本发明涉及胶原凝胶、其制造方法、用该胶原凝胶的医疗用材料， 以及为制造该材料的各种配料。 作为医疗用材料的止血剂或者生物体胶粘剂必须具备即使在水存 在下也能迅速地粘接、在体温及常压下粘接、能够进行灭菌并对组织 无毒性、能充分地使创伤面止血、固化后是柔软的不妨碍创伤的治愈 等一般的要求。迄今，作为能某种程度满足这些要求的材料在临床上 可利用甲基-2-氰基丙烯酸酯或异丁基-2-氰基丙烯酸酯等氰基丙烯酸 酯系化合物、在末端带有异氰酸酯基的聚氨酯等的合成系胶粘剂、由 可溶性的血纤维蛋白原形成不溶性的血纤维蛋白并使创伤部分愈合的 血纤维蛋白糊、用甲醛或间苯二酚交联明胶的明胶系胶粘剂等的天然 胶粘剂。另外，在特开平7-163860号公报中报导了用碳化二亚胺交 联明胶和聚阴离子的明胶系胶粘剂。 其中，在氰基丙烯酸酯系胶粘剂中，存在在聚合时由于夺取了组 织中的水份杀死细胞、由于反应速度快使粘接操作困难、由于粘接后 的反应生成物固化被组织所吸收需要1年的时间、由于在粘接部位缺 乏象生物体组织那样的柔软性(参考筏义人等编集、适合生物体材料、 日本标准协会、1993年117页)虽曾一度粘接的组织几日后又开裂了 反到使创伤恶化的缺点及随着进一步地分解而生成的甲醛对组织危害 的问题。异氰酸酯系胶粘剂由于在组织中能残留一年以上，因此存在 创伤面恢复到正常状态花费时间的缺点。血纤维蛋白糊虽然可以解决 作为合成系胶粘剂缺点的与组织的异物反应性等问题，但是粘接力稍 差、需混合二种或四种液体使用操作烦杂，并且其材料是来自人血液， 因此也担心造成HIV、HBs等病毒污染。另外，在创伤部位使用2-3 天后纤维素开始溶解、被组织所吸收，因此不管是否需要一定期间粘 接创伤部位，存在血纤维蛋白糊的吸收比创伤的治愈快的情况的问题 [参考Pharma Meclica(单行本)Vol.14.1996医学评论社，157页]。 在临床上所使用的明胶系胶粘剂，由于交联剂甲醛或间苯二酚的 毒性限制了其使用范围。另外，在特开平7-163860号公报的发明， 虽然使用毒性低的交联剂，但是这些明胶系胶粘剂在通常的制备中， 需要在40℃以上加热材料的明胶水溶液并调解其粘度，而且由于交联 小分子明胶其凝胶化费时间，并具有使用交联剂多的缺点。 本发明的目的是提供一种适于作医疗用的材料。这种材料容易粘 接且粘接力强、能消除病素污染的危险性、对生物体的毒性低、在固 化后形成柔软的粘接层，而且能被组织吸收分解，同时不但不妨碍创 伤的治愈反能促进治愈。 本发明者们发现，在很多可添加到医药及食品中的胶原中混合聚 阴离子和水溶性碳化二亚胺所得到的水凝胶表示出在水存在下与生物 体组织高的粘接性的事实为基础，以这种水凝胶为生物体胶粘剂、止 血材料、封闭材料、死腔内填充材料等的非成型性医疗材料、和/或 以成型这种凝胶材料作代替血管等的成型性医疗材料可适于生物体， 进而完成了本发明。 即，本发明为利用聚阴离子和碳化二亚胺交联胶原所得的胶原凝 胶的制造方法，具体地说，本发明的胶原凝胶的制造方法，其特征是 在含有胶原和聚阴离子的水溶液中加入水溶性碳化二亚胺、使胶原和 聚阴离子交联反应；或者使聚阴离子和水溶性碳化二亚胺在含两者的 水溶液中反应，然后加入胶原水溶液，使胶原与聚阴离子交联；本发 明的医疗用材料为由上述胶原凝胶构成的生物体胶粘剂、止血材料、 封闭材料、死腔填充材料、代替血管等医疗用成型物或者制造这些医 疗用材料所用的各种配料。 在本发明所用的胶原，例如为碱处理或者以胃蛋白酶、胰蛋白酶、 胰凝乳蛋白酶、番瓜蛋白酶、链雷蛋白酶等酶处理从各种动物中所抽 提的不溶性胶原，并除去抗原性强的远缩氨酸部分的，I型、III型、 I+III型等的胶原。对胶原的来源没有特别地限定，一般可用从牛、 猪、兔、羊、鼠等的哺乳类或鸟类等的皮、骨、软骨、腱、脏器等中 所得到的胶原。这种胶原与明胶不同，即使不加温也能得到适当的粘 度，因此，在使凝胶化时调制简便。另外，由于此明胶的分子量高， 与生物体组织接近并且生理活性高，因此，在用于创伤时促进其治愈， 并与具有妨碍组织再生的明胶表示显明的对照。