験による擬似体液中のＢ濃度が０．１ｍＭより少ない場合、若しくはＣａ濃度が３．８ｍＭより少ない場合、創傷被覆材として必要な細胞増殖の効果、殺菌効果が得にくくなる。
また本発明の創傷治療用ガラス組成物は、液相粘度が好ましくは１００．５ｄＰａ・s以上、１００．８ｄＰａ・s以上、１０１．０ｄＰａ・s以上、１０１．２ｄＰａ・s以上、特に１０１．４ｄＰａ・s以上である。液相粘度が低すぎると、溶融ガラスを繊維化して綿状体や不織布を作製する際に、混入するガラスビーズの量が多くなってしまう。
また本発明の創傷治療用ガラス組成物は、１０１．０ｄＰａ・sの粘度に相当する温度（紡糸温度）が好ましくは１５００℃以下、１４００℃以下、１３００℃以下、特に１２００℃以下である。紡糸温度が高すぎると、高温で紡糸を行う必要があることから、貴金属製の紡糸装置の損傷が激しくなり、交換頻度が高くなって生産コストが高くなる。
本発明の創傷被覆材は、上記した組成、特性を有する創傷治療ガラス組成物からなる。より具体的には上記組成、特性を有する多数のガラス繊維が不規則に絡み合った不定形の綿状体や不織布である。なお綿状体は、繊維間に存在する空隙によって三次元的に圧縮可能である。
創傷被覆材を構成するガラス繊維は、繊維径が不均一であってよいが、その平均繊維径は１００ｎｍ〜１０μｍの範囲、特に５００〜５μｍの範囲にあることが好ましい。平均繊維径が小さすぎるとガラス繊維の機械的強度が低下する。さらに綿状体の形態で使用する場合は、綿状体が圧縮されやすくなるため、血液あるいは滲出液の保持量が低下し、湿潤環境を維持しにくくなる。平均繊維径が大きくなりすぎると綿状体や不織布の比表面積が小さくなることから、ガラスの溶解速度が低下して、ＣａやＢを血液あるいは滲出液へ十分に提供することが難しくなり、創傷被覆材としての特性が低下する。
創傷被覆材を構成する綿状体や不織布には、ガラスビーズが混入していても差し支えない。この場合、綿状体や不織布に占めるガラスビーズの割合は、質量％で５０％以下、４０％以下、特に３０％以下であることが好ましい。ガラスビーズの割合が多くなりすぎると、綿状体や不織布の比表面積が小さくなることから、ガラスの溶解速度が低下して、ＣａやＢを血液あるいは滲出液へ十分に提供することが難しくなり、創傷被覆材としての特性が低下する。また、ガラスビーズが表皮を刺激して、表皮の炎症や瘢痕形成を引き起こす懸念がある。さらに創面に埋入する際に、患者の痛みを伴う場合がある。
ガラスビーズの平均直径は、５００μｍ以下、特に１００μｍ以下であることが好ましい。ガラスビーズの平均直径が大きすぎると、綿状体や不織布の比表面積が小さくなることから、ガラスの溶解速度が低下して、ＣａやＢを血液あるいは滲出液へ十分に提供することが難しくなり、創傷被覆材としての特性が低下する。また、ガラスビーズが表皮を刺激して、表皮の炎症や瘢痕形成を引き起こす懸念がある。さらに創面に埋入する際に、患者の痛みを伴う場合がある。
なお本発明の創傷被覆材は、ガラス繊維やガラスビーズの他にも粉末状、フレーク状等種々の形状のガラス体を含んでいてもよい。また綿状体や不織布内に各種薬剤を添加、含浸させておくこともできる。
次に本発明の創傷被覆材を製造する方法を、メルトブロー法を例にして説明する。なお本発明の創傷被覆材は、メルトブロー法以外の方法でも作製することが可能である。例えばガラス吐出ノズルと該ノズル部材に対向するように配置されたターゲット電極との間に高電圧を印加し、前記吐出ノズルから吐出される帯電した前記溶融ガラスを前記電極部材側に引き寄せつつ繊維状に成形する、いわゆるエレクトロスピニング法や、溶融ガラスをフォアハースから流下させてスピナー（回転体）に導入し、このスピナーを高速回転させてスピナー側壁部に設けられたオリフィスから繊維状ガラスを吐出する、いわゆる遠心法を採用することもできる。
まず上記組成のガラスとなるようにガラス原料を調合する。なおガラス原料の一部又は全部にガラスカレットを使用してもよい。ガラス組成やその特性等については既述の通りであり、ここでは説明を省略する。
次いで、調合したガラス原料バッチをガラス溶融炉に投入し、ガラス化し、溶融、均質化する。溶融温度は１２００〜１６００℃程度が好適である。
