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JPH0636815B2 - 人工皮膜代用品としてのセルロース皮膜の製造方法 - Google Patents

人工皮膜代用品としてのセルロース皮膜の製造方法

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JPH0636815B2
JPH0636815B2 JP50438585A JP50438585A JPH0636815B2 JP H0636815 B2 JPH0636815 B2 JP H0636815B2 JP 50438585 A JP50438585 A JP 50438585A JP 50438585 A JP50438585 A JP 50438585A JP H0636815 B2 JPH0636815 B2 JP H0636815B2
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ビオ・フイルー・プロドゥトス・ビオテクノロジコス・エスノアー
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    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人工皮膚移植片に関し、より詳細には人工皮膚
の製造方法を提供する。
皮膚の損傷、特に熱傷によつて起こる損傷は常に臨床医
学が直面する重要な問題である。これらの場合、患者は
広範囲にわたる水−電解質の流出に苦しみ、これらの流
出は熱傷を受けた面積が増すにつれて大きくなる。熱傷
面において実質的な血液の流出が起こるのは、だいたい
３６時間の一定期間までである。この期間の後、血液の
流出は組織が閉じることにより止まり、反対の作用、す
なわち血液の保留による腫れが認められるようになる。
損傷面が大きい場合に、その結果は致命的でありうる。
熱線または化学薬品からの熱傷による皮膚の損失に起因
するこれらの極端な症状は、擦過傷またはその他の機械
的原因で起こる皮膚欠損の場合に、より軽度に発生す
る。一般的な治療は長期にわたりかつ苦痛をともない、
そして軟膏のような薬品、油を浸したガーゼおよびその
ガーゼを適所に保存するための包帯の連続使用を必要と
する。損傷面はおおつたままにされ、患者は感染を予防
するために大量の抗生物質を投与される。多年の間、上
記の諸問題は損傷面に皮膚代用品を適用することによつ
て研究されてきた。これらの問題を解決するための絶え
間のない研究は、ここ１０年の間に世界中で発行された
１２０以上の膨大な研究論文によつて例示される。そし
て今なお、ヒトの皮膚と同じ性質および特徴を有する皮
膚代用品を見出す努力が払われつつある。
今までのところ、次のヒトの皮膚代用品が存在する： １．自己移植、この場合は患者の身体の別の部分から皮
膚を採取する； ２．異種間移植、これには２つの型がある。：すなわち 第一に、供与者または死体からのヒトの皮膚、もしくは
供与者からの羊膜を使用するもの； 第二に、ブタまたはウシ胎児からの皮膚、もしくはシリ
コーン、コラーゲン、シリコーンとコラーゲンの混合物
またはポリテトラフルオルエチレン、ポリウレタンのよ
うな人工皮膚を使用するもの。
簡単に述べれば、これらの用語は次のように説明され
る： 自己移植 これは外科手術を含み、選ばれた供与部分から患者自身
の皮膚の一部を採取して、すぐに損傷面に適宜する。こ
れは第二度熱傷に等しい外傷を起こすので、第三度熱傷
を負つた患者にのみ正当化されうる。
移種間移植 第一の方法は供与者からのヒトの皮膚を使用し、この方
法は供与者自身が広範囲の外傷を受ける必要があるばか
りでなく、この型の移植の利益が一時的であつて移植片
は最高２週間持ちこたえるにすぎないので、きわめてま
れにしか使用されない。
死体からのヒトの皮膚 この型の移植は、適切な時に死体を得るのがもともと困
難である上に、それらの完全な医療経歴もわからないの
