JP3457339B2

JP3457339B2 - 神経再生補助材及びその製造法

Info

Publication number: JP3457339B2
Application number: JP07619492A
Authority: JP
Inventors: 圭一平井; ひろき島田; 司郎太治
Original assignee: 日本ハム株式会社
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: JPH05237139A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は神経再生補助材及びその
製造法に関する。より詳細には、コラーゲンファイバー
を基材とし、神経再生を効果的に行うことができる神経
再生補助材に関する。

【０００２】

【従来の技術】交通事故や労働災害等による末梢神経損
傷の治療は外科領域−特に整形外科−で大きな位置を占
めている。近年、切断した神経をつなぐ外科手術の技術
は顕微手術の導入によって著しい進歩を遂げてきた。し
かし、神経の欠損部を何かで補わなければならない程大
きい場合、この治療は外科医にとって難問となる。臨床
的に現在行われているのは腓腹神経を用いる自家神経移
植である。自家神経は最も理想的な補助材料ではある
が、患者の負担や、手術の複雑化等によって、その採取
には制限がある。更には、実生活において、それ程支障
にはならないとは言え、腓腹神経の切除によって足首か
ら足の甲にかけての小指側の皮膚感覚が消失するので、
できれば自家神経移植を避けることが望ましい。よって
自家神経に替わる移植材料の開発が切望され、種々の方
法が考案、研究されている。例えば、神経以外の組織を
用いた自家移植として自家血管移植や自家筋膜移植等が
あるが手術の複雑化は自家神経移植と変わらない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の点から、再生す
る神経の誘導路として人工材料からなる神経再生補助材
（人工神経、神経グラフトなどとも称される）を移植す
る方法が研究されている。例えば、神経の再生に関し、
in vitroでラミニン（以下、ＬＮという）又はフィブロ
ネクチン（以下、ＦＮという）が神経突起伸長因子であ
るという報告がされており、かかる知見に基づき、切断
した神経と神経を繋ぐシリコンチューブ内にＬＮを注入
することによって、神経再生が促進されたという報告も
なされている。また、ＬＮ、ＦＮ両者をシリコンチュー
ブ内に注入することによって、これまでにない長さの間
隔における神経再生が可能になったとの報告もある。し
かしながら、このようなシリコンチューブを用いる方法
においては、神経修復後も材料が生体内に残り、生体適
合性及び生体吸収性の面から問題がある。また、この方
法においては、チューブと神経線維束間に隙間ができ、
元の太さまで戻らないことが報告されている。本発明は
上記従来技術の欠点を解消すべくなされたもので、本発
明者らは神経再生補助材について鋭意検討した結果、Ｌ
Ｎ及びＦＮで処理したコラーゲンファイバー束を基材と
して用いることにより、神経再生性に優れると共に生体
適合性及び生体吸収性の良好な神経再生補助材が得られ
ることを見出して本発明を完成した。即ち、本発明はコ
ラーゲンファイバーを基材とし、神経再生性などに優れ
た神経再生補助材及びその製造法を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の神経再生補助材は、ＬＮ及びＦＮ
をコーティングした、一本当りの直径が５０〜２００μ
ｍであるコラーゲンファイバーの束からなり、特にブレ
ード状外筒管に挿入された形態が好適である。また、本
発明の神経再生補助材の製造法は、一本当りの直径が５
０〜２００μｍであるコラーゲンファイバーの束を、Ｌ
Ｎ及びＦＮを含有する溶液と接触させることからなり、
特にコラーゲンファイバーをブレード状外筒管に挿入し
た後、上記溶液に浸漬する方法が好適である。本発明者
らは神経再生補助材について種々研究した結果、神経再
生補助材の基材としてコラーゲンファイバーが極めて優
れた特性を有するという知見を得て、コラーゲンファイ
バー束を生体内に移植して神経再生を検討したが、神経
再生に際し、コラーゲンファイバー間に線維芽細胞が侵
入して神経突起伸長の妨害となる瘢痕化を生じ、神経再
生が阻害されるという問題があった。かかる問題を解消
する方法を検討した結果、コラーゲンファイバーをＦＮ
でコーティングすることにより、コラーゲンファイバー
間への線維芽細胞の無制限の侵入が抑制され、その結
果、神経再生が速やかに進行することを見出した。本発
明はかかる知見に基づいてなされたものである。

