JP2023157117A - 抗菌効果を有する人工皮膚 - Google Patents
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Abstract
【課題】菌の増殖を防止する。【解決手段】人工皮膚１は、コラーゲンを主成分とするコラーゲン層２と、シリコーンを主成分とし、コラーゲン層２の一方の表面を覆うシリコーン層３とを備え、コラーゲン層２およびシリコーン層３の内、シリコーン層３のみが抗菌剤６を含む。【選択図】図１
Description
本発明は、抗菌効果を有する人工皮膚に関するものである。
従来、コラーゲンスポンジを備える人工皮膚が知られている（例えば、特許文献１参照。）。皮膚の欠損部に移植されたコラーゲンスポンジに周囲から細胞が侵入し真皮様組織を構築することによって、欠損部が修復される。
欠損部では、皮膚のバリア機能が低下または損失しているので、細菌が増殖し易い。したがって、人工皮膚の移植において、欠損部における細菌の増殖防止が重要な課題の１つとなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、菌の増殖を防止することができる人工皮膚を提供することを目的とする。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、菌の増殖を防止することができる人工皮膚を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、コラーゲンを主成分とするコラーゲン層と、シリコーンを主成分とし、前記コラーゲン層の一方の表面を覆うシリコーン層とを備え、前記コラーゲン層および前記シリコーン層の内、該シリコーン層のみが抗菌剤を含む、人工皮膚である。
本発明によれば、菌の増殖を防止することができるという効果を奏する。
以下に、本発明の一実施形態に係る人工皮膚について図面を参照して説明する。
図１に示されるように、本実施形態に係る人工皮膚１は、シート状の部材であり、コラーゲンを主成分とするコラーゲン層２と、シリコーンを主成分とするシリコーン層３とを備える。人工皮膚１は、人工皮膚１の厚さ方向に積層されたコラーゲン層２およびシリコーン層３からなる２層構造を有し、シリコーン層３はコラーゲン層２の一方の表面を覆っている。
図１に示されるように、本実施形態に係る人工皮膚１は、シート状の部材であり、コラーゲンを主成分とするコラーゲン層２と、シリコーンを主成分とするシリコーン層３とを備える。人工皮膚１は、人工皮膚１の厚さ方向に積層されたコラーゲン層２およびシリコーン層３からなる２層構造を有し、シリコーン層３はコラーゲン層２の一方の表面を覆っている。
人工皮膚１は、真皮Ｂが欠損した皮膚または粘膜の欠損部Ａを修復するために欠損部Ａに適用される（図２（ａ）参照。）。人工皮膚１のサイズは、適用される欠損部Ａに応じて設計される。
コラーゲン層２は、架橋されたコラーゲンからなるスポンジであり、グルコサミノグリカンを含まない。コラーゲンは、熱架橋のみによって架橋されている。
コラーゲン層２を構成するコラーゲンは、線維化アテロコラーゲンと熱変性アテロコラーゲンとの混合物である。
コラーゲン層２を構成するコラーゲンは、線維化アテロコラーゲンと熱変性アテロコラーゲンとの混合物である。
シリコーン層３は、シリコーンゴムからなる２つの第１層４と、２つの第１層４の間に配置されメッシュ構造を有する第２層５とを有する。
第１層４は、抗菌剤６として銀を含み、好ましくは、０．０１質量％～１０質量％の硫酸銀を含む。銀は、粒子の形態でシリコーン内に分散した状態で第１層４に担持される。
第１層４は、抗菌剤６として銀を含み、好ましくは、０．０１質量％～１０質量％の硫酸銀を含む。銀は、粒子の形態でシリコーン内に分散した状態で第１層４に担持される。
第２層５は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のプラスチック製のメッシュシートからなる。第２層５の引張強度は、第１層４の引張強度よりも高い。第２層５を設けることによって、人工皮膚１の引張強度を高め、人工皮膚１が使用中に破れることを防止することができる。
人工皮膚１は、コラーゲン層２およびシリコーン層３を厚さ方向に貫通する１以上のドレーン孔７を有する。ドレーン孔７は、欠損部Ａに溜まる滲出液および血腫を体外に排出する通路である。図１の例において、同一方向に延びるスリットからなる複数のドレーン孔７が設けられている。ドレーン孔７は、スリット以外の形状であってもよい。