で、ほとんど使用されることがない。また、死者の家族
からの抗議ばかりでなく、道徳上および法律上の問題も
存在する。
羊膜 これは供与者の注意深い選択と、汚染の危険性の完全な
排除とを必要とする。羊膜は医療センターの専門家チー
ムによつて調製されねばならず、しかも１２時間以内に
処理されねばならない。その耐久性に関しては、人工皮
膚代用品と同様に一週間以上持ちこたえることがない。
ブタの皮 ヒトの皮膚の代用品として使用するために徹底的に研究
された種々の動物の皮の中でとりわけ、ブタの皮はその
解剖学的特徴がヒトと類似するので最も良い結果を示し
た。しかしながら、ブタ皮にヒトと類似する解剖学的特
徴を与えるには細心の注意と特別の調製方法が必要であ
る。従つて、動物の選択および皮膚片の調製における注
意力の必要性は、この手段をきわめて困難かつ複雑なも
のとしている。
生後５ケ月未満の子ブタは完全に健康であつて、皮膚に
いかなる傷があつてもならない。この子ブタを感電死さ
せ、血液を全部流出させるために首を切断する。医療セ
ンターと同様に無菌雰囲気で働く専門家チームが第一段
階で子ブタの皮を全部剥ぎ取り、その後電気器具を使つ
てその皮をシート状にする。このシートは抗生物質を含
む生理学的血清中冷蔵（最高温度４℃）して保存しなけ
ればならない。ひとたびこの″皮膚″を患者に適用する
と、その耐久性は２週間である。
人工皮膚 皮膚欠損をおこした傷害用の皮膚代用品として合成品を
使用する種々の研究が幾年にもわたつて行われている。
これらのうちで２つの系列の研究は注意を払う価値があ
り、その第一はシリコーンやポリウレタンなどの全くの
合成物質から製造された代用品の研究であり、第二は例
えばコラーゲンのような動物血液の誘導体から作られた
有機物質の合成皮膜を結合させる試みである。
第一の完全な合成皮膚はまだ研究段階の域を出ておら
ず、製品は全く市場化されていない。第二のものは２つ
の層が一体化した人工皮膚を意味する。損傷面と接触す
る層は好ましくは動物の血液から誘導された乾燥有機物
質から作られ、そして他層はシリコーン、ポリウレタン
などであつて支持体として機能し、この層が露出され
る。有機部分は生物によつて吸収され、その後支持体が
取り除かれる。製品は市場化されつつあり、その特徴は
バツトル・メモリアル・インステイチユート(Battelle
Memorial Institute)のブラジル国特許第ＰＩ 7800285
号に記載されている。
本発明は種々の厚さのセルロース系皮膜を提供すること
により、驚くべきかつ全く予期されない方法で上記の諸
問題を解決するものである。この皮膜は透明であり、選
択透過性を有する。この皮膜は肌ざわりがよく、ヒトの
皮膚と非常に似ており、半透性および伸縮性であり、そ
して損傷面をおおう滲出液と接触するとき優れた接着力
を有する。本皮膜は先に列挙した欠点を全くもたず、従
来技術に関して以下の利点を提供する。
本皮膜は低コストであり、簡単に製造でき、そして劣化
することなしに滅菌しうる。
本皮膜は見た目に美しく、患者に精神的満足を与える。
本皮膜は容易に適用され、包帯が不必要である。
本皮膜は損傷面の滲出液によつて容易に付着し、かつ運
動しやすいように十分伸縮性があるので、体のいかなる
部分にも適合する。
本皮膜は腐敗しにくいために冷蔵する必要がないので、
保存が簡単である。
本皮膜は神経終末を保護するので、皮膜の適用は直ちに
痛みを和らげる。
傷口への皮膜の強い接着は細菌の増殖を減少させ、そし
て傷口を密閉状態に保つ。
水−電解質の流出が減少する。第二度熱傷の傷跡形成時
間および第三度熱傷の組織の肉芽形成時間が短縮され
る。
ひきつつた傷跡の形成がおこなない。
包帯を変える必要がないので、汚染の危険性が減少す
る。
アレルギー反応がおこらない。
本皮膜は透明であるため、治療の進行状態の肉眼による
検査が可能である。この点は現在存在している人工皮膚
と対照的である。
本皮膜は、傷と皮膜の間に気泡や血液分泌物が侵入しな