続いて溶融ガラスを紡糸してガラス繊維に成形する。詳述すると、溶融ガラスを吐出する吐出ノズルを備えた貴金属製のノズル部材に溶融ガラスを供給する。ノズル部材に供給された溶融ガラスは、その底面に設けられた一つ以上のガラス吐出ノズルから流下する。このようにして流下した溶融ガラスに対し、吐出ノズルの側面、両面または全周から高速エアーを吹き付け、延伸して繊維状に成形することにより、綿状のガラス繊維で構成される創傷被覆材を得ることができる。さらに、このようにして作製した綿状体を圧縮して不織布とする。例えば、金属製ネットを有するコンベア上に均一な厚みになるように連続的に堆積させ、ローラーで圧縮する方法等を利用することができる。なおガラス吐出ノズルの内径は、好ましくは直径２ｍｍ以下、より好ましく１．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下である。前記高速エアーの温度は好ましくは５００℃以上であり、より好ましくは８００℃以上、さらに好ましくは９００℃以上である。また創傷被覆材の特徴については既述の通りであり、ここでは説明を省略する。
なお本発明の創傷治療用ガラス組成物は、上記したような創傷被覆材としての利用に限られるものではない。例えば粉末状、リボン状、フレーク状、中空球状等の形状に成形し、種々の用途に供してもよい。例えば粉末状に成形し、ワセリンなどの軟膏やクリーム、ローションなどと混合し、創面に使用することも可能である。
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
表１〜５は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１７、２１〜２５）及び比較例（試料Ｎｏ．１８〜２０）を示している。
Figure 2016093211
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表の各試料は、次のようにして調製した。
まず、各表中のガラス組成になるように、天然原料、化成原料等の各種ガラス原料を秤量、混合して、ガラスバッチを作製した。次に、このガラスバッチを白金ロジウム合金製坩堝に投入した後、間接加熱電気炉内で１２００〜１５５０℃で４時間加熱して、溶融ガラスを得た。尚、均質な溶融ガラスを得るために、加熱時に、耐熱性撹拌棒を用いて、溶融ガラスを複数回攪拌した。続いて、得られた溶融ガラスを耐火性鋳型内に流し出し、空気中で放冷して塊状のガラス試料を得た。得られた各試料につき、溶出試験を行って擬似体液中のＢ、Ｃａ濃度を測定した。また、紡糸温度、液相温度を測定した。
さらに前記塊状のガラス試料をガラス吐出ノズルを備えた貴金属製のポットに投入し、通電加熱によって前記ガラス試料をリメルトする。その後前記吐出ノズルから流下したガラスに対し高速エアーを吹き付け、前記溶融ガラスを延伸して繊維化し、綿状体を得た。このようにして得た綿状体を構成するガラス繊維の平均繊維径を測定した。
溶出試験は次のようにして測定した。まず、塊状のガラス試料を粉砕し、直径３００〜５００μｍの粒度のガラスを比重×０．２５６の重量分だけ精秤し、続いて容量１００ｍｌのポリプロピレン容器（ＰＰ容器）に擬似体液６０ｍｌを入れ、ガラス試料を浸漬して、３７℃、２日間の条件で溶出試験を行った。その際、１回／日の撹拌を行った。撹拌は前記ＰＰ容器を手で数回振る事によって行った。溶出試験後に試験溶液を濾過し、ＩＣＰ−ＯＥＳを用いて溶出液中のＢ、Ｃａ濃度を定量した。
なお、擬似体液は以下のようにして作製した。まず１００ｍｌの蒸留水を入れたビーカーをスターラーにセットした。次に各試薬（７．９９５ｇ／ＬのＮａＣｌ、０．３５３ｇ／ＬのＮａＨＣＯ３、０．２２４ｇ／ＬのＫＣｌ、０．１７４ｇ／ＬのＫ２ＨＰＯ４、０．３０５ｇ／ＬのＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、０．３６８ｇ／ＬのＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、０．０７１ｇ／ＬのＮａ２ＳＯ４）を秤量し、それぞれの試薬が完全に溶けてから次の試薬を順に蒸留水に加えて溶かし、溶液を作製した。なお薬包紙についた試薬は、蒸留水をかけて溶液に溶かした。次に１０ｍｌの３５％塩酸に蒸留水９０ｍｌを加えて希釈塩酸を作製し、これを濁りがなくなるまで溶液に少しずつ加えた。次に溶液を２Ｌのビーカーに移し、８２５ｍｌの蒸留水を加えてホットスターラーで撹拌した。次にｐＨメーターを準備し、スポイトで希釈塩酸を徐々に入れて溶かし、ｐＨ２にした。続いて６．０５７（ｇ／Ｌ）のトリスヒドロキシメチルアミノメタン（トリスバッファー）を溶液に入れて溶かし、ｐＨ８にした後、ホットスターラーで加熱しながら希釈塩酸を徐々に加え、最終的に液温３７℃においてｐＨ７．２５の溶液にした。この溶液を有栓メスシリンダーに移し、蒸留水を加えて１Ｌにし、溶液が混合されるようによく振り混ぜた。このようにして得られた溶液をポリビンに移したのち、冷蔵庫内で１日以上保管して、実験に用いる疑似体液を得た。
