抗菌剤含有絹製医用デバイスおよびその製造方法
【課題】絹タンパク質膜、繊維およびそれらの組合せから作られる改善された医用デバイスを提供する。
【解決手段】絹製医用デバイス（６０）は、ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を担持させた絹タンパク質材料（１５）から製造される。上記ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）はポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。絹製医用デバイス（６０）は、感染を防止するため、創傷（７０）の治療に用いられる。
【解決手段】絹製医用デバイス（６０）は、ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を担持させた絹タンパク質材料（１５）から製造される。上記ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）はポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。絹製医用デバイス（６０）は、感染を防止するため、創傷（７０）の治療に用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
他出願への相互関連
【０００２】
本出願は、２００９年５月１５日に出願した米国仮特許出願第６１／１７８，８６２号の利益および優先権を主張するものである。
技術分野
【０００３】
本発明の分野は医用デバイスに関する。上記医用デバイスはポリマー性カチオン性抗菌性化合物を担持した絹製材料を含む。
【背景技術】
【０００４】
絹製材料は天然または人工絹製材料等の材料である。絹製材料はタンパク質およびペプチドを含み、絹製材料はたとえばカイコ、クモおよびイガイ等の絹を産生する生物から由来する。
【０００５】
現代のバイオテクノロジー的方法の出現により、絹製材料を合成的に製造することができる。絹製材料の合成的製造により、多くの制御可能で異なった材料特性および機械的特性を有する絹製材料の製造が可能である（たとえばAltmanら、Biomaterials 2003、24:401〜416頁参照）。
【０００６】
Kaplanらによる国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２０８４４号は「Silk based drug delivery system」と題されている。Kaplanらの文献は、治療薬の制御放出のための製剤処方の製造方法を開示している。この方法は、絹フィブロイン溶液を治療薬と接触させて治療薬を含有する絹フィブロイン製品を形成することによって進行する。絹フィブロイン製品からの治療薬の放出を制御するために、絹フィブロイン製品の結晶性コンホメーションが改変される。絹フィブロイン製品の結晶性コンホメーションは、絹フィブロイン製品内の空孔の直径を制御するために、たとえばアルコール、圧力、電場、塩またはせん断力を用いて改変し、それによって絹フィブロイン製品からの治療薬の制御放出を可能にする。
【０００７】
アルコール、圧力、電場、塩またはせん断力を用いた絹フィブロイン製品の結晶性コンホメーションの改変は、製剤処方中の治療薬の活性を低減または破壊することがある。
【０００８】
Araiらによる米国特許出願第１２／０２５５２４号は「Biodegradable biopolymers, methods for their preparation and functional materials constituted by these biopolymers」と題されている。Araiらの文献は、絹フィブロイン溶液の水溶液およびセルロース、キチンまたはケラチン等の二次的物質を基材上に塗布することによる、生分解性バイオポリマーの調製を開示している。生分解性バイオポリマーは、銀、銅および／またはコバルト等の抗菌性金属イオンを含有する水溶液中に浸漬される。抗菌性金属イオンを含有する生分解性バイオポリマーは、生分解性バイオポリマーを分解する酵素の作用によって抗菌性デバイスとして用いられる。
【０００９】
Araiらによるさらなる開示（Journal of Applied Polymer Science 2001、80:297〜303頁）は、絹がカチオン（即ち、正荷電を有する金属イオン）を吸収し、これらと結合し得ることを示している。しかしながら、Journal of Applied Polymer Science 2001、80:297〜303頁の開示および米国特許出願第１２／０２５５２４号の開示で示されているように、絹とのカチオンの相互作用の正確な本質、特にそれらの吸収動態および放出動態は異なったカチオンの間で変動し得る。絹からのカチオンの吸収動態および放出動態は、ｐＨ、温度および添加物の存在等の要素に依存する。
【００１０】
絹製医用デバイスから迅速にかつ高レベルで放出され、薬理作用の迅速な発現を提供する抗菌性化合物等の薬理活性物質を提供し、医療用途に用いることができる絹製医用デバイスを提供することへのニーズがある。絹タンパク質に結合する金属イオンについて知られた変動性および絹タンパク質からの金属イオンの放出を考えると、より大きなポリマー性カチオン性物質の絹タンパク質へのイオン結合または水素結合の強さおよび性質を予想することは当業者にとって不可能である。用いられる特定のカチオン性物質に依存して、イオン結合または水素結合は、多数の静電相互作用または起こり得る水素結合のために強いこともあり、または絹タンパク質上の負荷電を有する表面もしくは水素結合供与性基への近接しにくさのために弱いこともある。
【００１１】
非タンパク質および非ペプチド材料（たとえばセルロースまたは人工ポリマー）からのカチオン性抗菌性化合物の放出動態は、当技術において知られている。ポリマー性カチオン性抗菌性化合物は数多くあり、合成的に製造することができる。ポリカチオン性抗菌性化合物の例は、ポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。
【００１２】
非タンパク質および非ペプチド材料（即ち絹製材料でない）からの速いもしくは遅い放出動態を有するＰＨＭＢの放出を可能にする技術は、当技術において知られている。FugmannおよびDietzeによる国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０１３３４０号は「Infection resistant polyurethane foams, method for producing the same and use thereof in antiseptic wound dressings」と題されている。FugmannおよびDietzeの文献は、ＰＨＭＢおよび超吸収材料を含む殺微生物性ポリウレタンフォームを開示している。
【００１３】
Xylos Corp.による欧州特許第１４７３０４７号は「Microbial cellulose wound dressing sheet, containing PHMB for treating chronic wounds」と題されている。Xylos Corpの特許は、微生物性セルロース創傷被覆シートからのＰＨＭＢの速い放出を可能にする創傷被覆シートを提供する製造方法を開示している。Xylos Corpの特許はＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスを開示していない。Xylos Corpの特許はまた、治療的に関連あるレベルで既知の放出プロファイルをもってＰＨＭＢを放出するＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法を開示していない。
【００１４】
Harish Patelによる米国特許出願第１０／２７８，０７２号は「Medical dressing containing antimicrobial agent」と題されている。Harish Patelの特許出願は、創傷被覆材からのＰＨＭＢの遅い放出を可能にする層状セルロース−ポリエステル創傷被覆材の製造を開示している。Harish Patelの特許出願は、ＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスを開示していない。Harish Patelの特許出願は、治療的に関連あるレベルで既知の放出プロファイルをもってＰＨＭＢを放出するＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法も開示していない。
【００１５】
