眼科における羊膜の用途

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2017年9月

Yvonne Holt, MD, NEXT Biosciences

羊膜は組織と細胞の組み合わせからなり、生体ドレッシングとして使用すると、軟組織の再成長の土台として作用し、創傷治癒を助けることができます。 羊膜の上皮層と間質層にある生物学的に活性な細胞は、抗炎症、抗菌、抗免疫、抗線維化作用を持つ成長因子やサイトカインを供給します1。

ヒト胎盤膜は、1900年代初頭に皮膚の代用品として使われ始めたと言われています。 これらの処置には、羊膜と絨毛膜が含まれていた。 羊膜は1940年にDe Rotthが眼球熱傷の治療に使うことを提案し、初めて眼科で単独で使われました2。治療は成功しましたが、その後、羊膜の使用は1990年代初頭に処理と保管の技術が改善されるまで廃れていきました

過去25年間に、文字通り何千もの眼科外科手術が様々な眼疾患治療に羊膜を使っており、700以上の専門誌に論文が出版されています。 羊膜はまた、生物学的ドレッシングとして、さまざまな再建外科手術にも使用されてきました。 3,4

羊膜の解剖学と生理学

子宮内では、羊膜は胎児と母親の両方の成分を含む胚外組織から発達し、絨毛膜によって一緒に保持されている。 胎児成分は羊膜と絨毛膜からなり，胎児と子宮内膜を隔てている4。 羊膜（AM）は、胎盤の胎児膜の最内層である。 無血管で、上皮層とそれに隣接する無血管間質層がある5,6。

羊膜は、人体で最も厚い膜の一つである。 1317>

  1. 立方上皮層；
  2. 基底膜；
  3. コンパクト層；
  4. 線維芽細胞層；および
  5. 中間層（スポンジー）：隣接図4は、その5層7の生化学特性を示すヒト羊膜の断面を示す。

羊膜が治癒に及ぼす影響

羊膜の基底膜は網状繊維からなる薄い層で、羊膜上皮に密着しているが、隣接するコンパクト層はより密で、複雑な網状ネットワークからなる細胞はない3、4。 免疫原性が低く、創傷治療に有益とされる生理活性因子、例えばコラーゲン、細胞接着性生理活性因子（フィブロネクチン、ラミニン、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン）、成長因子などを含んでいます3,7。

羊膜に含まれる生体因子やサイトカインから得られる治療効果：

  • 抗炎症作用-羊膜が炎症性サイトカインを抑制する。
  • 抗微生物作用-羊膜は創傷面に密着して外部環境に対する物理的バリアーとして機能し、抗微生物サイトカインを産生する。
  • 抗瘢痕化と抗接着作用-羊膜はTIMP（組織メタロタンパク質阻害因子）の分泌を介してプロテアーゼ活性を低下させ、抗線維化作用があると言われている。 また、線維芽細胞の活性化に関与するTGF-βを低下させ、損傷面同士の接着を防ぎます。
  • 非免疫原性および低抗原性-羊膜は組織適合抗原（HLA Class II）であるA、B、C DRおよびβ2ミクログロブリンの発現が少ないため、同種ドレッシングとして問題なく使用することができます。
  • 鎮痛作用-神経終末を効率的に覆うため、迅速な鎮痛効果があります。
  • 抗血管新生-新しい血管の形成を防ぎます。
  • IV、V、VII型コラーゲン-これらは細胞の分化と接着を促進します。
  • 上皮化促進-基底膜は細胞移動や上皮細胞の極性を保つのに適した下地となります。 KGF、b-FGF、HGF、TGF-ßなどの成長因子の発現とともに、上皮化、細胞増殖、分化が促進される

概要としては、羊膜の作用機構は、高濃度のサイトカインと成長因子に依存している。 羊膜を炎症部位や露出部位に使用することで、創傷治癒に好影響を与え、患者の痛みや不快感を軽減することができます3

厚い羊膜を使用する実用的な点は、創傷表面に容易に適合し、接着または縫合できることです。 膜は親水性で、周囲の液体を自然に吸収する。

羊膜の眼科手術への応用

羊膜は眼科手術において、損傷した眼組織の治癒や代替に用いる生体包帯として広く使用されている。 羊膜は薄く、軽く、伸縮性があり、ほぼ透明であるため、眼球表面への使用に適しています。 縫合したり、組織接着剤で固定することができます。 羊膜は、化学熱傷、角膜や結膜の潰瘍、壊滅的な潰瘍を引き起こす病気、目の組織を切除しなければならない外科的処置の際に使用されます

以下の例は、羊膜がうまく使われている眼科の3つの用途を示しています。

例1：スティーブン・ジョンソン症候群

これは、薬剤や感染症によって引き起こされる免疫反応による、皮膚や粘膜のまれな急性水泡性疾患です。 臨床像は部分的な厚さの熱傷に似ており、眼病変が非常に多い。 羊膜は治癒を早め、痛みを和らげるのに有効です。

