止血材料及含有其的创伤敷料

本发明涉及止血材料及含有该止血材料的创伤敷料。

作为皮肤伤口愈合的机理，已知(1)皮肤损伤后，血小板聚集于伤口，凝固血液而止血；(2)嗜中性粒细胞和巨噬细胞聚集于伤口周边，吞噬并除去坏死组织和细菌；(3)纤维母细胞聚集而使伤口缩小；(4)表皮细胞游走聚集而使伤口上皮化。

伤口愈合需要像这样各种活体细胞聚集于伤口并发挥作用。为了愈合伤口，以生长因子为代表的大量细胞因子将所需的细胞诱导至伤口。为了快速愈合伤口，重要的是维持被细胞因子聚集至伤口的细胞可活跃地作用的环境。

为了愈合伤口应使伤口干燥的想法曾经是主流，但如果创伤干燥，则活体细胞死亡，难以发生再上皮化。为了解决该问题，近年来湿性愈合理论急速普及，作为创伤修复的方法之一被广泛临床应用。已知该湿性愈合理论中，通过从创伤部位产生的渗出液将该部位保持于湿润状态，不使伤口干燥，从而在伤口发生活跃的细胞分裂，因此伤口快速愈合(非专利文献1)。创伤敷料是指通过被覆创伤的部位来提供湿润环境，促进创伤愈合的构件。

作为创伤敷料的成分广泛采用的水凝胶不仅没有抗菌性和止血性等效果，而且即使埋于土中也不会被微生物分解。因此，通过焚烧或填埋来进行处置，但焚烧时如果燃烧炉的温度下降，则可能会产生二噁英。此外，填埋处置的情况下，越来越难到填埋场地，需要不会因焚烧而产生二噁英且环境负担少的制品。

此外，关于以壳聚糖为原料的缝合线和人工骨等伤口修复材料，在实际的医疗现场实施了大量的试验和检查。由此，不断开发出以壳聚糖为原料的止血材料和创伤敷料(专利文献1、2)。壳聚糖具有氨基，根据条件而带正电荷，使血细胞凝集而显示止血效果。壳聚糖还带来抗菌效果(非专利文献2、3)，壳聚糖逐渐被认为是止血材料、创伤敷料的理想成分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特表2011-518592号公报

专利文献2:日本专利特开2013-133287号公报

非专利文献

非专利文献1:GEORGIA A.KANNON,ALGIN B.GARRETT,Moist Wound Healing withOcclusive Dressings,Dermatologic Surgery,Volume 21,Issue7,p.583-590,July,1995

非专利文献2:Rejane C.Goy,Douglas de Britto,Odilio B.G.Assis,A reviewof the antimicrobial activity of chitosan Polimeros,vol.19,no.3,Sao Carlos,2009

非专利文献3:Tsuimin Tsai,Hsiung-FeiChien,Chitosan AugmentsPhotodynamic Inactivation of Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria,Antimicrob Agents Chemother,2011May,55(5),p.1883-1890

发明所要解决的技术问题

然而，壳聚糖是甲壳类过敏的过敏原，因此可能会因对有甲壳类过敏的人使用以壳聚糖为原料的止血材料或创伤敷料而带来严重的过敏反应。将以壳聚糖为原料的制剂用于创伤时，对有甲壳类过敏的人处方的情况下需要注意，可能的话应使用其他制剂。然而，有时可能事先并不会注意到使用处方的人有甲壳类过敏，因此存在产生过敏的潜在危险。此外，为了大量生产壳聚糖，将原本并非无菌的蟹的甲壳作为原料，所以分离壳聚糖时，难以完全除去细菌分泌的对人体有害的内毒素。作为内毒素引发的病状，已知致死性休克、发热、补体的激活、白细胞的激活和血管内皮细胞的损伤等。

另一方面，水凝胶等除壳聚糖以外广泛采用的创伤敷料的成分没有抗菌性、止血性等。因此，被覆的内部的细胞增殖妨碍创伤愈合，可能会引发严重的并发症。

本发明是鉴于这样的情况而完成的发明，其目的在于提供可对更多的人安全地使用且抑制妨碍伤口愈合的出血和感染、不易引发并发症的止血材料及含有其的创伤敷料。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述课题，本发明的第一种形态提供含有阳离子化纤维素的止血材料。本发明的另一种形态提供包含含有阳离子化纤维素的止血材料为成分的创伤敷料。此外，本发明的又另一种形态提供含有阳离子化纤维素的创伤敷料。