Arch UK Biocides Ltdによる国際出願第ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４７３８号は「Fibres treated with antimicrobial agents」と題されている。Arch UK Biocides Ltdの文献は、非セルロース材料からのＰＨＭＢの放出を防止し、洗濯または濯ぎに対する耐久性を確保するためにＰＨＭＢを非セルロース繊維に永久的に固定化するための自己架橋可能な樹脂および触媒の使用を開示している。Arch UK Biocides Ltdの文献は、ＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスを開示していない。Arch UK Biocides Ltdの文献は、治療的に関連あるレベルで既知の放出プロファイルをもってＰＨＭＢを放出するＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法も開示していない。
【００１６】
先行技術で開示されたＰＨＭＢ担持セルロースまたはＰＢＭＨ担持非タンパク質および非ペプチド系材料を評価する際には、絹製材料が異なった分子構造および組成を有することに注意する必要がある。Blackburnら（たとえばLangmuir 2006、22:5636〜5644頁参照）によって述べられているように、セルロースは、ＰＨＭＢが静電的および水素結合的相互作用によって結合できる１つの単純な低分子量炭水化物（グルコース）で構成されている高度に均一な分子構造を示すことが知られている。セルロースとは対照的に、絹製材料はジスルフィド連結された６組の重鎖／軽鎖フィブロインヘテロダイマーと１分子のＰ２５とを含む非常に大きな（２．３ＭＤａ）マルチドメインタンパク複合体（基本単位）を含む（たとえばInoueら、JBC 2000、275、40517〜40528頁参照）。絹製材料のそれらの基本単位の巨大なサイズおよび複雑さを考えると、セルロースとは異なり、ＰＨＭＢと絹製材料の基本単位との間の静電的または水素結合的相互作用の強さを予想することは不可能である。
【００１７】
絹製医用デバイスからのポリマー性カチオン性抗菌性材料の速いまたは遅い放出を可能にする、ポリマー性カチオン性抗菌性材料を含む絹製医用デバイスの製造方法を教示する既知の先行技術はない。絹製医用デバイスからのポリマー性カチオン性抗菌性材料の速いまたは遅い放出を可能にする、ポリマー性カチオン性抗菌性材料を含む絹製医用デバイスを教示する先行技術はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２０８４４号
【特許文献２】米国特許出願第１２／０２５５２４号
【特許文献３】国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０１３３４０号
【特許文献４】欧州特許第１４７３０４７号
【特許文献５】米国出願第１０／２７８，０７２号
【特許文献６】国際出願第ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４７３８号
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Altmanら、Biomaterials 2003、24:401〜416頁
【非特許文献２】Araiら、Journal of Applied Polymer Science 2001、80:297〜303頁
【非特許文献３】Blackburnら、Langmuir 2006、22:5636〜5644頁
【非特許文献４】Inoueら、JBC 2000、275、40517〜40528頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本開示の目的は、絹タンパク質膜、繊維およびそれらの組合せから作られる改善された医用デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本開示は、以下のステップを有する医用デバイスの製造方法を教示する：絹タンパク質材料を準備するステップ、絹タンパク質材料にポリマー性カチオン性抗菌性材料を含浸させるステップ、および含浸した絹タンパク質膜を乾燥するステップ。
【００２２】
ポリマー性カチオン性抗菌剤は、本発明の１つの態様においてはポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。
【００２３】
本開示はまた、ポリマー性カチオン性抗菌剤を含浸させた絹タンパク質材料から作られた医用デバイスを教示する。絹製医用デバイスは、適用または埋め込み部位でポリマー性カチオン性抗菌剤を放出する。絹製医用デバイスは、感染防止を可能にし、または既に感染した創傷の治療を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】用いた絹製材料のＰＡＧＥ分析を示す図である。
【図２】ＰＨＭＢを担持する前および後の絹製材料の乾燥および湿潤重量を示す図である。
【図３】本発明による絹製医用デバイスからのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図４】Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ Ｘ＋ＰＨＭＢ創傷被覆材からのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図５】本発明による絹製材料によるＰＨＭＢの取り込みの計算量および実測量を示す図である。
【図６】本発明による、様々なｐＨ値における絹製医用デバイスのＰＨＭＢの取り込みを示す図である。
【図７】本発明による、様々な時間の間における絹製医用デバイスからのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図８】絹の布地および膜試料によるＰＨＭＢの取り込みを示す図である。
【図９】本発明によるＰＨＭＢ担持絹繊維からのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図１０】本発明によるＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法のスキームを示す図である。
【図１１】本発明によるＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造装置を示す図である。
【図１２】本発明による絹製医用デバイスを示す図である。
【図１３】異なった厚みを有する絹タンパク質膜のＰＨＭＢの取り込みを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明およびその利点を完全に理解するために、添付の図面を併用して以下の詳細な説明に言及する。
【００２６】
本明細書で開示される本発明の種々の態様および実施形態は、本発明を実施し使用するための具体的な方法を単に例示するものであり、したがって添付の特許請求の範囲ならびに以下の詳細な説明および添付の図面とともに考慮する際に発明の範囲を限定しないことを認識されたい。
【００２７】
本発明の１つの態様および実施形態からの特徴は、本明細書で開示される本発明の仕様または実施を考慮することによって当業者には明白になるであろうということ、ならびにこれらの特徴は本発明の他の態様および実施形態からの特徴と組み合わせることができることを理解されたい。
【００２８】
図１０に、本発明によるポリカチオン性抗菌性化合物、たとえばポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）が担持された絹製医用デバイス６０の製造方法のスキームを示す。
【００２９】
第１ステップ１００において、絹タンパク質溶液１０を調製する。絹タンパク質溶液１０は０．３〜３０％（ｗ／ｗ）の絹タンパク質含量を有する。絹タンパク質溶液１０は、水系溶媒、たとえばこれだけに限らないが脱イオン水を用いて調製する。絹タンパク質溶液１０は、たとえば米国特許第７０４１７９７号に記載されているように調製する。
【００３０】
次に絹タンパク質溶液１０を絹タンパク質材料１５の製造のために用いる。絹タンパク質材料１５は、絹タンパク質膜４０の形態または絹タンパク質繊維５０の形態で作ることができる。
【００３１】
絹タンパク質膜４０は、絹タンパク質溶液１０を固体支持体２０の上に移すことによって形成される。固体支持体２０はガラスもしくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または絹タンパク質とともに用いるのに適した他の材料から作ることができる。
【００３２】
絹タンパク質繊維５０は、絹タンパク質溶液１０を生体模倣紡糸装置３０に移すことによって形成され、ここで絹タンパク質繊維５０が紡糸によって形成される。絹タンパク質繊維５０は、本出願人らによって欧州特許第１２４４８２８号および国際出願公開第２００８／０５２７５５号に記載されているように形成される。
【００３３】