【０００５】本発明において使用されるコラーゲンファ
イバーは、常法に準じ、コラーゲン溶液から紡糸するこ
とにより得ることができる。ここで用いられるコラーゲ
ンはファイバー化可能のものであれば、その由来、性状
などは特に限定されないが、抗原性を示さないことから
酵素可溶化コラーゲン又はアルカリ可溶化コラーゲンが
好適に用いられる。コラーゲンファイバーの調製は慣用
の紡糸法にて行うことができ、その一例の概略を説明す
ると、原料コラーゲン（所謂、不溶性コラーゲン）を、
無機酸又は有機酸の酸性条件下（例えば、ｐＨ２〜３程
度）で溶解した後、蛋白質分解酵素（例えば、ペプシ
ン、プロナーゼなど）で処理し、上清を分離する。この
上清のｐＨ調整（例えば、ｐＨ９〜９．５程度）を行っ
て等電点沈殿させ、遠心分離により沈殿物を分離する。
得られた沈殿物を酸（又は中性塩）を用いて再溶解し、
濃度調整（５〜１０％程度）を行って、紡糸原液とす
る。かくして得られた紡糸原液を脱気した後、ノズル
（φ１００〜２５０μｍ程度）から凝固浴（例えば、ア
ルコール、アセトン、塩類など）中に押出して繊維状と
し、ロール速度で延伸率を調整しながらロールに巻き取
る。なお、巻き取ったファイバーは、脱塩し、乾燥した
後、コラーゲンファイバーとして使用した。かくして調
製されたコラーゲンファイバーの径としては、直径が５
０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍ程度のも
のが使用される。なお、コラーゲンファイバーは、中空
糸状のものであってもよい。

【０００６】本発明においては、上記のコラーゲンファ
イバーはＬＮ及びＦＮでコーティングされたものが用い
られる。かかるコーティングは適宜な方法にて行うこと
ができ、例えば、コラーゲンファイバー束をＬＮ及びＦ
Ｎを含有する溶液と接触させることにより行うことがで
きる。より好ましくは、適宜な本数のコラーゲンファイ
バーを緩く束ねたもの又は適宜な本数のコラーゲンファ
イバーをブレード状の外筒管内に挿入したものを、ＬＮ
及びＦＮを含有する溶液に浸漬することにより行われ
る。なお、ＬＮ溶液に浸漬した後にＦＮ溶液に浸漬した
り、またその逆の順で浸漬してもよい。溶液中のＬＮ及
びＦＮの濃度は適宜調整することができるが、それぞれ
１０〜２００μｇ／ｍｌ程度、好ましくは３０〜１００
μｇ／ｍｌ程度とされる。溶媒としては、精製水又は適
当な緩衝液（例えば、生理的リン酸緩衝液など）が用い
られる。浸漬時間、浸漬温度などは適宜選択できるが、
通常、３７℃、１時間程度にて行われる。また、上記の
操作は無菌的に行うのが好ましく、使用する材料は事前
に滅菌したものを使用するのが好ましい。上記のブレー
ド状外筒管としては、ポリエステル、コラーゲンなどの
生体適合性材料からなるブレード状管状体が挙げられ、
特に生体適合性及び生体吸収性に優れるコラーゲンから
なるものが好ましい。ブレード状外筒管は埋植操作の簡
便化などを図る上で有用であり、かかる外筒管の管径、
網目形状及びその径などは使用個所、挿入するコラーゲ
ンファイバーの本数などにより適宜調整することができ
る。なお、ＬＮ及びＦＮによるコラーゲンファイバーの
コーティングは、上記の例に限定されるものではなく、
例えば、ＬＮ及びＦＮを含有する溶液をコラーゲンファ
イバーに塗布したり噴霧してもよく、更に前述したコラ
ーゲンファイバーの調製の際に、コラーゲン紡糸原液に
ＬＮ及びＦＮを溶解することにより、生成したコラーゲ
ンファイバー中にＬＮ及びＦＮを含有させ、埋植後、こ
れらの成分が徐々に拡散・滲出する形態であってもよ
い。