次に、人工皮膚１の製造方法について説明する。
線維化アテロコラーゲンと熱変性アテロコラーゲンとを含む溶液を凍結乾燥することによって、これらアテロコラーゲン同士が架橋されていない未架橋のコラーゲンスポンジを得る。線維化アテロコラーゲンおよび熱変性アテロコラーゲンは、公知の方法（例えば、特許第２６１０４７１号公報に記載の方法）によって得られる。
線維化アテロコラーゲンと熱変性アテロコラーゲンとを含む溶液を凍結乾燥することによって、これらアテロコラーゲン同士が架橋されていない未架橋のコラーゲンスポンジを得る。線維化アテロコラーゲンおよび熱変性アテロコラーゲンは、公知の方法（例えば、特許第２６１０４７１号公報に記載の方法）によって得られる。
次に、液状のシリコーンからなる主剤と、硬化剤と、抗菌剤６である銀（例えば、主剤、硬化剤および硫酸銀の総重量に対して０．０１ｗｔ％～１０ｗｔ％の硫酸銀）とを混合し、得られたシリコーン混合物を、約２００μｍの厚さのシート状に成形する。次に、シート状のシリコーン混合物にメッシュシート５を埋め込み、次いで、シリコーン混合物を未架橋のコラーゲンスポンジと複合化させる。これにより、シリコーン混合物とコラーゲンスポンジとの複合体を得る。
次に、刃物を使用して、複合体にドレーン孔７を開ける。
次に、複合体を真空中にて約１１０℃で加熱処理してアテロコラーゲンを熱架橋することによって、人工皮膚１を得る。
次に、刃物を使用して、複合体にドレーン孔７を開ける。
次に、複合体を真空中にて約１１０℃で加熱処理してアテロコラーゲンを熱架橋することによって、人工皮膚１を得る。
次に、人工皮膚１の使用方法について説明する。
図２（ａ），（ｂ）に示されるように、人工皮膚１は、皮膚または粘膜の欠損部Ａに移植される。具体的には、人工皮膚１は、コラーゲン層２が創面Ｃに接触するように欠損部Ａに貼り付けられ、人工皮膚１の縁部が、縫合糸またはステープラ等を使用して欠損部Ａの周囲の皮膚に縫合される。シリコーン層３内のメッシュシート５によって人工皮膚１は十分な引張強度を有するので、縫合時に人工皮膚１が裂けてしまうことが防止される。
図２（ａ），（ｂ）に示されるように、人工皮膚１は、皮膚または粘膜の欠損部Ａに移植される。具体的には、人工皮膚１は、コラーゲン層２が創面Ｃに接触するように欠損部Ａに貼り付けられ、人工皮膚１の縁部が、縫合糸またはステープラ等を使用して欠損部Ａの周囲の皮膚に縫合される。シリコーン層３内のメッシュシート５によって人工皮膚１は十分な引張強度を有するので、縫合時に人工皮膚１が裂けてしまうことが防止される。
人工皮膚１の移植後、コラーゲン層２の外側を覆うシリコーン層３によって欠損部Ａ内のコラーゲン層２は湿潤状態に維持される。湿潤状態において、図２（ｃ）に示されるように、欠損部Ａの周囲からコラーゲン層２へ細胞および毛細血管が侵入して細胞が欠損部Ａに真皮様組織Ｄを構築し、その一方で、コラーゲン層２は次第に生体に吸収される。これにより、コラーゲン層２が次第に真皮様組織Ｄに置換される。また、欠損部Ａに溜まる滲出液および血腫は、ドレーン孔７を経由してシリコーン層３の外側へ排出される。また、シリコーン層３に含まれる銀が滲出液に接触することによって銀イオンを放出し、銀イオンがコラーゲン層２および／またはシリコーン層３において抗菌効果を発揮する。
図２（ｄ）に示されるように、真皮様組織Ｄが構築された後、シリコーン層３は、真皮様組織Ｄの表面から剥がすことによって除去され、必要に応じて真皮様組織Ｄの表面に分層植皮が行われる。
この場合において、人工皮膚１が移植された欠損部Ａはシリコーン層３によって外部から遮蔽され、外部から欠損部Ａへの菌の侵入がシリコーン層３によって防止される。
特に、シリコーン層３に抗菌剤６の銀が含まれ、銀から放出される銀イオンが抗菌作用を発揮する。これにより、外部からの欠損部Ａの感染を効果的に防止することができる。
また、銀から放出される銀イオンの抗菌作用によって、コラーゲン層２および／またはシリコーン層３での菌の増殖を防止することができる。
特に、シリコーン層３に抗菌剤６の銀が含まれ、銀から放出される銀イオンが抗菌作用を発揮する。これにより、外部からの欠損部Ａの感染を効果的に防止することができる。
また、銀から放出される銀イオンの抗菌作用によって、コラーゲン層２および／またはシリコーン層３での菌の増殖を防止することができる。
また、コラーゲン層とシリコーン層とからなる従来の人工皮膚の臨床現場での使用において、コラーゲン層とシリコーン層との間の界面付近で細菌が増殖し易いことが報告されている。本実施形態によれば、シリコーン層３に含まれる抗菌剤６によって、コラーゲン層２とシリコーン層３との間の界面付近での細菌の増殖を効果的に抑制することができる。