即使在固化后也柔软， 而且交联所需时间短，即，可在短时间进行完凝胶化。胶原溶解在含 有水、生理食盐水、象硼酸缓冲液那样的缓冲液、或氯化钠、溴化钠、 溴化钾等盐、蛋白质、糖、类脂物等的水溶液等对生物体无毒的溶剂 中使用。 在本发明所用的聚阴离子，为具有多个羧基作为水溶性官能基团 的高分子，若对生物体毒性少可用来自生物体的高分子或合成高分子。 具体地可列举透明质酸、海藻酸、阿拉拍树胶、聚谷氨酸、聚丙烯酸、 聚天冬氨酸、聚苹果酸、羧甲基纤维素、羧基淀粉等。这些聚阴离子 的分子量对形成胶原凝胶时的凝胶的粘接性或固化后的硬度等有影 响，因此根据需要可以任意决定。将这些聚阴离子溶解在与溶解胶原 所用的溶剂相同的对生物体无毒的水溶性中使用。另外，聚阴离子不 溶液的浓度通过水溶液的粘度中者在每一个聚合物分子中所有的羧基 的数可以适当地决定。 作为本发明所用的水溶性碳化二亚胺理想地可使用例如，1-乙基- 3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐、1-环己基-3-(2-吗啉基-4-乙 基)碳化二亚胺磺酸盐等。在本发明所用的水溶性碳化二亚胺随着反应 变成为惰性并且水溶性的尿素衍生物，因此所得到的胶原凝胶其毒性 是极其低的。将这些水溶性碳化二亚胺，直接以粉末状，溶解在与溶 解胶原或聚阴离子所用相同的对生物体无毒性的溶剂中使用。 本发明的胶原凝胶，在含胶原及聚阴离子的水溶液中加入水溶性 碳化二亚胺进行混合，或者使聚阴离子与水溶性碳化二亚胺反应后， 在所得到的水溶液中混合胶原水溶液能形成。在下面将说明这些工序。 另外，这种工序也可在适用的患部的创伤上进行。 在含胶原和聚阴离子的水溶液中，作为加入水溶性碳化二亚胺形 成凝胶的方法，若对含有0.1-3重量％、理想的为0.25-1重量％的 胶原与0.1-10重量％、理想的为0.5-5重量％的聚阴离子的混合水 溶液100份加入0.1-50重量％、理想的为0.5-25重量％的水溶性 碳化二亚胺水溶液0.5-20份或以上、或者直接加粉未状不溶性碳化 二亚胺2份，以秒为单位进行聚合并凝胶化。 通过以适当浓度将碳化二亚胺加入到胶原和聚阴离子中，在聚阴 离子分子中的羧基与胶原分子中的氨基或羟基之间，可形成酰胺键或 醚键，在胶原与阴离子的分子间或分子内生成交联进行凝胶化。 在含胶原和聚阴离子的水溶液中加入水溶性碳化二亚胺。可以直 接放置，或者也可以搅拌。 在含有胶原和聚阴离子的水溶液中加入水溶性碳化二亚胺进行凝 胶化时的温度及时间分别为10-40℃及5-120秒。 另外，作为在含有聚阴离子和水溶性碳化二亚胺的水溶液中使两 者反应，然后，混合胶原水溶液形成凝胶的方法，首先通过对于0.2- 20重量％的多元碳化二亚胺水溶液100份加入0.1-20重量％的水溶 性碳化二亚胺水溶液100份或者以上，或者直接加入粉末状水溶性碳 化二亚胺，使聚阴子与碳化二亚胺反应。 通过上述反应，聚阴离子分子中的羧基可变成酸酐键。 象这样在水溶液中使聚阴离子与碳化二亚胺两者反应时，将碳化 二亚胺加入到聚阴离子中可以直接放置，或者也可以搅拌。使碳化二 亚胺与聚阴离子反应时的温度及时间分别为10-40℃及1-5分钟是理 想的。 接着，通过将由上述方法使碳化二亚胺与聚阴离子反应所得的反 应液1-100份与0.1-3重量％的胶原水溶液1-200份、理想的为5 -100份混合，以秒为单位可形成胶原凝胶。 这样，通过混合羧基成酸酐键的聚阴离子与胶原，聚阴离子分子 中的酸酐键与胶原分子中的羧基、氨基或羧基等官能团反应，在胶原 分子与聚阴离子的分子间或这些分子内形成酰胺键或醚键成凝胶状 态。 混合羧基变成酸酐键的聚阴离子与胶原进行凝胶化时所需的时间 为5-120秒。混合时的温度为10-40℃。 通过以上方法所得的本发明的胶原可作各种医疗用材料使用。例 如，在硬膜、腹膜、筋膜等的创面的粘接，骨或软骨的粘接，脏器切 开部的粘接，皮肤的粘接，用于神经、肠管或输卵管的吻合，或者作 植皮或创伤覆盖保持材料等情况下用作生物体的胶粘剂。 