【０００７】本発明の神経再生補助材は、末梢神経損傷
などにより神経が切断された個所に埋植することにより
神経再生に使用され、切断間隔が長い場合においても神
経再生を可能にすることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を実施例及び実験例に基づいて
より詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定され
るものではない。実施例１神経再生補助材の調製（材料と方法）コラーゲンファイバー（直径約７０μｍ）１００本
の一端を束ね、針に繋げた。この針を、ブレード状のポ
リエステル外筒管（直径２ｍｍ）に通してコラーゲンフ
ァイバーを充填した後、長さ１ｃｍに切断した。かくし
て、コラーゲンファイバーを神経誘導路とする神経グラ
フトを調製した。ポリエステルは人工血管の素材である
ポリエチレンテレフタレートを用いた。なお、手術の
際、神経束の端をチューブ内に入れて縫合するため、コ
ラーゲンファイバーが外筒のポリエステルチューブの両
端から１ｍｍづつ短くなるように切断した。生理的リン酸緩衝液（ＰＢＳ）にＬＮ(Rat yolk sa
ctumor, CHEMICON)及びＦＮ（Rat plasma, CHEMICON)を
各々５０μｇ／ｍｌになるように溶解した液を準備し、
それにで作製したグラフトを浸漬し（３７℃、１時
間）、コーティングした。この際、コラーゲンファイバ
ーは、ＰＢＳ浸漬によって膨潤するが、膨潤後もチュー
ブ内に隙間ができるような量を充填した。なお、上記
及びにおいて、材料はすべて滅菌したものを用い、操
作は無菌的に行った。

【０００９】比較例１実施例１のと同様にして調製した神経グラフトを、Ｌ
Ｎを５０μｇ／ｍｌ含有するＰＢＳ緩衝液に浸漬し（３
７℃、１時間）、コーティングした。

【００１０】実験例１神経グラフトの埋植ラットの坐骨神経を１ｃｍ切断、除去し、そこに実施例
１及び比較例１で調製した神経グラフトをそれぞれ埋植
した。術後１０日、３０日、６０日に神経を取りだし光
学顕微鏡及び電子顕微鏡により観察した。また、一部は
摘出の前に、グラフト縫合部両端より５ｍｍづつ離れた
位置に電極を付け、神経活動電位を測定した(Lester Pa
cker著 Experiments in Cell Physiology, Academic Pr
ess, p.251-268参照)。実験結果 (1)本発明の神経再生補助材（ＬＮ及びＦＮコーティン
グ神経グラフト）術後３０日で多くの神経突起がグラフ
ト末端まで伸びており、その形態は正常な神経組織と同
様であった。６０日後では、グラフト中央部で神経線維
束がチューブ内部一杯に埋め尽くしているのが観察され
た。神経活動電位に関し、術後3０日ではグラフトの前
後で下行性の弱い活動電位が導出され運動神経の成長が
示唆された。術後６０日の運動神経及び知覚神経の活動
電位を図１に示す。図１中、ＡはＬＮ及びＦＮコーティ
ング神経グラフトの場合を示し、Ａ−１は運動神経活動
電位を、Ａ−２は知覚神経活動電位を示す。また、Ｂは
コラーゲンファイバーのみの神経グラフトの場合を示
し、Ｂ−１は運動神経活動電位を、Ｂ−２は知覚神経活
動電位を示す。図に示されるように、ＬＮ及びＦＮコー
ティング神経グラフトの場合、明瞭な下行性及び上行性
の活動電位が導出され、運動・知覚両神経の成長が確認
された。なお、発明者らは、ＦＮが神経再生にどのよう
な影響を与えているかを抗ＦＮ抗体処理したラットの自
家神経移植の実験で調べた。その結果、神経再生の際、
神経組織内に於いては線維芽細胞は、神経の誘導路とな
る基底膜の筒の外側にあるＦＮをマスクすると基底膜を
認識してそれを覆うようになるが、ＦＮ存在下では認識
しないことが明らかとなった。この結果は、神経の誘導
路となるコラーゲンファイバー間への線維芽細胞の侵入
をＦＮが抑制することを示唆している。 (2)比較例１の神経再生補助材（ＬＮコーティングの神
経グラフト）術後３０日でグラフトは線維芽細胞がコラ
ーゲンファイバー間に侵入し瘢痕化していた。そのた
め、神経突起は伸長を妨げられる形となってグラフト末
端まで伸びてはいたが、その数は少なかった。なお、何
もコーティングしていない神経グラフトを埋植した場合
には、伸びている神経線維の数は明らかに減少した。