纤维素是植物在其体内通过光合成产生的天然化合物。近年来，由于纤维素可通过吸收、释放水分来提供合适的创伤愈合环境，市场上出现了Dermafill和XCell纤维素创伤敷料(Cellulose Wound Dressing)等以纤维素为主要原料的创伤敷料。除此之外，含有作为纤维素衍生物的羧甲基纤维素的创伤敷料也被实用化。这些材料与引发甲壳类过敏的壳聚糖不同，使用日常摄取的植物等所含的纤维素，从发生过敏的可能性的观点来看，比壳聚糖安全。但是，这些制品具有保水性，但不具有抗菌性、止血性。因此，含有纤维素或羧甲基纤维素作为主要成分的创伤敷料在被覆创伤时无法抑制内部的细菌增殖、出血的并发症。

与之相对，阳离子化纤维素与纤维素和羧甲基纤维素不同，具有带正电荷的官能团，因而兼具止血性、抗菌性。关于止血性，使用活化凝血时间进行探讨和确认。此外，关于抗菌性，用琼脂培养基培养医疗人员皮肤中常见的细菌，在浸含有阳离子化纤维素凝胶化而得的材料的滤纸周围，细菌培养时形成抑菌圈，从而确认阳离子化纤维素具有抗菌性。

本发明中，使与伤口直接接触的止血材料和创伤敷料含有阳离子化纤维素。由此，在创伤部位，止血材料或创伤敷料直接与细菌接触，从而可以显示由阳离子化纤维素的正电荷产生的抗菌活性。

本发明中，所述阳离子化纤维素可以是式(1)；

式(1)中，

R1中的至少1个为-R2-N+(R3)(R4)(R5)·X-，

其他R1为-H、或-(CH2CH2O)m-H，

R2为C1-6亚烷基、C2-6羟基亚烷基、-(CH2CH2O)l-、或它们的组合，

l为1或2，

m为1或2，

X-为阴离子性基团，

R3、R4、R5为C1-6烷基、C1-6烯基、O-C1-6烷基、CaYb的杂烷基或杂烯基，Y为杂原子，a+b为4～6，以氮原子结合的情况下形成包含该氮原子的饱和或不饱和的五元环或六元环。

本发明中，可以所述至少1个的R1为-CH2CH2O-CH2CH(OH)CH2-N+(R3)(R4)(R5)·X-，R3、R4、R5为甲基或乙基。本发明中，可以所述至少1个的R1为-CH2CH(OH)CH2N+(R3)(R4)(R5)·X-，R3、R4、R5为甲基或乙基。本发明中，可以所述阴离子性基团为卤化物离子、磷酸酯、羧基、磺酸基、硫酸酯基等。所述卤化物离子可以是氟化物离子、氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子。

通过采用上述构成，可更简便地获得阳离子化纤维素。

上述构成中，可以所述其他R1中的至少1个为-(CH2CH2O)mH。

通过采用上述构成，可进一步提高阳离子化纤维素的保水性。由此，可适用的条件范围变广，能够制成更适合于湿性愈合的创伤敷料。

发明的效果

如果采用本发明所述的止血材料和创伤敷料，则可对更多的人安全地使用，且能够促进伤口的愈合。此外，与广泛采用的水凝胶相比，对出血、感染等发挥抑制作用，因而安全性高，还可减少蜂窝织炎、败血症等的危险。另外，还可提供与壳聚糖相比没有甲壳类过敏的危险的止血材料和创伤敷料。

图1A为表示本发明的一种实施方式中显示阳离子化纤维素的抗菌性的培养基的图像的图。

图1B为表示本发明的一种实施方式中显示阳离子化纤维素的抗菌性的另一培养基的图像的图。

图1C为表示本发明的一种实施方式中显示阳离子化纤维素的抗菌性的又另一培养基的图像的图。

以下，对本发明所述的止血材料和创伤敷料的一种实施方式进行说明。本实施方式所述的止血材料和创伤敷料所含的阳离子化纤维素的通式如下所示。形成纤维素的葡萄糖的2位、4位和6位的羟基中的任一个经阳离子化官能团修饰。

