JPH0818998B2

JPH0818998B2 - 歯科及び口腔外科用コラーゲン治療材

Info

Publication number: JPH0818998B2
Application number: JP2094970A
Authority: JP
Inventors: 暉夫宮田; 信幸石垣
Original assignee: Koken Co Ltd
Current assignee: Koken Co Ltd
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH03294209A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、歯科及び口腔外科領域における歯周病治
療、歯肉上皮の歯根尖側方向への成長すなわちダウング
ロースの防止や抜歯窩填塞治療などに用いる治療用コラ
ーゲン組成物に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）歯周治療の最終的な目的は歯周炎等で破壊された歯周
組織の再生にある。通常の外科的処理のみ行なった場合
にはその治癒形態はセメント質や歯根膜を生成する細胞
が上皮より先に特異に歯根表面に到達することはなく、
最初に上皮が結合組織に沿って歯根表面に埋入してしま
い結果的には長い接合上皮を形成する。セメント質や歯
根膜の存在しないこの線維性の付着は弱々しいもので、
歯牙の咬合機能を完全には回復しない。更にはこの歯根
上皮と歯根との直接な付着は歯根の吸収を招く。

そこで歯根を他の組織から隔離して、セメント質や歯
根膜を生成する細胞を選択的に歯根表面に集合させると
いう考えの基に歯根と歯肉との間に各種の膜を挿入する
という試みがなされてきた。例えばMillipoer Filterや
Gore−Tex membraneを使った場合、確かにセメント質や
歯根膜は歯根の周りに再生されるが膜自体は生体内非吸
収性のため歯肉結合組織及び上皮を再生するためには膜
移植後ある時期に再度膜摘出のための外科手術を行なわ
ねばならず操作が煩雑であり、あまり実用的でなかっ
た。またコラーゲン膜の例ではアテロコラーゲンのシー
トを用いた報告がある（鴨井久一他、東京都歯科医師会
雑誌：第36巻第４号・1988年４月）。コラーゲンは生体
内分解性であるため、摘出のための再手術が必要でな
く、また歯根の周りにセメント質、歯根膜が存在しそこ
に結合組織が付着するという理想的な治癒形態を示し
た。しかし時として、セメント質、歯根膜が再生される
以前に生体内で分解されたり、分解されないまでも体液
による膨張のため膜の形態を保たなくなる場合があっ
た。また膜自体の強度不足のためその挿入に際しては熟
練した技量と細心の注意を要し、その取扱は困難であっ
た。

ところで、コラーゲンは、動物の結合組織を構成する
主要なタンパク質であり、その構造は動物種を問わずほ
ぼ同じ構造をもつ。そのため異種動物由来のコラーゲン
であっても、他のタンパク質とは異なり抗原性は極めて
低く、組織適合性に優れるという特徴を有する。通常組
織を構成するコラーゲンはその分子間に架橋を有し組織
としての形態を保っている。アテロコラーゲンとは、酵
素などで処理することによりこの分子間架橋を切断し、
更には抗原発現部位であるテロペプタイドを除去したも
のである。

以上示したようにコラーゲン、特にアテロコラーゲン
は極めて組織適合性に優れたものであるが、そのままで
は生体内での分解吸収が速く治療目的を十分に果たす前
に分解吸収されてしまうという欠点があった。この生体
内での分解吸収速度を制御すべく種々の方法で架橋を導
入することが行なわれている。しかし架橋の導入により
生体内分解吸収性の制御は出来ても、その組成物の強度
を目的とするところまで十分に向上させることは出来な
かった。

本発明は、コラーゲンにより構成されるスポンジ及び
シート状の構造で、充分な強度を有し、且つ生体内にお
ける分解吸収性を制御した、歯科及び口腔外科領域にお
ける治療用コラーゲン組成物を供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）本発明者は、コラーゲン膜に関して強度及び生体吸収
速度を種々検討した結果、可溶性コラーゲンに線維性コ
ラーゲンを適当な割合で配合し、架橋剤により架橋処理
することにより、その強度並びに生体吸収速度が極めて
向上することを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、可溶性コラーゲン95〜40重量％
と線維性コラーゲン５〜60重量％とからなるコラーゲン
組成物を架橋化した歯科及び口腔外科用コラーゲン治療
材である。