ステップ１１０において絹タンパク質溶液１０は固体支持体２０の上で乾燥され、絹タンパク質材料１５を形成し、これが絹タンパク質膜４０を形成する。絹タンパク質溶液１０を乾燥する時間は絹タンパク質溶液１０のタンパク質含量および絹タンパク質溶液１０からの溶媒の蒸発速度に依存する。室温および常圧で乾燥するためには、絹タンパク質溶液１０の絹タンパク質含量が１〜１０％である場合には、絹タンパク質溶液１０の乾燥時間は８時間〜４８時間の間で変動し得る。蒸発速度はたとえば真空技術の使用によって変動し得る。
【００３４】
別法としては、絹タンパク質溶液１０を紡糸装置３０によって紡糸し、絹タンパク質繊維５０を形成させる。
【００３５】
次のステップ１２０において、形成された絹タンパク質材料１５は、それが絹タンパク質膜４０であろうと、または絹タンパク質繊維５０であろうと、それぞれ固体支持体２０または紡糸装置３０から取り出される。
【００３６】
ステップ１３０において、形成された絹タンパク質材料１５にポリマー性カチオン性抗菌剤５５が担持され、絹製医用デバイス６０が製造される。絹タンパク質材料１５には含浸技術によってポリマー性カチオン性抗菌剤５５が担持される。ポリマー性カチオン性抗菌剤５５の１つの例はポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。ポリマー性カチオン性抗菌剤５５を絹タンパク質材料１５に含浸するための正確な条件は、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５の溶液の濃度、温度および用いる絹タンパク質材料１５の厚みに依存する。
【００３７】
厚み６０μｍの絹タンパク質膜４０を５％のＰＨＭＢ溶液に室温で終夜インキュベーションすることが、たとえばＳｕｐｒａｓｏｒｂ Ｘ＋ＰＨＭＢ（Ｌｏｈｍａｎｎ Ｒａｕｓｃｈｅｒ）等の市販のＰＨＭＢ担持セルロース被覆材と同様の量および放出動態を有するＰＨＭＢの放出を可能にする絹製医用デバイス６０を製造するのに充分であることが見出された。
【００３８】
次のステップ１４０において、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５を担持した絹タンパク質膜４０または絹タンパク質繊維５０は適当な容器に移され、絹製医用デバイス６０としての更なる使用まで保存される。絹製医用デバイス６０は、皮膚８０の上の創傷７０上で用いることができる。
【００３９】
製造された絹製医用デバイス６０は、保存容器中でγ線照射の使用により滅菌することができる。
【実施例】
【００４０】
本発明を実施するための特定の実施形態の以下の例は説明の目的のみに提供されるものであり、いかなる様式においても本発明の範囲を限定することを意図していない。
【実施例１】
【００４１】
絹タンパク質溶液１０を、本出願人によってＷＯ２００７／０９８９５１に記載された方法に従って調製した。絹タンパク質溶液１０中に存在する絹タンパク質の純度は、ＰＡＧＥによって分析した（図１参照）。ＰＡＧＥ分析によって、絹膜１５の製造のために用いた絹タンパク質の純度は９５％より大きいことが確かめられた。
【実施例２】
【００４２】
絹タンパク質膜４０（５０×５０×０．０６ｍｍ）を、出願人によって国際出願公開第２００７／０９８９５１号に記載された方法に従って調製した。それぞれの絹タンパク質膜４０に、それぞれ直径５ｍｍの穴を１６個ずつ穿孔した。絹タンパク質膜４０を蒸留水中で終夜洗浄した。絹タンパク質膜４０のそれぞれ個別の重量を記録した（乾燥重量１）。次にそれぞれの絹タンパク質膜４０を個別に５％ＰＨＭＢ水溶液２０ｍｌに振盪器上で１６時間、６０ｒｐｍで浸漬した。陰性対照として、絹タンパク質膜４０を脱イオンＨ２Ｏ２０ｍｌ中で１６時間、６０ｒｐｍでインキュベートした。次に絹タンパク質膜４０のそれぞれをＰＨＭＢ溶液から取り出して秤量した（湿潤重量１）。ＰＨＭＢを担持した絹タンパク質膜４０を室温で終夜、乾燥させた。得られたそれぞれの乾燥絹製医用デバイス６０の重量を記録した（乾燥重量２）。絹タンパク質膜４０によって吸収されたＰＨＭＢの量（ｍｇ）を、乾燥重量２と乾燥重量１との差として計算した（図２−膜あたりのＰＨＭＢ吸収を参照）。絹タンパク質膜４０のそれぞれ１枚によって取り込まれたＰＨＭＢ担持溶液の量を、湿潤重量１と乾燥重量１との差として計算した（図２−ＰＨＭＢ溶液の取り込みを参照）。
【００４３】
製造した絹製医用デバイス６０からのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出プロファイルを、水中および塩の存在下に検討した。市販のＰＨＭＢ担持創傷被覆材（Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ Ｘ＋ＰＨＭＢ、Ｌｏｈｍａｎｎ ＆ Ｒａｕｓｃｈｅｒ、５×５ｃｍ）を分析における対照として用いた。感染創傷に治療上有意義な創傷被覆材の目標とするＰＨＭＢ放出プロファイルを定義するため、Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ試料のＰＨＭＢ放出量および放出動態を内部標準として用いた。
【００４４】
絹製医用デバイス６０およびＳｕｐｒａｓｏｒｂ試料を２つの群に分け、ｄＨ２Ｏ２０ｍｌ（１群）または０．９％ＮａＣｌ２０ｍｌ（２群）のいずれかの中で個別に、ペトリ皿中６０ｒｐｍ、３７℃でインキュベートした。次に０、１０、３０分、１、２、４、２４および４８時間間隔で試料を取ることによって、それぞれの試料からのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出を測定した。ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＨＭＢ）の濃度を、２３６ｎｍにおける分光分析によって決定し、新たに作成した較正曲線を用いて計算した。ｄＨ２Ｏ（１群）および０．９％ＮａＣｌ（２群）中に時間とともに放出された全ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）を、図３（絹製医用デバイス６０）および図４（Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ）に示す。図３および図４の結果より、絹製医用デバイス６０は４時間後にｄＨ２Ｏ中で１５．３ｍｇ放出、０．９％ＮａＣｌ中で１０．８ｍｇ放出し、Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ試料に関する４時間後、ｄＨ２Ｏ中のわずか６．５ｍｇ、０．９％ＮａＣｌ中の７．１ｍｇと比較して、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）のより速い放出開始を示すことが分かった。４８時間後には、絹製医用デバイス６０はｄＨ２Ｏ中でＰＨＭＢ２０．１ｍｇ、ＮａＣｌ中で１１．９ｍｇを放出したのに比較して、ＳｕｐｒａｓｏｒｂではｄＨ２Ｏ中７．６ｍｇ、ＮａＣｌ中８．６ｍｇであった。これらの結果より、市販のＰＨＭＢ創傷被覆材の放出プロファイルと匹敵するＰＨＭＢ放出プロファイルを有する絹タンパク質膜４０を製造できることが確かめられる。陰性対照試料（ＰＨＭＢを含まない膜）はＰＨＭＢの放出を全く示さなかった（データは示していない）。
【００４５】
溶媒の蒸発の間には、絹タンパク質膜４０へのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）のいかなる特定の吸収もなく、絹タンパク質膜４０にポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の物理的捕捉が起こると仮定すれば、重量増加は、それぞれの膜によって取り込まれるポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）担持溶液中のポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の量と等価になるはずである（図２−ＰＨＭＢ溶液の取り込みを参照）。したがって、ＰＨＭＢ担持後の予想される重量増加（図５−ＰＨＭＢの計算量を参照）は、それぞれ６．２２ｍｇＰＨＭＢ（１群）および６．６４ｍｇＰＨＭＢ（２群）であったはずである。しかし、記録された実際の重量増加は、それぞれ２３．３ｍｇＰＨＭＢ（１群）および２３．９ｍｇＰＨＭＢ（２群）であり、物理的捕捉では説明できない１７．０８ｍｇおよび１７．２７ｍｇのＰＨＭＢが残る（図５参照）。したがって、絹製材料にＰＨＭＢを担持した後の２０％近い乾燥重量の増加（１９．５５％（１群）および１８．１２％（２群））をもたらす、絹タンパク質膜４０へのＰＨＭＢの観察された強い吸収は、静電的相互作用等の他の因子に由らなければ説明できないであろう。全ＰＨＭＢの９０％がｄＨ２Ｏに放出されたのと比較すると、０．９％ＮａＣｌ中でのＰＨＭＢの放出は著しく遅く、４８時間後に全ＰＨＭＢの５０％だけが放出された（図３も参照）。したがって、イオンの遮蔽効果がポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）と絹タンパク質膜４０との間の静電的相互作用に影響していることはあり得るであろう。