本发明的胶原凝胶，即使在存在血液或体液那样的水分下也形成 凝胶，显示出对生物体组织的高粘接性，因此，可用作阻止手术时由 脏器的微小血管中出血、在缝合时从缝合丝孔中血液的漏出为目的的 止血材料及用在防止骨髓、胆汁等体液的漏出、封闭鼓膜缺损时的开 口部、封闭代替血管、封闭肺手术后的空气漏孔、封闭支气管、密封 分流软管等的生物体的封闭或医疗用的封闭的封闭材料。 另外，作为本发明的一种实施形式是提供一种在手术等中能迅速 得到胶原凝胶的由(1)胶原水溶液、(2)聚阴离子溶液及(3)碳化 二亚胺水溶液构成的配料。 本发明的胶原凝胶进一步通过注入等方法成型管、片材、网、缝 合线、板、棒状物、薄膜等，可单独使用这种成型物，或者与人工材 料组合以移植等的型适用于人体，经一定时间后胶原部分被生物体吸 收。能利用作为具有良好强度的免疫性低的医疗用成型物，例如人工 血管、人工神经管、人工食道等的成型医疗材料。 在以本发明的胶原凝胶作为胶粘剂、止血材、封闭材料或死腔填 充材料使用时，可按下述所示的方法将预先调制了的本发明的胶原凝 胶涂布和/或填充到患部，或者如下面所示方法分别将调制胶原凝胶 的材料水溶液直接涂布和/或填充到患部。 作为将本发明的胶原凝胶涂布在患部的方法，可列举(1)将含有 预先混合了的胶原、聚阴离子及水溶性碳化二亚胺的水溶液涂布在患 部上的方法；(2)将分别所调制的胶原水溶液与含有与碳化二亚胺反 应的聚阴离子的水溶液涂布在患部上的方法；以及(3)将胶原和聚阴 离子的混合水溶液与水溶性碳化二亚胺水溶液涂布在患部的二层或多 层涂布法、滴下上述二种溶液的方法、或喷雾等混合涂布法。 将本发明的胶原凝胶填充到空腔的方法，可按上述(1)-(3) 的方法，分别将液体填充到死腔。 这样在患部所形成有胶原凝胶，根据需要可以形成薄膜状、块状 等形状，在患部中能保持涂布填充时的形状。另外，通过改变涂布量、 填充量，也可以自由地改变胶原凝胶的厚度、被覆压的压积等。 下面，通过实施例具体地说明本发明。但是这些实施例在任何意 义上都没有限定本发明。 实施例1 在25℃的室温下对于由酶抽提的猪皮胶原1重量％的盐酸水溶液 (pH3.0)1ml混合100mg/ml的聚谷氨酸水溶液0.1ml作为A溶液。 然后，调制200mg/ml的水溶性碳化二亚胺水溶液作为B溶液。在25 ℃的室温下混合A溶液1ml和B溶液0.1ml，经10秒钟后固化失去流 动性。 实施例2 在25℃的室温下对于由酶抽提的猪皮胶原1重量％的盐酸水溶液 (pH3.0)1ml混合250mg/ml的聚谷氨酸水溶液0.1ml作为A溶液。 然后，调制100mg/ml的水溶性碳化二亚胺水溶液作为B溶液。在25 ℃的室温下混合A溶液1ml和B溶液0.1ml，经10秒钟后固化失去流 动性。 实施例3 用实施例1及2的方法，作成人工血管。分别准备直径4mm的特 氟隆棒和内径6mm的玻璃管。在各玻璃管中立插特氟隆棒，分别沿周 围填充由实施例1及2所调制的A溶液。然后，对于A溶液以1/10 量分别滴入B溶液。胶原水溶液在30秒钟后凝胶化，当取出特氟隆棒， 则可得到内径都为4mm的结实的胶原管。 实施例4 在25℃的室温下对于由酶抽提的猪皮胶原0.5重量％的盐酸水溶 液(pH3.0)1ml混合100mg/ml的聚谷氨酸水溶液0.1ml作为A溶液。 然后，调制200mg/ml的水溶性碳化二亚胺水溶液作为B溶液。在25 ℃的室温下混合A溶液1ml和B溶液0.1ml，经10秒钟后固化失去流 动性。 实施例5 在25℃的室温下对于由酶抽提的猪皮胶原0.25重量％的盐酸水溶 液(pH3.0)1ml混合100mg/ml的聚谷氨酸水溶液0.1ml作为A溶液。 然后，调制200mg/ml的水溶性碳化二亚胺水溶液作为B溶液。在25 ℃的室温下混合A溶液1ml和B溶液0.1ml，经20秒钟后固化失去流 动性。 实施例6 用实施例4及5的方法所制造的胶原凝胶，粘接大白鼠背部皮肤切口。 将大白鼠在全身麻醉下用手术刀沿纵向切开背部皮肤1cm。在该切口上 滴下A溶液1ml、B溶液，粘接切口。20秒种后切口牢固地粘接。观察 手术后、3日、5日、7日、2周、3周和创伤治愈状态，在任何一种情 况切口始终被粘接，用2周时间创伤治愈。