本实施方式中使用的阳离子化纤维素可作为市售品购入，也可适用葡聚糖的化学修饰中所用的一般的合成方法进行合成。

(合成例1)

氯化-2-羟基-3-三甲氨基丙基纤维素的合成

向使纤维素(1.0g)溶解于1N氢氧化钠水溶液20mL而得的溶液中，加入作为阳离子化剂的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵(2.3g)，在30～50℃进行搅拌。将所得的溶液用4N乙酸中和后，用蒸馏水通过透析膜进行分离。冷冻干燥所得的溶液，从而可获得目标物。

(合成例2)

氯化-6-羟基乙基-(2-羟基-3-三甲氨基丙基)纤维素的合成

使纤维素(2.0g)与环氧乙烷在公知的条件下反应，合成羟乙基纤维素。向使所得的羟乙基纤维素溶解于1N氢氧化钠水溶液20mL而得的溶液中，加入作为阳离子化剂的缩水甘油基三甲基氯化铵(4.5g)，在30～50℃进行搅拌。将所得的溶液用4N乙酸中和后，用蒸馏水通过透析膜进行分离。冷冻干燥所得的溶液，从而可获得目标物。

通过与上述的合成例同样的方法，可合成具有不同种类的取代基的阳离子化纤维素。关于使用的溶剂等，根据底物的溶解度，可添加甲醇、乙醇等醇、乙腈等。进行反应的阳离子化剂的当量可根据作为目标的阳离子化纤维素的阳离子化程度适当调整。

(阳离子化纤维素的抗菌活性确认实验)

通过纸片法对于细菌对本发明所述的阳离子化纤维素的敏感性的程度进行了确认。使用AS ONE SANIFOODS Petan check 25 PT4025的标准琼脂培养基，对3名医疗人员的手上所带的细菌进行了培养。用灭菌棉棒采集其中活跃地形成菌落的细菌，均等地涂布于3块培养基(培养基1、培养基2、培养基3)。作为阳离子化纤维素，使用1g羟乙基纤维素氯化羟丙基三甲基铵醚(花王株式会社POIZ C-60H、C-150L)，加入4mL注射用水搅拌3分钟。使所得的凝胶化样本浸含于滤纸，置于上述培养基上。在37℃培养48小时后，确认生成抑菌圈。

抗菌活性的确认实验的结果示于图1A～图1C。培养基1(图1A)、培养基2(图1B)、培养基3(图1C)中，均在浸含阳离子化纤维素凝胶的纸片周围确认抑菌圈。各图中，左侧显示使用浸含POIZ C-60H的滤纸的结果，右侧显示使用浸含POIZ C-150L的滤纸的结果，POIZC-60H、POIZ C-150L的两组显示同等的抗菌性。生长于培养基的细菌的鉴定结果是，培养基1为葡萄球菌、芽孢杆菌属的混合，培养基2为芽孢杆菌属，培养基3为葡萄球菌。由此，可确认阳离子化纤维素具有抗菌活性。

(阳离子化纤维素的止血性确认实验)

关于本发明所述的阳离子化纤维素的止血性，使用血液凝固测定装置专用药筒(株式会社JMS)，将凝固时间与对照物质进行比较来确认。测定10管凝固时间测定用经过时间计时器“ACTESTER”(Quest Medical,Inc.制)专用的血液凝固测定装置专用药筒内原本封入的硅藻土并求得平均重量。硅藻土的平均重量在本次使用的批次中为0.015g，因此准备了置换为同样重量的阳离子化纤维素(花王株式会社POIZ C-60H、C-150L)的药筒。使用针管外径0.7～1.2mm(22～18G)的注射用针和1cc针筒，从受试者(本次为发明者)采集0.7mL全血。采血后，立即向血液凝固测定装置专用药筒中注入0.7mL以下的血液。从药筒拔出针之前，抽取0.7mL药筒中的空气。将血液与血液凝固促进剂完全混合后，将药筒设置于装置主体的ACTEST管支架，测定了活化凝血时间。