【実施例３】
【００４６】
実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。担持は１６時間、室温で、４つの別々の群でｐＨを５．２、６．０、７．０および８．０に調整した５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。次にＰＨＭＢの取り込みを膜乾燥重量の百分率として測定した。結果を図６に示す。ＰＨＭＢの担持は、ｐＨ８でポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＨＭＢ）とインキュベートした絹タンパク質膜４０において最大であった。
【実施例４】
【００４７】
実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。担持は１０分、２および１６時間、３７℃で、５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。陰性対照として、絹タンパク質膜４０をｄＨ２Ｏのみでインキュベートした。次に、実施例２に記載されたように２４時間までのＰＨＭＢの放出を測定した。図７に示す放出プロファイル（陰性対照は示していない）により、ＰＨＭＢ溶液中の絹タンパク質膜４０のインキュベーション時間がＰＨＭＢの放出量を決定することが示される。
【実施例５】
【００４８】
単層の絹織物布地試料を長方形の試料に切って秤量した。実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。絹布地試料および絹タンパク質膜４０の平均乾燥重量は同程度で、それぞれ１１８ｍｇ（布地）および１１４ｍｇ（膜）であった（図８参照）。しかし両方の試料は表面積に関して異なり、絹織物布地試料については推定１８６ｃｍ２、絹タンパク質膜４０については４４ｃｍ２であった。乾燥重量１ｇあたりのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の取り込みは両方の試料について同程度で、絹織物布地試料によって０．１３ｍｇのＰＨＭＢ、絹タンパク質膜４０によって０．１９ｍｇが取り込まれた。これらのデータから、絹タンパク質膜４０に比較して４倍を超える布地試料の表面積の増加は、絹織物布地に担持されたポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の量の増加にはつながらないことが示唆される。試料重量に関して考慮すると、ＰＨＭＢの取り込みは絹織物布地と絹タンパク質膜４０とでほぼ同程度である。したがって、絹タンパク質材料へのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の担持は、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の担持に利用可能な絹タンパク質材料の量によって支配されるようであり、表面積の影響はそれほど重要でないようである。
【実施例６】
【００４９】
絹タンパク質繊維５０を、出願人によってＥＰ１２４４８２８およびＷＯ２００８／０５２７５５に記載されたように生体を模倣して紡糸した。絹タンパク質繊維５０の３試料（長さ１５ｃｍ）を１２時間、室温で、３％ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）溶液中でインキュベートし、乾燥した。実施例２に記載されたように、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出プロファイル（図９参照）を測定した。インキュベートした絹タンパク質繊維５０はポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出を示し、絹タンパク質繊維５０の対照物（即ちインキュベートしていないもの）はポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出を示さなかった。
【実施例７】
【００５０】
絹製医用デバイス６０は創傷７０の治療に用いることができる。図１２に、創傷を負った対象者の皮膚８０の上に存在する創傷７０の上に置かれた絹製医用デバイス６０を示す。絹製医用デバイス６０が創傷７０の上に置かれると、絹製医用デバイス６０からポリマー性カチオン性抗菌剤５５が放出されて創傷７０は治療される。
【実施例８】
【００５１】
実施例２に記載されたように厚み２０、５０および１００μｍの絹タンパク質膜４０を調製した。担持は２４時間、室温で、５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。次にそれぞれの膜の乾燥重量を測定することにより、ＰＨＭＢの取り込みを測定した。結果を図１３に示す。ＰＨＭＢの取り込みは、膜の厚みおよびフィブロインの量にそれぞれ比例している。
【実施例９】
【００５２】
実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。担持は２４時間、室温で、５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。抗菌活性は対数期のＥ．ｃｏｌｉ ＸＬ１細胞を接種した寒天上の放射拡散分析によって示した。ＰＨＭＢを担持したおよび担持しない絹タンパク質膜を寒天の上に置き、３７℃で１６時間培養した。ＰＨＭＢ膜の周囲の寒天は透明なゾーン（ハロー）を示し、抗菌活性が確認された。対照膜の周囲の寒天は抗菌活性を示さなかった。
【００５３】
本発明をこのように詳細に記述したが、上記の本発明の詳細な説明はその本発明の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。当業者であれば上記の考察を踏まえて他の変形、修正および代替を認識するであろう。
【００５４】
特許証によって保護されることを希望するものは以下の特許請求の範囲に記述されたものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 絹タンパク質溶液
１５ 絹タンパク質材料
２０ 固体支持体
３０ 生体模倣紡糸装置
４０ 絹タンパク質膜
５０ 絹タンパク質繊維
５５ ポリマー性カチオン性抗菌剤
６０ 絹製医用デバイス
７０ 創傷
８０ 皮膚
【技術分野】
【０００１】
他出願への相互関連
【０００２】
本出願は、２００９年５月１５日に出願した米国仮特許出願第６１／１７８，８６２号の利益および優先権を主張するものである。
技術分野
【０００３】
本発明の分野は医用デバイスに関する。上記医用デバイスはポリマー性カチオン性抗菌性化合物を担持した絹製材料を含む。
【背景技術】
【０００４】
絹製材料は天然または人工絹製材料等の材料である。絹製材料はタンパク質およびペプチドを含み、絹製材料はたとえばカイコ、クモおよびイガイ等の絹を産生する生物から由来する。
【０００５】
現代のバイオテクノロジー的方法の出現により、絹製材料を合成的に製造することができる。絹製材料の合成的製造により、多くの制御可能で異なった材料特性および機械的特性を有する絹製材料の製造が可能である（たとえばAltmanら、Biomaterials 2003、24:401〜416頁参照）。
【０００６】
Kaplanらによる国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２０８４４号は「Silk based drug delivery system」と題されている。Kaplanらの文献は、治療薬の制御放出のための製剤処方の製造方法を開示している。この方法は、絹フィブロイン溶液を治療薬と接触させて治療薬を含有する絹フィブロイン製品を形成することによって進行する。絹フィブロイン製品からの治療薬の放出を制御するために、絹フィブロイン製品の結晶性コンホメーションが改変される。絹フィブロイン製品の結晶性コンホメーションは、絹フィブロイン製品内の空孔の直径を制御するために、たとえばアルコール、圧力、電場、塩またはせん断力を用いて改変し、それによって絹フィブロイン製品からの治療薬の制御放出を可能にする。
【０００７】
アルコール、圧力、電場、塩またはせん断力を用いた絹フィブロイン製品の結晶性コンホメーションの改変は、製剤処方中の治療薬の活性を低減または破壊することがある。
【０００８】
Araiらによる米国特許出願第１２／０２５５２４号は「Biodegradable biopolymers, methods for their preparation and functional materials constituted by these biopolymers」と題されている。Araiらの文献は、絹フィブロイン溶液の水溶液およびセルロース、キチンまたはケラチン等の二次的物質を基材上に塗布することによる、生分解性バイオポリマーの調製を開示している。生分解性バイオポリマーは、銀、銅および／またはコバルト等の抗菌性金属イオンを含有する水溶液中に浸漬される。抗菌性金属イオンを含有する生分解性バイオポリマーは、生分解性バイオポリマーを分解する酵素の作用によって抗菌性デバイスとして用いられる。
