説明

DANCEタンパク質含有徐放基材及び該徐放基材の製造方法

【課題】本発明は、DANCEタンパク質を保持できる形態である、DANCEタンパク質含有徐放基材を提供することを目的とする。また、DANCEタンパク質含有徐放基材の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基材及びDANCEタンパク質を含む、DANCEタンパク質含有徐放基材に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、DANCEタンパク質含有徐放基材及び該徐放基材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ヒトの生体組織の中でも肺や血管、皮膚等の組織は、弾性、伸縮性に富んだ組織であるが、加齢とともに血管が硬くなる、あるいは皮膚がたるむといった生体組織の弾性が失われていく加齢現象が生じる。これは、生体組織に存在する弾性線維という、ゴムのような柔軟性と弾力を有する線維組織が劣化してしまうためであると考えられている。この弾性線維は、劣化・分解しても再生されることはないとされており、このような弾性線維の再生についての研究が数多くなされている。
【0003】
近年、弾性線維の形成能を有する細胞の無血清培養において、DANCE(developmental arteries and neural crest epidermal growth factor(EGF)−like;fibulin−5ともいう)という分泌蛋白質(以下、DANCEタンパク質という)を加えることにより効率よく弾性線維を再生できることが見出された(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
しかしながら、このDANCEタンパク質を保持できる形態については十分に研究がなされておらず、その取り扱い性が非常に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第2006/082763パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、DANCEタンパク質を保持できかつ徐放できる形態である、DANCEタンパク質含有徐放基材を提供することを目的とする。また、DANCEタンパク質含有徐放基材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、DANCEタンパク質を保持し、かつ徐放することができる新たな形態を見出した。かかる知見に基づき、さらに研究を重ねて本発明を完成するに至った。
【0008】
即ち、本発明は下記のDANCEタンパク質含有徐放基材及びDANCEタンパク質含有徐放基材の製造方法を提供する。
項1.基材及びDANCEタンパク質を含む、DANCEタンパク質含有徐放基材。
項2.基材が、コラーゲンを含む基材である、項1に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項3.基材が、コラーゲンからなる基材、又はコラーゲンとコラーゲン以外の材料とを含む基材である、項1又は2に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項4.コラーゲン以外の材料が生体吸収性材料である、項3に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項5.コラーゲン以外の材料が乳酸−カプロラクトン共重合体である、項2〜4のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項6.基材が、コラーゲンスポンジ、コラーゲン粒子、又はコラーゲンフィルムである、項1〜3のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項7.コラーゲンとDANCEタンパク質溶液を含む溶液を凍結乾燥して得られる、項1、2、3又は6に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項8.コラーゲン以外の材料に、コラーゲン溶液にDANCEタンパク質溶液を添加した組成物を含浸させ凍結乾燥して得られる、項2〜5のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項9.さらにムコ多糖類を含む項1〜8のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項10.ムコ多糖類が、コンドロイチン硫酸又はヘパリンである項9に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
項11.コラーゲン溶液にDANCEタンパク質溶液を添加した溶液を凍結乾燥する工程を含む、DANCEタンパク質含有徐放基材の製造方法。
項12.コラーゲン溶液に、さらにムコ多糖類を添加する項11に記載の製造方法。
項13.項1〜10のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材によって表面がコーティングされた医療用材料。