なお擬似体液中の無機イオン濃度の理論値は、Ｎａ＋が１４２．０、Ｋ＋が５．０、Ｍｇ２＋が１．５、Ｃａ２＋が２．５、Ｃｌ−が１４８．８、ＨＰＯ４−が１．０である。(単位はすべてｍＭ)。
紡糸温度の測定は次のようにして行った。まず、塊状のガラス試料を適正な寸法に破砕し、なるべく気泡が巻き込まれないようにアルミナ製坩堝に投入した。続いてアルミナ坩堝を加熱して、試料を融液状態とし、白金球引き上げ法によって複数の温度におけるガラスの粘度を求めた。その後、得られた複数の計測値から粘度曲線を作成し、その内挿によって１０１．０ｄＰａ・ｓとなる温度を算出した。
液相温度の測定は次のようにして行った。まず、塊状のガラス試料を粉砕し、３００〜５００μｍの範囲の粒度となるように調整した状態で耐火性の容器に適切な嵩密度を有する状態に充填した。続いてこの耐火性容器を、間接加熱型の温度勾配炉内に入れて静置し、１６時間大気雰囲気中で加熱操作を行った。その後、温度勾配炉から、耐火性容器ごと試験体を取り出し、室温まで冷却後、光学顕微鏡によって結晶析出箇所を判定し、あらかじめ作成した温度勾配炉内の温度分布を用いて結晶析出温度（液相温度）を求める方法によって液相温度を特定した。
平均繊維径は、次のようにして測定した。まず、走査型電子顕微鏡（ＨＩＴＡＣＨＩ ｓ−３４００Ｎ ｔｙｐｅＩＩ）を用いてガラス繊維の二次電子像または反射電子像を撮像する。前記走査型電子顕微鏡の測長機能を用いて５０本のガラス繊維の直径を測定し、その平均値を平均繊維径とした。

Claims (12)

  1. 酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、Ｂ２Ｏ３ ５〜４０．０％、ＣａＯ １〜５０％を含有することを特徴とする創傷治療用ガラス組成物。
  2. 酸化物換算の質量％で、さらにＭｇＯ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜４０％、Ｐ２Ｏ５ ０〜２０％を含有することを特徴とする請求項１に記載の創傷治療用ガラス組成物。
  3. 酸化物換算の質量％で、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の創傷治療用ガラス組成物。
  4. ３００〜５００μｍの粒度に分級された比重×０．２５６の重量分のガラスを３７℃、６０ｍｌの擬似体液中に２日間浸漬し、１回／日の撹拌を行った溶出試験において、擬似体液中のＢ濃度が０．１ｍＭ以上かつＣａ濃度が３．８ｍＭ以上となることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の創傷治療用ガラス組成物。
  5. 液相粘度が１００．５ｄＰａ・s以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の創傷治療用ガラス組成物。
  6. １０１．０ｄＰａ・sの粘度に相当する温度が１５００℃以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の創傷治療用ガラス組成物。
  7. 請求項１〜６の何れかに記載のガラス組成物からなる綿状体又は不織布であることを特徴とする創傷被覆材。
  8. 綿状体又は不織布を構成するガラス繊維の平均繊維径が１００ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項７に記載の創傷被覆材。
  9. 綿状体又は不織布中にガラスビーズが混入しており、その混入量が質量％基準で綿状体全体の５０％以下であることを特徴とする請求項７又は８に記載の創傷被覆材。
  10. ガラスビーズの平均直径が５００μｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の創傷被覆材。
  11. 請求項１〜６の何れかのガラス組成物となるように調合した原料バッチをガラス溶融炉で溶融し、溶融ガラスをガラス吐出ノズルから連続的に流出させるとともに、前記ガラス吐出ノズル周囲にエアーを噴射して、ガラスを綿状に成形することを特徴とする創傷被覆材の製造方法。
  12. 綿状に成形されたガラスを圧縮して不織布に成形することを特徴とする請求項１１に記載の創傷被覆材の製造方法。
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