【０００９】
Araiらによるさらなる開示（Journal of Applied Polymer Science 2001、80:297〜303頁）は、絹がカチオン（即ち、正荷電を有する金属イオン）を吸収し、これらと結合し得ることを示している。しかしながら、Journal of Applied Polymer Science 2001、80:297〜303頁の開示および米国特許出願第１２／０２５５２４号の開示で示されているように、絹とのカチオンの相互作用の正確な本質、特にそれらの吸収動態および放出動態は異なったカチオンの間で変動し得る。絹からのカチオンの吸収動態および放出動態は、ｐＨ、温度および添加物の存在等の要素に依存する。
【００１０】
絹製医用デバイスから迅速にかつ高レベルで放出され、薬理作用の迅速な発現を提供する抗菌性化合物等の薬理活性物質を提供し、医療用途に用いることができる絹製医用デバイスを提供することへのニーズがある。絹タンパク質に結合する金属イオンについて知られた変動性および絹タンパク質からの金属イオンの放出を考えると、より大きなポリマー性カチオン性物質の絹タンパク質へのイオン結合または水素結合の強さおよび性質を予想することは当業者にとって不可能である。用いられる特定のカチオン性物質に依存して、イオン結合または水素結合は、多数の静電相互作用または起こり得る水素結合のために強いこともあり、または絹タンパク質上の負荷電を有する表面もしくは水素結合供与性基への近接しにくさのために弱いこともある。
【００１１】
非タンパク質および非ペプチド材料（たとえばセルロースまたは人工ポリマー）からのカチオン性抗菌性化合物の放出動態は、当技術において知られている。ポリマー性カチオン性抗菌性化合物は数多くあり、合成的に製造することができる。ポリカチオン性抗菌性化合物の例は、ポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。
【００１２】
非タンパク質および非ペプチド材料（即ち絹製材料でない）からの速いもしくは遅い放出動態を有するＰＨＭＢの放出を可能にする技術は、当技術において知られている。FugmannおよびDietzeによる国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０１３３４０号は「Infection resistant polyurethane foams, method for producing the same and use thereof in antiseptic wound dressings」と題されている。FugmannおよびDietzeの文献は、ＰＨＭＢおよび超吸収材料を含む殺微生物性ポリウレタンフォームを開示している。
【００１３】
Xylos Corp.による欧州特許第１４７３０４７号は「Microbial cellulose wound dressing sheet, containing PHMB for treating chronic wounds」と題されている。Xylos Corpの特許は、微生物性セルロース創傷被覆シートからのＰＨＭＢの速い放出を可能にする創傷被覆シートを提供する製造方法を開示している。Xylos Corpの特許はＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスを開示していない。Xylos Corpの特許はまた、治療的に関連あるレベルで既知の放出プロファイルをもってＰＨＭＢを放出するＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法を開示していない。
【００１４】
Harish Patelによる米国特許出願第１０／２７８，０７２号は「Medical dressing containing antimicrobial agent」と題されている。Harish Patelの特許出願は、創傷被覆材からのＰＨＭＢの遅い放出を可能にする層状セルロース−ポリエステル創傷被覆材の製造を開示している。Harish Patelの特許出願は、ＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスを開示していない。Harish Patelの特許出願は、治療的に関連あるレベルで既知の放出プロファイルをもってＰＨＭＢを放出するＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法も開示していない。
【００１５】
Arch UK Biocides Ltdによる国際出願第ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４７３８号は「Fibres treated with antimicrobial agents」と題されている。Arch UK Biocides Ltdの文献は、非セルロース材料からのＰＨＭＢの放出を防止し、洗濯または濯ぎに対する耐久性を確保するためにＰＨＭＢを非セルロース繊維に永久的に固定化するための自己架橋可能な樹脂および触媒の使用を開示している。Arch UK Biocides Ltdの文献は、ＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスを開示していない。Arch UK Biocides Ltdの文献は、治療的に関連あるレベルで既知の放出プロファイルをもってＰＨＭＢを放出するＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法も開示していない。
【００１６】
先行技術で開示されたＰＨＭＢ担持セルロースまたはＰＢＭＨ担持非タンパク質および非ペプチド系材料を評価する際には、絹製材料が異なった分子構造および組成を有することに注意する必要がある。Blackburnら（たとえばLangmuir 2006、22:5636〜5644頁参照）によって述べられているように、セルロースは、ＰＨＭＢが静電的および水素結合的相互作用によって結合できる１つの単純な低分子量炭水化物（グルコース）で構成されている高度に均一な分子構造を示すことが知られている。セルロースとは対照的に、絹製材料はジスルフィド連結された６組の重鎖／軽鎖フィブロインヘテロダイマーと１分子のＰ２５とを含む非常に大きな（２．３ＭＤａ）マルチドメインタンパク複合体（基本単位）を含む（たとえばInoueら、JBC 2000、275、40517〜40528頁参照）。絹製材料のそれらの基本単位の巨大なサイズおよび複雑さを考えると、セルロースとは異なり、ＰＨＭＢと絹製材料の基本単位との間の静電的または水素結合的相互作用の強さを予想することは不可能である。
【００１７】
絹製医用デバイスからのポリマー性カチオン性抗菌性材料の速いまたは遅い放出を可能にする、ポリマー性カチオン性抗菌性材料を含む絹製医用デバイスの製造方法を教示する既知の先行技術はない。絹製医用デバイスからのポリマー性カチオン性抗菌性材料の速いまたは遅い放出を可能にする、ポリマー性カチオン性抗菌性材料を含む絹製医用デバイスを教示する先行技術はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２０８４４号
【特許文献２】米国特許出願第１２／０２５５２４号
【特許文献３】国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０１３３４０号
【特許文献４】欧州特許第１４７３０４７号
【特許文献５】米国出願第１０／２７８，０７２号
【特許文献６】国際出願第ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４７３８号
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Altmanら、Biomaterials 2003、24:401〜416頁
【非特許文献２】Araiら、Journal of Applied Polymer Science 2001、80:297〜303頁
【非特許文献３】Blackburnら、Langmuir 2006、22:5636〜5644頁
【非特許文献４】Inoueら、JBC 2000、275、40517〜40528頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本開示の目的は、絹タンパク質膜、繊維およびそれらの組合せから作られる改善された医用デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本開示は、以下のステップを有する医用デバイスの製造方法を教示する：絹タンパク質材料を準備するステップ、絹タンパク質材料にポリマー性カチオン性抗菌性材料を含浸させるステップ、および含浸した絹タンパク質膜を乾燥するステップ。