項14.ステント又は人工血管である項13に記載の医療用材料。
【発明の効果】
【0009】
本発明のDANCEタンパク質含有徐放基材は、DANCEタンパク質を保持することができ、さらに添加剤により、DANCEタンパク質の徐放性スピードのコントロールに優れるものである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明のDANCEタンパク質含有基材は、基材及びDANCEタンパク質を含むものである。
【0011】
基材としては、DANCEタンパク質の保持性及び徐放性に優れることから、コラーゲンを含む基材が好ましく、コラーゲンからなる基材、又はコラーゲンとコラーゲン以外の材料とを含む基材であることがより好ましい。
【0012】
コラーゲンからなる基材としては、スポンジ(コラーゲンスポンジ)、粒子(コラーゲン粒子)、フィルム(コラーゲンフィルム)、糸(コラーゲン糸)等が挙げられる。
【0013】
コラーゲン以外の材料としては、生体吸収性材料が挙げられ、具体的には、ポリ乳酸、乳酸−グリコール酸共重合体、乳酸−カプロラクトン共重合体、グリコール酸−カプロラクトン共重合体、ポリジオキサノン、ポリグリコール酸等が挙げられる。これらの中で、乳酸−カプロラクトン共重合体、ポリグリコール酸、グリコール酸−カプロラクトン共重合体が、コラーゲンとの複合化が容易であり、DANCEタンパク質の保持性及び徐放性に優れる点、加工性に優れる点等から好ましい。
【0014】
コラーゲンスポンジの製造方法としては、コラーゲンとDANCEタンパク質を含む溶液を凍結乾燥して得ることが好ましく、例えば、コラーゲン溶液とDANCEタンパク質溶液を混合した組成物を凍結乾燥して得ることが好ましい。また、コラーゲン粒子の製造方法としては、例えば、前記のコラーゲンスポンジの製造方法によって得られたコラーゲンスポンジを粉砕して得ることができる。さらに、コラーゲンとコラーゲン以外の材料とを含む基材の製造方法としては、コラーゲン以外の材料によって基材を形成させ、その基材に、コラーゲンとDANCEタンパク質を含む組成物を含浸させ凍結乾燥することによって得ることが好ましい。
【0015】
基材の形状としては、特に限定されるものではなく、用いられる用途によって適宜設定されるものであるが、例えば、スポンジ状、チューブ状、シート状、粒状、モノフィラメント、糸状、編物、不織布、織物、マルチフィラメント、ステント形状等が挙げられる。
【0016】
以下に、本発明のDANCEタンパク質含有徐放基材及びDANCEタンパク質含有徐放基材の製造方法について詳細に説明する。
【0017】
1.コラーゲン溶液
コラーゲンとしては特に限定はなく、牛、豚等の皮膚や腱等に由来するものを用いることができる。抗原性を排除してより安全性を高める観点から、コラーゲンをプロテアーゼやペプシン等の酵素で処理して、テロペプチドをできる限り除去したアテロコラーゲンが好ましい。アテロコラーゲンには、I〜IV型があるが、適宜選択することができる。
【0018】
コラーゲン溶液の溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、蒸留水、生理食塩水、リン酸緩衝食塩水(PBS)等を挙げることができる。
【0019】
コラーゲン溶液の濃度としては、0.1〜1重量%程度であることが好ましく、0.1〜0.5重量%程度であることがより好ましい。コラーゲン溶液の濃度が前記範囲にあることで、均一なコラーゲン溶液を作製できるため好ましい。
【0020】
2.DANCEタンパク質溶液
「DANCEタンパク質」とは、fibulin−5とも呼ばれる分泌蛋白質であり、弾性線維を構成する分子であることが知られている。
【0021】
本発明で用いるDANCEタンパク質は、ヒト由来のヒトDANCEタンパク質、又は、そのオルソログ、あるいはそれらの変異体(SNP、ハプロタイプを含む)を含む。
【0022】
DANCEタンパク質のオルソログは特に限定されず、例えば任意の動物、好ましくは哺乳動物に由来するものであり得る。哺乳動物としては、例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、サル、ウサギ、ラット、ハムスター、モルモット、マウス等が挙げられる。
【0023】
DANCEタンパク質については、例えば、国際公開第2006/082763パンフレット等に記載されている。
【0024】
本発明で用いるDANCEタンパク質溶液のDANCEタンパク質濃度は、特に限定されるものではなく、所望の濃度にすることができるが、例えば、1〜10,000ng/mL程度であることが好ましく、10〜8,000ng/mL程度であることがより好ましい。DANCEタンパク質濃度が前記範囲内にあることで、希釈しすぎることによって生じるDANCEタンパク質の変性や、活性再現性の低下を防ぐことができるため好ましい。
【0025】
DANCEタンパク質溶液に用いる溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水(蒸留水)、リン酸緩衝食塩水(PBS)、Carmody緩衝液、Tris緩衝液等を挙げることができる。これらの中でも、不純物が混入していない点から水(蒸留水)が好ましい。