例1 図: 5×10cmの羊膜シートによる羊膜移植。 (A）静脈チューブを用いてシンブルフェロンリングを作製する。 (B）上まぶたに羊膜を貼付する。 (C) 6-0ポリプロピレンマットレス縫合糸とボルスターを用いたAMの固定。 (D) AMを眼表面に展開します。 (E) カスタムメイドのシンブルフェロンリングを眼窩に装着します。 リングはすでに上側の眼窩に押し込まれており、下側の眼窩に静かに沈着している。 (F）下眼瞼へのAMのアンカーリング＜1317＞＜1966＞写真引用：Ma K N , Thanos A, Chodosh J, Shah A S, Mantagos I S; A Novel Technique for Amniotic Membrane Transplantation in patients with Acute Stevens-Johnson Syndrome; The Ocular Surface、2016；14（1）：31-36.から引用したものである。

例2 角膜穿孔・潰瘍

これらは羊膜を生体ドレッシングとして使用し空洞を埋めることで効果的かつ迅速に治癒します。

例2 図． 角膜穿孔の手術の手順。 小さい潰瘍や縁が急な穿孔には、上図のようにロール状の羊膜（AM）を穿孔に押し込んでクロスステッチ固定する。

中図の大きい穿孔には、まずAMをロール状に折り畳んで穿孔に差し込む。 次に、二層のAMを上皮側を上にしてロールと潰瘍に被せ、10-0ナイロン縫合糸で固定した。 第三に、20％C3F8（パーフルオロプロパン）0.3mLを前房内に注入した。 最後に、より大きな羊膜片を一時的なパッチとして角膜全体に貼り、角膜辺縁と近縁上膜に2周の10-0ナイロン縫合糸で固定した

下図は、羊膜ロール、二層羊膜、角膜全体に貼り付ける大きな羊膜片の配置を示している。

写真引用：Fan J, Wang M, Zhong F; Improvement of Amniotic Membrane Method for the Treatment of Corneal Perforation; BioMed Research International; 2016; Article ID 1693815.

例3：Pterygium surgery

一般に行われているこの処置で羊膜がうまく使用される。 翼状片は、目の結膜にできる良性の増殖で、通常は鼻に近い部分にできます。 これらの増殖は眼に炎症を起こすことがあり、外科的に除去する必要があります。 摘出後に残った欠損は、以下に見られるように羊膜を貼ることでうまく治癒します。

例3 図: 多層羊膜移植の手術手技。 (a)翼状片切除後、ノギスで強膜の欠損を測定した。 (b) 羊膜をゲンチアナバイオレットでマーキングし、欠損部を覆う適切なサイズの移植片が得られることを確認した。 膜は上皮／基底膜側を上にして角膜の上に置かれた。 (c) 膜を強膜床の上に滑らせ、縁を滑らかな鉗子を用いてレシピエント結膜と一緒に「つまむ」ようにしました。 (d) セルローススポンジで膜の安定性を確認した。

写真引用：Fahmy RM; Pterygium Resection with Amniotic Membrane Grafting in a Patient with Xeroderma Pigmentosum; Austin J Clin Ophthalmol; 2016 Vol 3 (2); ISSN : 2381-9162

まとめ：羊膜は眼科における理想的な生体ドレッシングとして示されており、世界中で使用されている。 イボンヌ・ホルト博士は、南アフリカのバイオテクノロジー企業であるネクスト・バイオサイエンシズのメディカルディレクターを務めています。 ネクスト・バイオサイエンスは、主に妊娠前から出産後までの市場を対象に、新生児幹細胞バンク、遺伝子検査、新生児スクリーニングに特化しています。 また、バイオロジクス部門では、眼科手術に使用される胎盤膜（AmnioMatrix）や臍帯血血清（OptiSerum）を用いた治療薬（点眼薬）の開発を行っています。 ホルト博士はウィッツ大学医学部を卒業し、小児科と輸血医学のディプロマを取得しています。 ホルト博士は、[email protected]

  1. Perepelkin N, Hayward K, Mokeona T et al.; Cryopreserved amniotic membrane as a transplant allograft: viability and post-transplant outcome; Cell and Tissue Banking 2016; 17(1):39-50 で質問に答えることができる。
  2. Rahman I, Said DG, Maharajan VS, Dua HS. 眼科における羊膜：適応と限界。 Eye. 2009; 23(10):1954-61.
  3. Dua HS, Gomes JA., King AJ, Maharajan VS.眼科における羊膜：適応と限界。 眼科における羊膜． 眼科の調査。 2004; 49(1):51-77.
  4. Niknejad H, Peirovi H, Jorjani M, Ahmadiani A, Ghanavi J, Seifalian AM.眼科の羊膜。 組織工学に利用可能な羊膜の特性。 欧州の細胞やマテリアルズ。 2008; 15:88-99.
  5. Tyszkiewicz JT, Uhrynowska-Tyszkiewicz IA, Kaminski A, Dziedzic-Goclawska A. Tamnion allografts prepared in the Central Tissue Bank in Warsaw.Allografts in Japan. 移植の年報：ポーランド移植学会の季刊誌。 1999; 4(3-4):85.
  6. Bourne G. The Fœtal Membranes. 正常羊膜と絨毛の解剖学的特徴とその機能の一端を概説する。
  7. Jiang A, Li C, Gao Y, Zhang M, Hu J, Kuang W, et al. In vivo and in vitro inhibitory effect of amniotic extraction on neovascularization（羊膜抽出物の新生血管に対するin vivoおよびin vitro抑制効果）. Cornea. 2006; 25:s36-s40.

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