【００２２】
ポリマー性カチオン性抗菌剤は、本発明の１つの態様においてはポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。
【００２３】
本開示はまた、ポリマー性カチオン性抗菌剤を含浸させた絹タンパク質材料から作られた医用デバイスを教示する。絹製医用デバイスは、適用または埋め込み部位でポリマー性カチオン性抗菌剤を放出する。絹製医用デバイスは、感染防止を可能にし、または既に感染した創傷の治療を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】用いた絹製材料のＰＡＧＥ分析を示す図である。
【図２】ＰＨＭＢを担持する前および後の絹製材料の乾燥および湿潤重量を示す図である。
【図３】本発明による絹製医用デバイスからのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図４】Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ Ｘ＋ＰＨＭＢ創傷被覆材からのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図５】本発明による絹製材料によるＰＨＭＢの取り込みの計算量および実測量を示す図である。
【図６】本発明による、様々なｐＨ値における絹製医用デバイスのＰＨＭＢの取り込みを示す図である。
【図７】本発明による、様々な時間の間における絹製医用デバイスからのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図８】絹の布地および膜試料によるＰＨＭＢの取り込みを示す図である。
【図９】本発明によるＰＨＭＢ担持絹繊維からのＰＨＭＢの放出を示す図である。
【図１０】本発明によるＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造方法のスキームを示す図である。
【図１１】本発明によるＰＨＭＢ担持絹製医用デバイスの製造装置を示す図である。
【図１２】本発明による絹製医用デバイスを示す図である。
【図１３】異なった厚みを有する絹タンパク質膜のＰＨＭＢの取り込みを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明およびその利点を完全に理解するために、添付の図面を併用して以下の詳細な説明に言及する。
【００２６】
本明細書で開示される本発明の種々の態様および実施形態は、本発明を実施し使用するための具体的な方法を単に例示するものであり、したがって添付の特許請求の範囲ならびに以下の詳細な説明および添付の図面とともに考慮する際に発明の範囲を限定しないことを認識されたい。
【００２７】
本発明の１つの態様および実施形態からの特徴は、本明細書で開示される本発明の仕様または実施を考慮することによって当業者には明白になるであろうということ、ならびにこれらの特徴は本発明の他の態様および実施形態からの特徴と組み合わせることができることを理解されたい。
【００２８】
図１０に、本発明によるポリカチオン性抗菌性化合物、たとえばポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）が担持された絹製医用デバイス６０の製造方法のスキームを示す。
【００２９】
第１ステップ１００において、絹タンパク質溶液１０を調製する。絹タンパク質溶液１０は０．３〜３０％（ｗ／ｗ）の絹タンパク質含量を有する。絹タンパク質溶液１０は、水系溶媒、たとえばこれだけに限らないが脱イオン水を用いて調製する。絹タンパク質溶液１０は、たとえば米国特許第７０４１７９７号に記載されているように調製する。
【００３０】
次に絹タンパク質溶液１０を絹タンパク質材料１５の製造のために用いる。絹タンパク質材料１５は、絹タンパク質膜４０の形態または絹タンパク質繊維５０の形態で作ることができる。
【００３１】
絹タンパク質膜４０は、絹タンパク質溶液１０を固体支持体２０の上に移すことによって形成される。固体支持体２０はガラスもしくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または絹タンパク質とともに用いるのに適した他の材料から作ることができる。
【００３２】
絹タンパク質繊維５０は、絹タンパク質溶液１０を生体模倣紡糸装置３０に移すことによって形成され、ここで絹タンパク質繊維５０が紡糸によって形成される。絹タンパク質繊維５０は、本出願人らによって欧州特許第１２４４８２８号および国際出願公開第２００８／０５２７５５号に記載されているように形成される。
【００３３】
ステップ１１０において絹タンパク質溶液１０は固体支持体２０の上で乾燥され、絹タンパク質材料１５を形成し、これが絹タンパク質膜４０を形成する。絹タンパク質溶液１０を乾燥する時間は絹タンパク質溶液１０のタンパク質含量および絹タンパク質溶液１０からの溶媒の蒸発速度に依存する。室温および常圧で乾燥するためには、絹タンパク質溶液１０の絹タンパク質含量が１〜１０％である場合には、絹タンパク質溶液１０の乾燥時間は８時間〜４８時間の間で変動し得る。蒸発速度はたとえば真空技術の使用によって変動し得る。
【００３４】
別法としては、絹タンパク質溶液１０を紡糸装置３０によって紡糸し、絹タンパク質繊維５０を形成させる。
【００３５】
次のステップ１２０において、形成された絹タンパク質材料１５は、それが絹タンパク質膜４０であろうと、または絹タンパク質繊維５０であろうと、それぞれ固体支持体２０または紡糸装置３０から取り出される。
【００３６】
ステップ１３０において、形成された絹タンパク質材料１５にポリマー性カチオン性抗菌剤５５が担持され、絹製医用デバイス６０が製造される。絹タンパク質材料１５には含浸技術によってポリマー性カチオン性抗菌剤５５が担持される。ポリマー性カチオン性抗菌剤５５の１つの例はポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である。ポリマー性カチオン性抗菌剤５５を絹タンパク質材料１５に含浸するための正確な条件は、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５の溶液の濃度、温度および用いる絹タンパク質材料１５の厚みに依存する。
【００３７】
厚み６０μｍの絹タンパク質膜４０を５％のＰＨＭＢ溶液に室温で終夜インキュベーションすることが、たとえばＳｕｐｒａｓｏｒｂ Ｘ＋ＰＨＭＢ（Ｌｏｈｍａｎｎ Ｒａｕｓｃｈｅｒ）等の市販のＰＨＭＢ担持セルロース被覆材と同様の量および放出動態を有するＰＨＭＢの放出を可能にする絹製医用デバイス６０を製造するのに充分であることが見出された。
【００３８】
次のステップ１４０において、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５を担持した絹タンパク質膜４０または絹タンパク質繊維５０は適当な容器に移され、絹製医用デバイス６０としての更なる使用まで保存される。絹製医用デバイス６０は、皮膚８０の上の創傷７０上で用いることができる。
【００３９】
製造された絹製医用デバイス６０は、保存容器中でγ線照射の使用により滅菌することができる。
【実施例】
【００４０】
本発明を実施するための特定の実施形態の以下の例は説明の目的のみに提供されるものであり、いかなる様式においても本発明の範囲を限定することを意図していない。
【実施例１】
【００４１】
絹タンパク質溶液１０を、本出願人によってＷＯ２００７／０９８９５１に記載された方法に従って調製した。絹タンパク質溶液１０中に存在する絹タンパク質の純度は、ＰＡＧＥによって分析した（図１参照）。ＰＡＧＥ分析によって、絹膜１５の製造のために用いた絹タンパク質の純度は９５％より大きいことが確かめられた。
【実施例２】
【００４２】
絹タンパク質膜４０（５０×５０×０．０６ｍｍ）を、出願人によって国際出願公開第２００７／０９８９５１号に記載された方法に従って調製した。それぞれの絹タンパク質膜４０に、それぞれ直径５ｍｍの穴を１６個ずつ穿孔した。絹タンパク質膜４０を蒸留水中で終夜洗浄した。絹タンパク質膜４０のそれぞれ個別の重量を記録した（乾燥重量１）。次にそれぞれの絹タンパク質膜４０を個別に５％ＰＨＭＢ水溶液２０ｍｌに振盪器上で１６時間、６０ｒｐｍで浸漬した。陰性対照として、絹タンパク質膜４０を脱イオンＨ２Ｏ２０ｍｌ中で１６時間、６０ｒｐｍでインキュベートした。次に絹タンパク質膜４０のそれぞれをＰＨＭＢ溶液から取り出して秤量した（湿潤重量１）。ＰＨＭＢを担持した絹タンパク質膜４０を室温で終夜、乾燥させた。得られたそれぞれの乾燥絹製医用デバイス６０の重量を記録した（乾燥重量２）。絹タンパク質膜４０によって吸収されたＰＨＭＢの量（ｍｇ）を、乾燥重量２と乾燥重量１との差として計算した（図２−膜あたりのＰＨＭＢ吸収を参照）。絹タンパク質膜４０のそれぞれ１枚によって取り込まれたＰＨＭＢ担持溶液の量を、湿潤重量１と乾燥重量１との差として計算した（図２−ＰＨＭＢ溶液の取り込みを参照）。