测定结果示于表1。显著性差异检验使用了学生氏t检验。

[表1]

由上述结果，可确认阳离子化纤维素具有促进凝固而止血的作用。此外，还可确认阳离子化纤维素具有比广泛应用于创伤敷料的壳聚糖更高的止血性。

本申请发明人发现通过用阳离子化官能团对纤维素进行化学修饰，可提供止血材料和具有抗菌功能及止血功能的新型创伤敷料。止血功能及抗菌功能对创伤愈合带来的优点如上所述。

(止血功能)

刚受伤后，当然必须对创伤部位进行止血。现在，作为创伤部位有出血的情况下使用的创伤敷料，含有褐藻酸盐的Kalostat(注册商标)和含有壳聚糖的敷料等被作为第一选择。然而，褐藻酸的止血功能比壳聚糖弱(Syota Suzuki,Kazuhiko Shibata,RandomizedTrial comparing New Chitosan-Based Bandage with Kaltostat Hemostatic Dressingto Control Bleeding from Hemodialysis Puncture Site,Nephrol.Dial.Transplant.,2013,28(suppl 1),i226-i239.)，壳聚糖的水分保持能力低，因此作为进行湿性愈合的基剂均不充分。美国的海姆康公司提供的使用壳聚糖的敷料已知如果适用于出血处，则壳聚糖吸引血液中的红细胞和血小板，从而迅速堵塞出血处而止血。这样的功能被认为是因为壳聚糖根据条件带正电荷。因此，通过作为受伤早期使用的敷料的含有成分，使用不受周围环境的pH所左右而始终带正电荷的阳离子化纤维素，可提供止血功能比壳聚糖更好的敷料。

此外，转入湿性愈合后，也残存出血的风险。如果用以往使用的水凝胶、DuoACTIVE(注册商标)等被覆创伤，则在睡眠、意识障碍等时出血的情况下，未注意到出血，可能会导致大量失血。此外，如果密闭的湿润环境中产生血肿，则血肿内没有免疫产生的抗菌活动，因此温暖湿润且营养丰富的血肿中金黄葡萄球菌等爆发式增加。1个葡萄球菌每26分钟进行分裂，仅仅10小时后可能会增加至200万个金黄葡萄球菌。该巨大量的以金黄葡萄球菌为代表的细菌伤害为了创伤愈合而聚集的人细胞，对创伤愈合带来不良影响。因此，从创伤面去除血肿等异物是进入早期的重要因素。另外，为了使得出血后不易产生异物和成为细菌培养基的血肿，止血功能也成为创伤愈合中有效的附加功能。

(抗菌功能)

细胞分裂时间短的细胞在增殖速度上压倒活体细胞，延缓创伤愈合。近年来，频繁更换贴于创伤部位的敷料并每次进行创伤部位的清洗的方法普及。这是因为已探明将敷料一直贴于创伤部位，敷料密封创伤部位，因而形成适合于创伤部位存在的细菌增殖的环境，反而延缓创伤部位的愈合的问题

本申请发明所述的止血材料和创伤敷料可通过含有带正电荷的阳离子化纤维素来解决如上所述的问题。在中性附近的细菌的细胞表面，因磷酸基和羧基解离而带负电荷。对于该细菌的细胞表面，存在于止血材料与创伤接触的表面或创伤敷料表面附近的具有正电荷的阳离子化纤维素静电吸附，可高效地捕获细菌。另外，通过将在止血材料与创伤接触的表面或创伤敷料表面附近捕获的细菌吸入止血材料、创伤敷料的内部，可将细菌从创伤部位除去，加快创伤愈合。

因此，受伤早期伴有出血的情况下，除了可用于止血之外，止血后、清洗创伤部位后实施密封疗法时，如果使用本实施方式所涉及的含有具有抗菌作用的阳离子化纤维素的创伤敷料，与持续粘贴不具有抗菌作用的创伤药的以往方法相比，更能够减轻细菌产生的不良影响。此外，使用壳聚糖制剂时，需要注意具有甲壳类过敏的情况，但阳离子化纤维素的这方面担忧少，更多的人可安全地使用。