本発明で用いる可溶性コラーゲンとは、ウシ、ラッ
ト、マウス等の哺乳動物、更には鳥類、魚類等の種々の
動物から酸により抽出したコラーゲン、或いはこれら動
物の結合組織から酵素を用いて溶解、抽出したアテロコ
ラーゲン又はアルカリ処理により抽出したコラーゲン、
更にはこれらを化学修飾したコラーゲン誘導体の如き、
水に溶解して均一な水溶液を形成し得るものである。特
に牛の真皮をペプシンを用い可溶化したアテロコラーゲ
ンが望ましい。

また、本発明で用いる線維性コラーゲンとしては、腱
より単離した腱由来コラーゲン、或いは獣皮の真皮層か
ら得られる架橋されたコラーゲン等を用いることができ
る。特に腱由来のコラーゲンを用いることが望ましい。
腱由来のコラーゲンは線維が長く、可溶性コラーゲンと
混合して用いた場合、その成形物の力学的特性を大いに
改善することができる。

更に、腱は他の臓器に比較してコラーゲン以外のタン
パク質が少なく精製が容易である。腱由来コラーゲンの
精製は有機溶剤を用い脂肪などを溶解分離した後、タン
パク変性剤を用いてコラーゲンが変性し難く、他のタン
パク質が変性溶出する条件にて洗浄することにより精製
可能であることを見出した。これにより、線維性コラー
ゲンを生態に安全に適用することが可能となった。

前述したように可溶性コラーゲンと線維性コラーゲン
よりなるコラーゲン組成物は、目的とする強度、柔軟性
などの力学的特性、及び生体内分解吸収速度などにより
任意の割合にて混合し用いることが出来るが、可溶性コ
ラーゲン95〜40重量％と線維性コラーゲン５〜60重量％
が望ましく、特に、望ましい混合比は、可溶性コラーゲ
ン90〜70重量％と線維性コラーゲン10〜30重量％であ
る。

この混合操作は、可溶性コラーゲンの５％以下の濃度
の酸性水溶液に、線維性コラーゲンの２％以下の濃度の
酸性サスペンジョンを加え分散させることにより行な
う。この際、全コラーゲンの濃度は３％以下が望まし
い。この操作は、溶液温度が20℃以上にならないように
温度上昇に注意しながらホモジナイザーなどにより撹拌
して行なう。この均一な酸性分散液はそのまま、或いは
中和して凍結乾燥又は風乾してスポンジまたはシート状
に成型する。その後プレスして、膨潤時の厚さが500μ
ｍ以下になるようにする。

未架橋のコラーゲン膜をそのまま生体に適応した場
合、体液などにより膨潤してしまい取扱が困難になった
り、また移植後１週間程で分解吸収されてしまう。その
ためにコラーゲンスポンジは架橋処理する。架橋剤とし
ては従来良く知られているもの、例えばホルムアルデヒ
ド、グルタールアルデヒド等のアルデヒド化合物、ヘキ
サメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合
物、あるいはポリエポキシ化合物を用いることができ
る。特に細胞毒性など刺激の無いヘキサメチレンジイソ
アネートが好ましい。また架橋の度合は、移植後３週間
以上膜の形状を保っていることが望ましい。

実施例（１）アテロコラーゲンの調製新鮮な仔牛の皮を精製水で充分に洗浄し付着している
汚れを取り除いた。70％エチルアルコールで消毒後、除
毛して剃刀で毛根部を残さないように皮の表面を削ぎ落
とし、更に裏面も同様に操作し脂肪層等を取り除き真皮
層を得た。これを細断し、５％NaCl水で洗浄後、真皮10
0gに対して４の蒸留水を加えて、1N HClでpH3.0に調
整し、ペプシン0.2gを加え間欠的な撹拌を行ないながら
５日間20℃に保った。

この処理によって得られた可溶性コラーゲン水溶液を
ペプシンを不活化するためにそのpHを10に調整し（NaO
H）24時間４℃に保った。

その後、等電点沈澱法及び濾過を繰り返すことにより
コラーゲンを精製し、無菌で発熱性物質の無いアテロコ
ラーゲンを得た。

（２）腱由来コラーゲンの調製新鮮な牛のアキレス腱のシース（鞘）をハサミで取り
除いた。シースのないＹ字型の腱をミートスライサーに
より１〜2mm厚にスライスした。均一に且つ個々の線維
に分離するためにMicro−Cutで２〜３回処理した。この
操作により線維長は0.2mm以下になった。微細になった
腱のコラーゲン線維は、脂肪成分を除去するため例えば
エチルアルコール−エチルエーテルのような脂肪溶剤で
２度洗浄し、遠心分離により回収した。さらに他のタン
パク質等の不純物を除去するため、コラーゲンに対し30
倍量の1M塩化カルシウム水溶液を用い４℃で洗浄した。
この操作によりコラーゲン中の、例えばアルブミンの含
有量は1ppm以下であった。