また、生体吸収されるコラーゲン層２とは異なり、シリコーン層３およびこれに含まれる抗菌剤６は、シリコーン層３が除去されるまでの期間ずっと、欠損部Ａの外側に安定的に存在し続ける。したがって、真皮様組織Ｄが形成されるまでの期間中ずっと抗菌作用を安定的に発揮し続けることができる。
また、一般に銀等の抗菌剤は、細胞および組織に影響する可能性がある。抗菌剤６は、コラーゲン層２には含まれず、外側のシリコーン層３のみに含まれる。これにより、抗菌剤６が真皮様組織Ｄの形成に影響することを防ぐことができる。さらに、真皮様組織Ｄが形成された後、抗菌剤６は、シリコーン層３と共に修復された欠損部Ａから除去され、生体に残らない。したがって、抗菌剤６の細胞および組織への影響をさらに抑制することができる。
上記実施形態において、シリコーン層３が、抗菌剤６として硫酸銀を含むこととしたが、これに代えて、抗菌剤として一般に使用される他の種類の銀を含んでいてもよい。例えば、シリコーン層３は、硝酸銀またはスルファジアジン銀（ＳＳＤ）を含んでいてもよい。
また、シリコーン層３は、銀に代えて、またはこれに加えて、他の種類の抗菌剤を含んでいてもよい。
また、シリコーン層３は、銀に代えて、またはこれに加えて、他の種類の抗菌剤を含んでいてもよい。
上記実施形態において、第２層５が、ＰＥＴ等のプラスチック製のメッシュシートからなることとしたが、第２層５は、生体適合性、柔軟性および高い引張強度を有する他の材料からなるメッシュシートであってもよい。
上記実施形態において、コラーゲン層２が、線維化アテロコラーゲンおよび熱変性アテロコラーゲンからなることとしたが、コラーゲン層２を構成するコラーゲンは、人工皮膚において一般に使用される他の種類のコラーゲンであってもよい。例えば、コラーゲンは、線維化および熱変性のいずれもされていないアテロコラーゲンであってもよく、または、テロペプチドが除去されていないコラーゲンであってもよい。
上記実施形態において、コラーゲン層２のコラーゲンが熱架橋のみによって架橋されることとしたが、コラーゲンは他の方法によって架橋されてもよい。例えば、コラーゲンは、熱架橋に代えて、またはこれに加えて、架橋剤による化学架橋によって架橋されていてもよい。
上記実施形態において、人工皮膚１がドレーン孔７を有することとしたが、人工皮膚１は、ドレーン孔７を有していなくてもよい。この場合、医師等の使用者が、メス等の器具を使用して人工皮膚１にドレーン孔を開けてもよい。
上記実施形態において、シリコーン層３がメッシュ構造の第２層５を有することとしたが、第２層５を有していなくてもよい。この場合、シリコーン層３は、単一の第１層４のみから構成されていてもよい。
上記実施形態において、シリコーン層３がメッシュ構造の第２層５を有することとしたが、第２層５を有していなくてもよい。この場合、シリコーン層３は、単一の第１層４のみから構成されていてもよい。
上記実施形態において、コラーゲン層２は、主成分のコラーゲンに加えて、グルコサミノグリカン等の添加物を適宜含んでいてもよい。
また、シリコーン層３は、主成分のシリコーンと抗菌剤に加えて、任意の添加物を含んでいてもよい。
また、シリコーン層３は、主成分のシリコーンと抗菌剤に加えて、任意の添加物を含んでいてもよい。
１ 人工皮膚
２ コラーゲン層
３ シリコーン層
４ 第１層
５ 第２層
６ 銀、抗菌剤
７ ドレーン孔
Ａ 欠損部
Ｂ 真皮
Ｃ 創面
Ｄ 真皮様組織
２ コラーゲン層
３ シリコーン層
４ 第１層
５ 第２層
６ 銀、抗菌剤
７ ドレーン孔
Ａ 欠損部
Ｂ 真皮
Ｃ 創面
Ｄ 真皮様組織
Claims (4)
- コラーゲンを主成分とするコラーゲン層と、
シリコーンを主成分とし、前記コラーゲン層の一方の表面を覆うシリコーン層とを備え、
前記コラーゲン層および前記シリコーン層の内、該シリコーン層のみが抗菌剤を含む、人工皮膚。 - 前記抗菌剤が、銀を含み、好ましくは、硫酸銀、硝酸銀およびスルファジアジン銀の中から選択される、請求項１に記載の人工皮膚。
- 前記シリコーン層が、シリコーンを主成分とする第１層と、メッシュ構造を有する第２層とを含み、
前記第２層の引張強度が、前記第１層の引張強度よりも高い、請求項１または請求項２に記載の人工皮膚。 - 前記コラーゲン層および前記シリコーン層を厚さ方向に貫通するドレーン孔を有する、請求項１または請求項２に記載の人工皮膚。
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