【0026】
本発明で用いられるDANCEタンパク質溶液には、DANCEタンパク質の活性を維持するために、さらに、ゼラチンを含んでいてもよい。
【0027】
ゼラチンは、酸性、塩基性両アミノ酸を含む両性電解質であり、等電点4〜6程度のアルカリ処理ゼラチンであることが、DANCEタンパク質溶液の安定性の点から好ましい。より好ましいゼラチンの等電点は、5〜6程度である。
【0028】
このようなアルカリ処理ゼラチンとしては、市販のものを好適に用いることができ、例えば、ゼラチン粉末(♯250、新田ゼラチン(株)製、等電点:5)、ニワトリゼラチン(ニッポンハム(株)製)等を挙げることができる。
【0029】
3.DANCEタンパク質含有徐放基材の製造方法
本発明のDANCEタンパク質含有徐放基材は、コラーゲンとDANCEタンパク質を含む溶液を凍結乾燥することにより得ることができる。具体的には、前述のコラーゲン溶液にDANCEタンパク質溶液を添加した組成物を凍結乾燥することにより得ることができる。
【0030】
DANCEタンパク質溶液の添加量は、コラーゲン溶液全体量に対して、0.1〜5重量%程度であることが好ましく、0.1〜1重量%程度であることがより好ましい。DANCEタンパク質溶液の添加量が前記範囲内であることにより、コラーゲンが保持できるDANCEタンパク質の量と、徐放されるDANCEタンパク質の量とが好適に釣り合うため好ましい。
【0031】
また、本発明においては、コラーゲン溶液にムコ多糖類を添加することが好ましい。ムコ多糖類をコラーゲン溶液に添加して凍結乾燥を行うことで、架橋コラーゲンスポンジを得ることができる。
【0032】
ムコ多糖類をコラーゲン溶液に添加した場合、DANCEタンパク質の徐放速度を制御することができる。これは、ムコ多糖類は親水基を有するため、該ムコ多糖類の添加量により基材の親水基の量をコントロールすることで含水率を制御できるためと考えられている。
【0033】
また、コラーゲンスポンジを作製する際には、通常、熱処理による架橋が行われるが、本発明において熱架橋を行うとスポンジ中のDANCEタンパク質が失活してしまうため、熱架橋処理を行うことは望ましくない。
【0034】
ムコ多糖類としては、例えば、コンドロイチン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ヘパラン硫酸等を挙げることができる。これらの中でも、コラーゲンとの溶解性、安価に入手できる点から、コンドロイチン硫酸、ヘパリンが好ましい。
【0035】
ムコ多糖類の添加方法としては、特に限定されるものではなく、コラーゲン溶液に直接添加することも可能であるが、取扱性の点から、ムコ多糖類を溶媒に溶解した溶液にして、コラーゲン溶液に添加することが好ましい。
【0036】
ムコ多糖類溶液の濃度としては、0.1〜5重量%程度であることが好ましく、0.1〜1重量%程度であることがより好ましい。ムコ多糖類溶液の濃度が前記範囲にあることで、ムコ多糖類溶液の作製が容易にでき、コラーゲン溶液への溶解性も容易にできるため好ましい。
【0037】
ムコ多糖類溶液の溶媒としては、蒸留水、生理食塩水、リン酸緩衝食塩水(PBS)等を挙げることができる。
【0038】
ムコ多糖類溶液の添加量としては、コラーゲン溶液全体量に対して、1〜50重量%程度であることが好ましく、1〜30重量%程度であることがより好ましい。ムコ多糖類溶液の添加量が前記範囲内であることにより、架橋によるスポンジが持つ特有の柔軟性の損失もなく、コラーゲン溶液との溶解性も良いために好ましい。
【0039】
このようにして調整されたコラーゲン溶液、DANCEタンパク質溶液及び任意で添加されるムコ多糖類を含む組成物を適当な型枠の中に流延し、−135〜−40℃程度で30分〜2時間程度凍結後、凍結乾燥することによりDANCEタンパク質含有基材を得る。
【0040】
得られたDANCEタンパク質含有基材中におけるDANCEタンパク質の含有量は、通常0.001〜1重量%程度、好ましくは0.01〜0.8重量%程度である。
【0041】
本発明のDANCEタンパク質含有徐放基材は、DANCEタンパク質を保持できる全く新しい形態であり、該基材は、DANCEタンパク質を徐放することができる。そのため、組織又は器官の再生の足場となるような再生医療用基材、動脈の再生等に用いられる血管再生用基材、陥没やたるみがみられる皮膚の再生用の基材等の用途に用いられる。より具体的には、美容整形用のコラーゲンインプラント、瘢痕治療、人工皮膚、皮膚キット、血管再生基材等の用途に好適に用いられる。
【0042】
さらに、該基材によって、例えば、ステント、人工血管、人工気管、人工弁等の医療用材料の表面にコーティングさせて用いることも可能である。
【実施例】
【0043】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0044】
製造例1(DANCE水溶液の調整方法)
凍結乾燥されたDANCEタンパク質(ヒト由来)の粉末4μgを蒸留水で溶解し、10μg/mLのDANCEタンパク質の水溶液Aを作製した。
【0045】