その後更に蒸留水での洗浄、回収を繰り返し、生体適
応可能な腱由来線維性コラーゲンを得た。

（３）コラーゲンスポンジの製造前記（１）で調製したアテロコラーゲンを用い２重量
％の酸性水溶液（pH3;HCl）を作製した。また、前記
（２）で調製した腱由来コラーゲンを用い、コラーゲン
濃度が２重量％の酸性分散液（pH3;HCl）を作製した。
このアテロコラーゲン水溶液と腱由来コラーゲン分散液
とを、重量比で、（ａ）100:0,（ｂ）90:10,（ｃ）60:4
0,（ｄ）40:60の割合で混合した。その後ホモジナイザ
ーで撹拌しながらNaOHで中和し、pH7〜８の分散液を得
た。この分散液を1mm厚に凍結乾燥用トレーに分注し、
凍結乾燥を行なった。得られたスポンジを0.2mm厚に圧
縮した。その後、コラーゲンのε−NH₂に対して５倍モ
ル当量のヘキサメチレンジイソシアネートをメチルアル
コール中に0.05％になるように溶かした溶液に、浸漬し
振とうしながら架橋反応を行なった。その後メチルアル
コール洗浄及び水洗浄を行ない、乾燥することにより前
記（ａ）−（ｄ）の組成のコラーゲンスポンジシートを
得た。このようにして得られたコラーゲンスポンジシー
トのε−NH₂の架橋率は約55〜60％であった。

（４）コラーゲンスポンジシートの物性値比較上記（３）で作製した（ａ）〜（ｄ）の各組成のコラ
ーゲンスポンジシートについて、その引っ張り強度と柔
軟性を測定した。引っ張り強度は、各スポンジシートを
1cm×7cmの大きさに切断して、引っ張り試験機で測定し
た。また柔軟性は、見た目及び手ざわりで評価し、
（ａ）のコラーゲンスポンジシートを100とし、これを
基準にした。その結果は、表１のとおりであった。

（５）生体内吸収性 Wister系雄ラット（７週令200〜250g）を麻酔下で背
部を剃毛し、イソジンで消毒後正中線に対して対称に２
個ずつ計４ヵ所約1.5cm角の切開を加え皮下ポケットを
作成した。1cm角に切断した前記（ａ）〜（ｄ）の各コ
ラーゲンスポンジシート（組成物）を留置し縫合した。
この場合皮膚切開線が埋込材料上に位置しないよう留意
した。１週、２週、３週、４週、５週、６週及び７週後
に解剖し、皮下組織ごと試料を取りだしホルマリン固定
及びパラフィン包埋し組織切片を作成し、組織学的に評
価した。なお、比較のため（ｂ）の架橋処理しないもの
（ｅ）についても評価した。その結果は、表２のとおり
であった。

（発明の効果）本発明のコラーゲン治療材は、可溶性コラーゲンと線
維性コラーゲンとを特定な割合で配合し、架橋化したも
のであるので、強度及び生体吸収速度が改善されたコラ
ーゲンシート又はスポンジの形態にすることができ、例
えば、歯周治療における創傷治癒の促進、歯肉上皮の下
方成長すなわちダウングロースの防止、抜歯窩の填塞後
における充填剤の漏出防止など歯科及び口腔外科用コラ
ーゲン治療材として極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可溶性コラーゲン95〜40重量％と線維性コ
ラーゲン５〜60重量％とからなるコラーゲン組成物を架
橋化した歯科及び口腔外科用コラーゲン治療材。
【請求項２】可溶性コラーゲンがアテロコラーゲンであ
り、線維性コラーゲンが腱由来のコラーゲンである請求
項１記載の歯科及び口腔外科用コラーゲン治療材。
【請求項３】架橋化が架橋剤ヘキサメチレンジイソシア
ナートにより行なわれたものである請求項１又は２記載
の歯科及び口腔外科用コラーゲン治療材。