いように注意しながら、損傷面に適用しなければならな
い。皮膜が傷を完全におおつて、滲出液上の適所に配置
されると、皮膜は次第にかつゆつくりと滲出液を吸収す
る。この緩慢な吸収ゆえに、本皮膜は滲出液が皮膜内で
凝固する条件を提供し、それにより皮膜と損傷面との間
が橋渡しされる。また、緩慢な吸収ゆえに、凝固は滲出
液が膜に浸透する前にもおこり、こうして２つの面：す
なわち a)皮膜の繊維間に存在する微小空間；および b)傷の表面； において凝固が生じる。
このことから、水−電解質の流出を防ぐ完全な接着がも
たらされ、実質的に感染の危険性が減少する。さらに、
神経終末が隔離されるので、傷の痛みはすぐに和らぐ。
従つて、損傷面が隔離され且つ汚染が避けられるので、
本皮膜は患者の上皮組織を再生しうる。これらの条件下
において、損傷面への皮膜の付着は組織が再生されるに
つれて次第にゆるむので、包帯を変える必要がない。本
皮膜は不活性材料のセルロースから全体的に形成される
ことにより、損傷面に対していかなる医学的作用も示さ
ない。傷を受けた組織が再生された後は、患者から皮膜
が剥離し、再生面に残留物を全く残さない。本皮膜はそ
れが適用時に有していた特性と正確に同じ特性で剥が
れ、それ故人工皮膚または一時的移植片として注目され
る。
セルロース皮膜は強くて不活性であるので、実際に全て
の型の滅菌が可能である。それはいかなる温度において
も貯蔵でき、特殊な条件を必要としない。それは無限の
耐久性を有する。本皮膜は液体や空気に対する透過性、
分子量および構造、脱水時の予測しうる厚さ、さらにそ
の他の特徴的な物理的性質について測定された。
次の物理的および分光学的試験は、本発明材料をより良
く定義づける目的でなされた。
この目的のために、皮膜試料は３０％次亜塩素酸ナトリ
ウム溶液を使つて一部漂白した。その後、この漂白部分
を着色し、残りの部分はもとのままの非漂白状態にして
おいた。次の結果が得られた。
分光学的分析は漂白皮膜と非漂白皮膜の双方がセルロー
スの性質を有することを明示した。
分光学的試験において、次の参照表を使用した。この表
は１９６６年に発行されたロスチスラブ・ゲオルギービ
ツチ・ザーバソコフ(Rostislav Georgievich Zhbankov)
による″セルロースおよびその誘導体の赤外線スペクト
ル″から引用した。
本皮膜の製造方法はシユードモナダレス目(pseudomonad
ales)、シユードモナダセアス科(pseudomonadaceas)、
酢酸菌属、キシリナム種(species Xyliunm)の細菌の増
殖中に行われる生合成である。これらの細菌は、窒素源
と共に炭水化物栄養素を含む培地に播種すると、それら
を包囲するセルロース系莢膜のズーグロエ(zogloea)
を産生する。
このズーグロエは軟骨質の外観と０．２〜４００mmの範
囲の厚さを有する。これらの細菌をを播種した後、分裂
生殖による栄養型生殖過程が開始され、細胞は２等分さ
れて中心環が形成される（この時点で細菌は分裂する）
まで生長する。酢酸菌の場合、細胞分裂後の新しい細菌
はもとの細菌に集合し、直ちにそれ自体の生殖過程を開
始する。理想的条件下では、さらに分裂がそれぞれ２０
分間おこる。
酢酸菌はセルロース系莢膜によつて包囲され、分裂後そ
れらは集合したままで鎖を形成する。この特性は、生殖
速度に関係して、細菌鎖のそれら自体の莢膜による結合
によつてセルロース皮膜を形成させる。
皮膜の厚さは変化し、例えば栄養素の含量、温度、時
間、集落の飽和点、および培地の型のような種々の要因
に依存する。
酢酸菌のズーグロエはセルロース系莢膜によつて包囲さ
れた細菌鎖の編成により形成された織物である。ズーグ
ロエの脱水を続けると純粋なセルロースのシートが得ら
れ、それらはそれらの特性により各種の産業目的のため
の原料、とりわけ皮膚用人工移植片、縫合媒体または皮
革代用品として使用することができる。
脱水後、皮膜の繊維間に存在する微小空間は選択的透過
性を与える。