実施例1
コラーゲン(新田ゼラチン(株)製、製品名Cellmatrix TypeI−P)を原料とし、0.3重量%、pH3のコラーゲン水溶液を調整した。
【0046】
このコラーゲン水溶液10mLに、DANCEタンパク質水溶液A 100μLを添加した溶液を、凍結乾燥用テフロン(登録商標)シャーレに流し込み、該テフロン(登録商標)シャーレを−135℃で凍結し、真空減圧下(0.1MPa)、−40℃〜40℃で14時間凍結乾燥して、厚さ1mmのDANCEタンパク質含有コラーゲンスポンジを得た。
【0047】
実施例2
ヘパリン(和光純薬工業(株)製)を原料とし、0.3重量%のヘパリン水溶液を調整した。
【0048】
実施例1で調整したコラーゲン水溶液9mLに、DANCEタンパク質水溶液A 100μLを添加し、さらに、ヘパリン水溶液1mLを添加した組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚さ1mmのDANCEタンパク質含有コラーゲンスポンジを得た。
【0049】
実施例3
コンドロイチン硫酸(和光純薬工業(株)製)を原料とし、0.3重量%のコンドロイチン硫酸水溶液を調整した。
【0050】
実施例1で調整したコラーゲン水溶液9mLに、DANCEタンパク質水溶液A 100μLを添加し、さらに、コンドロイチン溶液1mLを添加した組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚さ1mmのDANCEタンパク質含有コラーゲンスポンジを得た。
【0051】
比較例1
実施例1で得られたスポンジを、真空下110℃で24時間加熱処理することにより熱架橋を行った。
【0052】
比較例2
ゼラチン粉末(新田ゼラチン(株)製、製品名 #250)を蒸留水に溶解し、0.3重量%、ゼラチン水溶液を調整した。このゼラチン水溶液10mLに、DANCEタンパク質水溶液A 100μLを添加した溶液を、凍結乾燥用テフロン(登録商標)シャーレに流し込み、該テフロン(登録商標)シャーレを−135℃で凍結し、真空減圧下(0.1MPa)、−40℃〜40℃で14時間凍結乾燥して、厚さ1mmのDANCEタンパク質含有ゼラチンスポンジを得た。
(試験)
実施例1〜3及び比較例1、2で得られた基材を、リン酸緩衝食塩水(PBS)10mLに浸漬し、37℃で保管した。浸漬後1時間、1日、3日、7日、14日、21日、28日に、PBS中に放出されたDANCEタンパク質の濃度を、ELISA法により測定した。抗体は、マウス抗DANCEタンパク質IgGを用いた。測定キット(製造元:エヌビィ健康研究所)を用い、実施例1〜3、比較例1〜2のDANCE溶液のDANCE濃度を測定した。その結果を下記表1に示す。
【0053】
【表1】

【0054】
実施例1〜3から明らかなように、これら3種の基材は、DANCEタンパク質の徐放性に優れ、ムコ多糖溶液を添加した実施例2、3では、添加しなかった場合(実施例1)よりも早くDANCEタンパク質が放出された。これは、ムコ多糖が親水基を有することにより、スポンジ基材の含水率が高くなったためと考えられる。
【0055】
また、熱架橋を行った比較例1では、DANCEタンパク質が測定されなかった。これは、熱架橋により、DANCEタンパク質が失活したためと考えられる。
【0056】
ゼラチンを用いた比較例2では、浸漬後1日以内にほとんどのDANCEタンパク質が溶出してしまい、徐放することができなかった。これは、ゼラチンスポンジが直ちに溶解してしまったためであると考えられる。
【0057】
コラーゲン溶液とDANCEタンパク質を混合した水溶液を凍結乾燥することによって、DANCEタンパク質を徐放することが可能な基材を作製することが可能になった。
【0058】
実施例4
乳酸とカプロラクトン共重合体からなる人工血管基材を直径9mmに打ち抜き、0.3%コラーゲン溶液1ml(pH3)にDANCE溶液100μl(100μg/ml)を添加した溶液を500μl滴下し、−40℃〜40℃で12時間凍結乾燥を行い、人工血管基材にDANCEタンパク質含有徐放剤を一体化させた。
【0059】
その後、リン酸緩衝食塩水(PBS)10mLに浸漬し、37℃で保管した。浸漬後1時間、1日、3日、7日に、PBS中に放出されたDANCEタンパク質の濃度を、ELISA法により測定した。抗体は、マウス抗DANCEタンパク質IgGを用いた。測定キット(製造元:エヌビィ健康研究所)を用い、DANCE溶液のDANCE濃度を測定した。測定結果を表2に示す。
【0060】
実施例5
コラーゲン(新田ゼラチン(株)製、製品名Cellmatrix TypeI−P)を原料とし、0.3重量%、pH3のコラーゲン水溶液を調整した。
【0061】
このコラーゲン水溶液10mLに、DANCEタンパク質水溶液A 100μLを添加した溶液を、凍結乾燥用テフロン(登録商標)シャーレに流し込み、該テフロン(登録商標)シャーレを−135℃で凍結し、真空減圧下(0.1MPa)、−40℃〜40℃で14時間凍結乾燥して、厚さ1mmのDANCEタンパク質含有コラーゲンスポンジを得た。
【0062】
このスポンジを凍結させ、小型粉砕機を用いて粉砕し、DANCEタンパク質含有コラーゲン粒子を得た。