【００１１】

【発明の効果】以上のように、本発明の神経再生補助材
においては、生体適合性及び生体吸収性に優れるコラー
ゲンファイバーが基材として用いられており、また当該
コラーゲンファイバーは神経再生を促進するＬＮ及びＦ
Ｎでコーティングされているので、迅速且つ確実に神経
再生を図ることができる。特にＦＮが線維芽細胞の無制
限の侵入を妨げ、神経突起伸長の妨害となる瘢痕化を防
ぐ作用を有するので、間隔が長い場合においても神経再
生が可能となる。このように本発明の神経再生補助材
は、神経再生のみならず生体適合性及び生体吸収性の面
でも優れた特性を有し、しかも容易に製造することがで
きるという効果を奏する。また、本発明の製造法によれ
ば、上記の特性を有する神経再生補助材を簡便に調製す
ることができ、機械化による製法へのステップワイズが
容易であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験例１において、神経グラフト埋植６０日後
の運動神経及び知覚神経の活動電位を示す図である。図
中、ＡはＬＮ及びＦＮコーティング神経グラフトの場合
を示し、Ａ−１は運動神経活動電位を、Ａ−２は知覚神
経活動電位を示す。また、Ｂはコラーゲンファイバーの
みの神経グラフトの場合を示し、Ｂ−１は運動神経活動
電位を、Ｂ−２は知覚神経活動電位を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献米国特許4963146（ＵＳ，Ａ) 米国特許5061281（ＵＳ，Ａ) 米国特許5011486（ＵＳ，Ａ) 米国特許4850999（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61F 2/02 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ラミニン及びフィブロネクチンをコ
ーティングした、一本当りの直径が５０〜２００μｍで
あるコラーゲンファイバーの束からなる神経再生補助
材。
【請求項２】ブレード状外筒管内に挿入されてい
る請求項１記載の神経再生補助材。
【請求項３】ブレード状外筒管がポリエステル又
はコラーゲンからなる請求項２記載の神経再生補助材。
【請求項４】一本当りの直径が５０〜２００μｍ
であるコラーゲンファイバーの束を、ラミニン及びフィ
ブロネクチンを含有する溶液と接触させることからなる
神経再生補助材の製造法。
【請求項５】コラーゲンファイバー束を、ラミニ
ン及びフィブロネクチンを含有する溶液に浸漬すること
からなる請求項４記載の神経再生補助材の製造法。
【請求項６】ブレード状外筒管内にコラーゲンフ
ァイバー束を挿入した後、ラミニン及びフィブロネクチ
ンを含有する溶液に浸漬する請求項５記載の神経再生補
助材の製造法。