【００４３】
製造した絹製医用デバイス６０からのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出プロファイルを、水中および塩の存在下に検討した。市販のＰＨＭＢ担持創傷被覆材（Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ Ｘ＋ＰＨＭＢ、Ｌｏｈｍａｎｎ ＆ Ｒａｕｓｃｈｅｒ、５×５ｃｍ）を分析における対照として用いた。感染創傷に治療上有意義な創傷被覆材の目標とするＰＨＭＢ放出プロファイルを定義するため、Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ試料のＰＨＭＢ放出量および放出動態を内部標準として用いた。
【００４４】
絹製医用デバイス６０およびＳｕｐｒａｓｏｒｂ試料を２つの群に分け、ｄＨ２Ｏ２０ｍｌ（１群）または０．９％ＮａＣｌ２０ｍｌ（２群）のいずれかの中で個別に、ペトリ皿中６０ｒｐｍ、３７℃でインキュベートした。次に０、１０、３０分、１、２、４、２４および４８時間間隔で試料を取ることによって、それぞれの試料からのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出を測定した。ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＨＭＢ）の濃度を、２３６ｎｍにおける分光分析によって決定し、新たに作成した較正曲線を用いて計算した。ｄＨ２Ｏ（１群）および０．９％ＮａＣｌ（２群）中に時間とともに放出された全ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）を、図３（絹製医用デバイス６０）および図４（Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ）に示す。図３および図４の結果より、絹製医用デバイス６０は４時間後にｄＨ２Ｏ中で１５．３ｍｇ放出、０．９％ＮａＣｌ中で１０．８ｍｇ放出し、Ｓｕｐｒａｓｏｒｂ試料に関する４時間後、ｄＨ２Ｏ中のわずか６．５ｍｇ、０．９％ＮａＣｌ中の７．１ｍｇと比較して、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）のより速い放出開始を示すことが分かった。４８時間後には、絹製医用デバイス６０はｄＨ２Ｏ中でＰＨＭＢ２０．１ｍｇ、ＮａＣｌ中で１１．９ｍｇを放出したのに比較して、ＳｕｐｒａｓｏｒｂではｄＨ２Ｏ中７．６ｍｇ、ＮａＣｌ中８．６ｍｇであった。これらの結果より、市販のＰＨＭＢ創傷被覆材の放出プロファイルと匹敵するＰＨＭＢ放出プロファイルを有する絹タンパク質膜４０を製造できることが確かめられる。陰性対照試料（ＰＨＭＢを含まない膜）はＰＨＭＢの放出を全く示さなかった（データは示していない）。
【００４５】
溶媒の蒸発の間には、絹タンパク質膜４０へのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）のいかなる特定の吸収もなく、絹タンパク質膜４０にポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の物理的捕捉が起こると仮定すれば、重量増加は、それぞれの膜によって取り込まれるポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）担持溶液中のポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の量と等価になるはずである（図２−ＰＨＭＢ溶液の取り込みを参照）。したがって、ＰＨＭＢ担持後の予想される重量増加（図５−ＰＨＭＢの計算量を参照）は、それぞれ６．２２ｍｇＰＨＭＢ（１群）および６．６４ｍｇＰＨＭＢ（２群）であったはずである。しかし、記録された実際の重量増加は、それぞれ２３．３ｍｇＰＨＭＢ（１群）および２３．９ｍｇＰＨＭＢ（２群）であり、物理的捕捉では説明できない１７．０８ｍｇおよび１７．２７ｍｇのＰＨＭＢが残る（図５参照）。したがって、絹製材料にＰＨＭＢを担持した後の２０％近い乾燥重量の増加（１９．５５％（１群）および１８．１２％（２群））をもたらす、絹タンパク質膜４０へのＰＨＭＢの観察された強い吸収は、静電的相互作用等の他の因子に由らなければ説明できないであろう。全ＰＨＭＢの９０％がｄＨ２Ｏに放出されたのと比較すると、０．９％ＮａＣｌ中でのＰＨＭＢの放出は著しく遅く、４８時間後に全ＰＨＭＢの５０％だけが放出された（図３も参照）。したがって、イオンの遮蔽効果がポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）と絹タンパク質膜４０との間の静電的相互作用に影響していることはあり得るであろう。
【実施例３】
【００４６】
実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。担持は１６時間、室温で、４つの別々の群でｐＨを５．２、６．０、７．０および８．０に調整した５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。次にＰＨＭＢの取り込みを膜乾燥重量の百分率として測定した。結果を図６に示す。ＰＨＭＢの担持は、ｐＨ８でポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＨＭＢ）とインキュベートした絹タンパク質膜４０において最大であった。
【実施例４】
【００４７】
実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。担持は１０分、２および１６時間、３７℃で、５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。陰性対照として、絹タンパク質膜４０をｄＨ２Ｏのみでインキュベートした。次に、実施例２に記載されたように２４時間までのＰＨＭＢの放出を測定した。図７に示す放出プロファイル（陰性対照は示していない）により、ＰＨＭＢ溶液中の絹タンパク質膜４０のインキュベーション時間がＰＨＭＢの放出量を決定することが示される。
【実施例５】
【００４８】
単層の絹織物布地試料を長方形の試料に切って秤量した。実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。絹布地試料および絹タンパク質膜４０の平均乾燥重量は同程度で、それぞれ１１８ｍｇ（布地）および１１４ｍｇ（膜）であった（図８参照）。しかし両方の試料は表面積に関して異なり、絹織物布地試料については推定１８６ｃｍ２、絹タンパク質膜４０については４４ｃｍ２であった。乾燥重量１ｇあたりのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の取り込みは両方の試料について同程度で、絹織物布地試料によって０．１３ｍｇのＰＨＭＢ、絹タンパク質膜４０によって０．１９ｍｇが取り込まれた。これらのデータから、絹タンパク質膜４０に比較して４倍を超える布地試料の表面積の増加は、絹織物布地に担持されたポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の量の増加にはつながらないことが示唆される。試料重量に関して考慮すると、ＰＨＭＢの取り込みは絹織物布地と絹タンパク質膜４０とでほぼ同程度である。したがって、絹タンパク質材料へのポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の担持は、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の担持に利用可能な絹タンパク質材料の量によって支配されるようであり、表面積の影響はそれほど重要でないようである。
【実施例６】
【００４９】
絹タンパク質繊維５０を、出願人によってＥＰ１２４４８２８およびＷＯ２００８／０５２７５５に記載されたように生体を模倣して紡糸した。絹タンパク質繊維５０の３試料（長さ１５ｃｍ）を１２時間、室温で、３％ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）溶液中でインキュベートし、乾燥した。実施例２に記載されたように、ポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出プロファイル（図９参照）を測定した。インキュベートした絹タンパク質繊維５０はポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出を示し、絹タンパク質繊維５０の対照物（即ちインキュベートしていないもの）はポリマー性カチオン性抗菌剤５５（ＰＭＢＨ）の放出を示さなかった。
【実施例７】
【００５０】