此外，阳离子化纤维素的水分保持能力高，所以通过吸附创伤部位的多余水分而凝胶化。由此，可在抑制创伤部位的细菌增殖的同时，长期维持使包含对于创伤愈合重要的各种物质的渗出液残留于创伤表面的理想环境。

接着，对含有阳离子化纤维素的止血材料和创伤敷料的形态进行说明。

作为本实施方式中的止血材料，可使阳离子化纤维素呈凝胶状。由此，可在创伤部位直接涂布含有阳离子化纤维素的止血材料。即使是不规则形状的创伤，如果通过该方法使用，也能够可靠地使其与创伤面接触。此外，可通过将纱布、膜等被覆于涂布的凝胶上进行压迫来止血。确认止血后，也可解除压迫而直接用作创伤敷料。

作为本实施方式中的创伤敷料，可将阳离子化纤维素制成片状膜。具体来说，可将阳离子化纤维素一度溶解于水或醇等溶剂凝胶化，使溶剂从该凝胶强制排出，成形为膜状。该膜可根据使用目的调整厚度和密度等。

可在创伤敷料与创伤的接触面，将阳离子化纤维素单独或者阳离子化纤维素与基剂混合而得的材料成形为膜状。如果使创伤敷料与皮肤粘接的面的粘接剂使用水溶性的制剂，则膜中的阳离子化纤维素不与干燥的皮肤接触，而在创伤面，水溶性的粘接剂因来自创伤的渗出液而溶解，可使阳离子化纤维素仅与创伤面接触。在接触面的反面，可使用防止水分蒸发的膜或者渗出液量多的情况下使用使其水分适度蒸发的布或无纺布等，进行加强或附加性能。由此，可在干燥的状态下使用带防水膜的制剂，在渗出液多而因防水造成剥离的可能性高的情况下使用带透水性片材的制剂，分别区分使用，制成适合于各种创伤的敷料。

此外，作为本实施方式中的创伤敷料，可使所得的阳离子化纤维素呈凝胶状而含于创伤敷料中。阳离子化纤维素的水分保持能力比壳聚糖高。因此，通过将阳离子化纤维素成形为片状或凝胶状用于创伤部位，将具有吸水性的垫材抵于其上，即使从创伤部位产生大量渗出液的情况下，也可由垫材吸收过多的水分，将创伤部位的湿润环境适当维持在愈合所需的环境。

此外，如上所述，阳离子化纤维素具有抗菌性。因此，即使是作为膜或凝胶直接接触创伤部位的状况下，也在创伤愈合为止期间维持更适合于愈合的抗菌环境。考虑到渗出液更多的情况，可采用具有透气性的膜代替防水性的膜。

通过采用如上所述的形状，使用者可将本实施方式所述的创伤敷料简便地适用于创伤部位。此外，通过使阳离子化纤维素混合或吸附于布或无纺布，也可用作止血用纱布。

此外，作为本实施方式中的创伤敷料，可以是使阳离子化纤维素呈凝胶状，可在涂布于创伤部位后，根据需要以透水性或防水性片材覆盖涂布的部分的材料。通过采用如上所述的形状，创伤部位为割伤、较深的褥疮等复杂形状的情况下，也可容易地适用于该部位。

另外，还存在创伤伴有大量的渗出液或很难止血的情况。为了应对这样的创伤，作为本实施方式中的创伤敷料，可通过向阳离子化纤维素加入适当的基剂，或者进行喷雾干燥、冷冻干燥等处理，制成粉末状。自创伤部位的出血、渗出液多的情况下，将该粉末撒于创伤部位进行覆盖后，用纱布或防水性膜、吸水性片材等覆盖于其上。通过采用如上所述的形状，受伤早期用于用作止血材料，对于各种形状的创伤部位，能够以较高的自由度适用本实施方式所述的创伤敷料。

如果采用本实施方式，则可提供通过对纤维素用阳离子化官能团进行化学修饰而使其带有正电荷，从而抑制妨碍创伤愈合的细菌增殖，抗菌性比以往使用的材料更好的止血材料和创伤敷料。

此外，如果采用本实施方式，则可提供通过使用具有正电荷的阳离子化纤维素，止血作用更高的创伤敷料。