皮膜の厚さは次の変数の関数である： a)培地中の炭水化物含量； b)培地中の窒素含量； c)温度；および d)ズーグロエ形成の持続期間。
今や、本発明を例示する目的で実施例が提示されるが、
これらの実施例は何ら限定するものではない。
実施例１ 水１０中のサイネンシス茶(Tea Sinensis)２０ｇの浸
出液から培地を調製した。この浸出液を過し、液に
糖１kgを加えて混合した。
得られた培地に、酢酸菌キシリナム種の培養物１０mlを
加え、２８℃で３６時間インキユベートした。厚さが約
0.2mmの薄膜が形成された。
この皮膜を培地から取り出し、使用目的に応じて任意に
煮沸し、次に室温で支持体上に張り広げた状態で脱水す
る。こうして得られた皮膜は人工皮膚または皮革として
いつでも使用できる。皮膜を取り出した培地は過し、
生合成中に失われた栄養分を補給するために、最初に使
用した栄養溶液で調製する。
インキユベーシヨンの温度および培地中の炭水化物濃度
は限定的でなく、非常に低レベル（それにもかかわらず
細菌の活動をうながすレベル）から高レベル（皮膜の変
形なしに皮膜を存在させうるレベル）までの間で変化し
うる。脱水温度も限定的でなく、通常の熱源が使用され
る。
実施例２ 実施例１の方法に従つて、培養物を９６時間インキユベ
ートした。この際厚さが３mmのズーグロエ皮膜が得ら
れ、この皮膜は脱水後人工皮膚移植片として使用可能で
あつた。
実施例３ 実施例１の方法を使用したが、窒素源としてマテ茶を用
いた。実施例１の皮膜と同じ脱水前厚さを有する皮膜が
得られ、インキユベーシヨン時間は７２時間であつた。
実施例４ 先の実施例に従つて製造した皮膜を、上皮組織の欠損を
生じた損傷面に、気泡や血液分泌物が皮膜と傷の間に入
らないように注意しながら適用した。ひとたび皮膜が傷
を完全におおつて滲出液上に適用されると、皮膜はその
滲出液を吸収して、滲出液の流出も空気の流入もおこさ
なかつた。
こうして、この皮膜は組織の上に新しい皮膚を形成し、
神経末端を隔離することによつて痛みの症状を機械的に
取り除く。損傷部はしばらくすると再生し、その再生後
に皮膜は損傷面から自然に持ち上げられて、新しい上皮
組織が完全に再生されたことを観察し得る。
また、本発明のセロルース皮膜は外科手術用の縫合糸と
して使用され、必要とされる製品を与え、そして高い結
節強さを示す。
本皮膜はまた、分離用膜、人造皮革、テニスのラケツト
用ガツト、またはセルロースが通常使用されるその他の
用途に使用しうる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】人工皮膜代用品としてのセルロース皮膜の
    製造方法であって、 栄養素として窒素源および炭水化物を含有する培地を調
    整し； この培地に酢酸菌、キシリナム種(species Xylinum)の
    培養物を播種し； この培養物を、細菌の活動を促す温度で皮膜の意図する
    用途に適する時間の間インキュベートし0.2mm-3mm厚の
    皮膜を形成し； 形成されたセルロース皮膜を培地から取り出して、張り
    広げた状態で脱水し殺菌することによりそのままで人工
    皮膚代用品として使用できるセルロース皮膜の製造方
    法。
  2. 【請求項２】培地中の消耗栄養素を補給して、その培地
    を循環する工程をさらに含む請求の範囲第１項記載の方
    法。
  3. 【請求項３】窒素源がサイネンシス茶(Tea Sinensis)で
    あり、炭水化物源が蔗糖である請求の範囲第１または２
    項記載の方法。
  4. 【請求項４】約２８℃の温度で約２６〜９６時間インキ
    ュベートする請求の範囲第１項記載の方法。
JP50438585A 1984-10-01 1985-09-30 人工皮膜代用品としてのセルロース皮膜の製造方法 Expired - Fee Related JPH0636815B2 (ja)

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