絹製医用デバイス６０は創傷７０の治療に用いることができる。図１２に、創傷を負った対象者の皮膚８０の上に存在する創傷７０の上に置かれた絹製医用デバイス６０を示す。絹製医用デバイス６０が創傷７０の上に置かれると、絹製医用デバイス６０からポリマー性カチオン性抗菌剤５５が放出されて創傷７０は治療される。
【実施例８】
【００５１】
実施例２に記載されたように厚み２０、５０および１００μｍの絹タンパク質膜４０を調製した。担持は２４時間、室温で、５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。次にそれぞれの膜の乾燥重量を測定することにより、ＰＨＭＢの取り込みを測定した。結果を図１３に示す。ＰＨＭＢの取り込みは、膜の厚みおよびフィブロインの量にそれぞれ比例している。
【実施例９】
【００５２】
実施例２に記載されたように絹タンパク質膜４０を調製した。担持は２４時間、室温で、５％ＰＨＭＢ２０ｍｌ中で実施した。抗菌活性は対数期のＥ．ｃｏｌｉ ＸＬ１細胞を接種した寒天上の放射拡散分析によって示した。ＰＨＭＢを担持したおよび担持しない絹タンパク質膜を寒天の上に置き、３７℃で１６時間培養した。ＰＨＭＢ膜の周囲の寒天は透明なゾーン（ハロー）を示し、抗菌活性が確認された。対照膜の周囲の寒天は抗菌活性を示さなかった。
【００５３】
本発明をこのように詳細に記述したが、上記の本発明の詳細な説明はその本発明の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。当業者であれば上記の考察を踏まえて他の変形、修正および代替を認識するであろう。
【００５４】
特許証によって保護されることを希望するものは以下の特許請求の範囲に記述されたものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 絹タンパク質溶液
１５ 絹タンパク質材料
２０ 固体支持体
３０ 生体模倣紡糸装置
４０ 絹タンパク質膜
５０ 絹タンパク質繊維
５５ ポリマー性カチオン性抗菌剤
６０ 絹製医用デバイス
７０ 創傷
８０ 皮膚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絹タンパク質材料（１５、４０、５０）を準備するステップと、
絹タンパク質材料（４０、５０）にポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を含浸させるステップとを含む、
医用デバイス（６０）を製造する方法。
【請求項２】
絹タンパク質材料（４０、５０）にポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を含浸させるステップが、絹タンパク質材料（４０、５０）をポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）の溶液に浸漬するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
絹タンパク質材料（１５、４０、５０）が、絹タンパク質膜（４０）または絹タンパク質繊維（５０）のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）がポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を含浸した絹タンパク質材料（１５、４０、５０）を含む医用デバイス（６０）。
【請求項６】
絹タンパク質材料（１５、４０、５０）が、絹タンパク質膜（４０）または絹タンパク質繊維（５０）のうちの少なくとも１つから選択される、請求項５に記載の絹製医用デバイス（６０）。
【請求項７】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）がポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である、請求項５または６に記載の絹製医用デバイス（６０）。
【請求項８】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）が絹製医用デバイス（６０）に、絹製医用デバイス（６０）の乾燥重量の０．１％〜３０％の間で含浸された、請求項５から７のいずれか一項に記載の絹製医用デバイス。
【請求項９】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）が含浸された絹タンパク質材料（１５、４０、５０）を含む絹製医用デバイス（６０）と、
前記絹製医用デバイス（６０）を含有する容器と、
絹製医用デバイス（６０）を創傷（７０）に適用するための指示書とを含む、
キット。
【請求項１０】
γ線照射を用いて滅菌されている、請求項９に記載のキット。
【請求項１】
絹タンパク質材料（１５、４０、５０）を準備するステップと、
絹タンパク質材料（４０、５０）にポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を含浸させるステップとを含む、
医用デバイス（６０）を製造する方法。
【請求項２】
絹タンパク質材料（４０、５０）にポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を含浸させるステップが、絹タンパク質材料（４０、５０）をポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）の溶液に浸漬するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
絹タンパク質材料（１５、４０、５０）が、絹タンパク質膜（４０）または絹タンパク質繊維（５０）のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）がポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）を含浸した絹タンパク質材料（１５、４０、５０）を含む医用デバイス（６０）。
【請求項６】
絹タンパク質材料（１５、４０、５０）が、絹タンパク質膜（４０）または絹タンパク質繊維（５０）のうちの少なくとも１つから選択される、請求項５に記載の絹製医用デバイス（６０）。
【請求項７】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）がポリヘキサメチレンビグアニド（ＰＨＭＢ）である、請求項５または６に記載の絹製医用デバイス（６０）。
【請求項８】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）が絹製医用デバイス（６０）に、絹製医用デバイス（６０）の乾燥重量の０．１％〜３０％の間で含浸された、請求項５から７のいずれか一項に記載の絹製医用デバイス。
【請求項９】
ポリマー性カチオン性抗菌剤（５５）が含浸された絹タンパク質材料（１５、４０、５０）を含む絹製医用デバイス（６０）と、
前記絹製医用デバイス（６０）を含有する容器と、
絹製医用デバイス（６０）を創傷（７０）に適用するための指示書とを含む、
キット。
【請求項１０】
γ線照射を用いて滅菌されている、請求項９に記載のキット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２６４２４４（Ｐ２０１０−２６４２４４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１１１４８７（Ｐ２０１０−１１１４８７）
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（５１０１３２８９７）スピンテック エンジニアリング ゲーエムベーハー (1)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｐｉｎｔｅｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｋｕｒｂｒｕｎｎｅｎｓｔｒ．２２，５２０６６ Ａａｃｈｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１４８７（Ｐ２０１０−１１１４８７）
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（５１０１３２８９７）スピンテック エンジニアリング ゲーエムベーハー (1)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｐｉｎｔｅｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｋｕｒｂｒｕｎｎｅｎｓｔｒ．２２，５２０６６ Ａａｃｈｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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