【0063】
その後、リン酸緩衝食塩水(PBS)10mLに浸漬し、37℃で保管した。浸漬後1時間、1日、3日、7日に、PBS中に放出されたDANCEタンパク質の濃度を、ELISA法により測定した。抗体は、マウス抗DANCEタンパク質IgGを用いた。測定キット(製造元:エヌビィ健康研究所)を用い、DANCE溶液のDANCE濃度を測定した。測定結果を表2に示す。
【0064】
【表2】

【0065】
実施例6
乳酸とカプロラクトン共重合体からなる縫合糸(直径0.5mm)を編み、内径5mmの吸収性のステントを作製した。
【0066】
厚さ0.5mmのポリグリコール酸不織布を作製し、コラーゲン水溶液10mLに、DANCEタンパク質水溶液A 100μLを添加した溶液を、ガラス板にキャストし、一定の厚さになるように広げ、その上に上記で作製した不織布を置き、一晩風乾させ、DANCEタンパク質含有コラーゲンと不織布が一体化したものを作製した。
【0067】
吸収性ステントの内周とほぼ同じ大きさにカットしたポリグリコール酸不織布をステント内部に入れ、ぴったりくっつくように円筒状とし、周りからジオキサンを塗布し、風乾させた。その結果、吸収性ステントとポリグリコール酸不織布とDANCEタンパク質含有コラーゲンフィルムが一体となったステントが得られた。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材及びDANCEタンパク質を含む、DANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項2】
基材が、コラーゲンを含む基材である、請求項1に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項3】
基材が、コラーゲンからなる基材、又はコラーゲンとコラーゲン以外の材料とを含む基材である、請求項1又は2に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項4】
コラーゲン以外の材料が生体吸収性材料である、請求項3に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項5】
コラーゲン以外の材料が乳酸−カプロラクトン共重合体である、請求項2〜4のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項6】
基材が、コラーゲンスポンジ、コラーゲン粒子、又はコラーゲンフィルムである、請求項1〜3のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項7】
コラーゲンとDANCEタンパク質溶液を含む溶液を凍結乾燥して得られる、請求項1、2、3又は6に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項8】
コラーゲン以外の材料に、コラーゲン溶液にDANCEタンパク質溶液を添加した組成物を含浸させ凍結乾燥して得られる、請求項2〜5のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項9】
さらにムコ多糖類を含む請求項1〜8のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項10】
ムコ多糖類が、コンドロイチン硫酸又はヘパリンである請求項9に記載のDANCEタンパク質含有徐放基材。
【請求項11】
コラーゲン溶液にDANCEタンパク質溶液を添加した溶液を凍結乾燥する工程を含む、DANCEタンパク質含有徐放基材の製造方法。
【請求項12】
コラーゲン溶液に、さらにムコ多糖類を添加する請求項11に記載の製造方法。
【請求項13】
請求項1〜10のいずれかに記載のDANCEタンパク質含有徐放基材によって表面がコーティングされた医療用材料。
【請求項14】
ステント又は人工血管である請求項13に記載の医療用材料。

【公開番号】特開2011−212437(P2011−212437A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−59442(P2011−59442)
【出願日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第1項適用申請有り 発行者名 第9回日本再生医療学会総会 刊行物名 日本再生医療学会雑誌 再生医療 2010 Vol.9 増刊号 発行年月日 2010年2月5日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成18−21年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「三次元複合臓器構造体研究開発/体表臓器の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願
【出願人】(000001339)グンゼ株式会社 (919)
【出願人】(504132272)国立大学法人京都大学 (1,269)
【出願人】(500409219)学校法人関西医科大学 (36)
【Fターム(参考)】