CN114632190A - 半月板再生基材 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够通过以覆盖损伤的半月板的患处的方式缠绕固定而促进半月板的再生、并且操作性和耐久性优异的半月板再生基材。该半月板再生基材是在半月板的再生治疗中，能够通过覆盖膝关节的半月板的损伤部分来促进半月板的再生的半月板再生基材，仅在包含聚乙交酯的无纺布的单侧表面上复合一体化有包含丙交酯－ε－己内酯共聚物的膜。

Description

半月板再生基材

技术领域

本发明涉及能够通过以覆盖损伤的半月板的患处的方式缠绕固定来促进半月板的再生、并且操作性和耐久性优异的半月板再生基材。

背景技术

半月板是位于膝关节内的软骨样组织。以下使用图1和图2对膝关节的结构进行说明。图1是右膝关节的矢状面的截面示意图，图2是右膝关节的横截面的截面示意图。如图1所示，膝关节在股骨4与胫骨5之间具有半月板1，在股骨4和胫骨5相对的一侧分别形成有软骨3。在膝的前面具有髌骨6，在其下部具有髌下脂肪垫(IPFP：Infrapatellar Fat Pad)2。膝关节由关节囊7包裹，关节内部充满关节液8。如图2所示，半月板1在膝关节的内侧和外侧以相对的方式形成一对，膝关节的前面侧和后面侧变厚。

半月板的变性或损伤与变形性膝关节症(OA：osteoarthritis)中的软骨变性均是常见的病症之一。另外，也有通过切除半月板，使得软骨组织减少，导致变形性膝关节症恶化的报道。半月板是包含大量无血管区域的组织，因此缺乏自我再生能力，自我修复困难。因此，为了通过手术促进半月板的治愈，除了半月板缝合术以外，还进行着生长因子、滑膜移植、骨髓刺激等追加处理，但半月板的再生并不充分。

另一方面，随着近年来细胞工程技术的进展，能够培养包括人细胞在内的多种动物细胞，而且，使用这些细胞来重建人的组织或器官的所谓再生医疗的研究飞速发展。在再生医疗中，细胞能否增殖分化而构建三维的生物体组织样的构造物是关键点，例如进行了如下方法：将基材移植到患者的体内，细胞从周围的组织或器官侵入基材中进行增殖分化，从而使组织或器官再生。

作为再生医疗用的基材，例如提出了专利文献1所公开的使用包含生物吸收性材料的无纺布的方案。包含生物吸收性材料的无纺布在作为再生医疗用的基材或缝合强化材料使用的情况下，细胞侵入其空隙部分并增殖，使组织快速再生。在半月板的再生治疗中，也进行了使用这样的组织再生基材的尝试，例如研究了将包含生物吸收性材料的无纺布夹在包含生物吸收性材料的膜中的结构的组织再生基材、和将无纺布状的胶原蛋白叠层多层而得到的组织再生基材用于半月板的再生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平05－076586号公报

然而，包含生物吸收性材料的无纺布夹在包含生物吸收性材料的膜中的组织再生基材存在半月板的再生能力低、而且由于难以弯曲导致难以进行在半月板的患处缠绕、包裹等的移植中的操作的问题。另外，叠层有多层胶原蛋白的组织再生基材虽然半月板的再生能力比包含生物吸收性材料的无纺布夹在包含生物吸收性材料的膜中的组织再生基材高，但是尽管如此仍不充分，而且存在在半月板这样的暴露于高负荷和摩擦的严酷的环境中使用时强度差的问题。

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种半月板再生基材，其能够通过以覆盖损伤的半月板的患处的方式缠绕固定来促进半月板的再生，并且操作性和耐久性优异。

用于解决技术问题的技术方案

本发明为一种能够在半月板的再生治疗中通过以覆盖膝关节的半月板的损伤部分的方式缠绕固定来促进半月板的再生的半月板再生基材，仅在包含生物吸收性材料的无纺布的单侧表面上复合一体化有包含生物吸收性材料的膜。

以下对本发明进行详细说明。

本发明的发明人进行深入研究，结果发现通过仅在包含生物吸收性材料的无纺布的单侧表面叠层、复合一体化包含生物吸收性材料的膜，相比于现有的组织再生基材，能够发挥更高的半月板再生性能，从而完成了本发明。

本发明的半月板再生基材具有包含生物吸收性材料的无纺布(以下，也简称为无纺布)。

上述无纺布具有成为用于使从半月板以外的外部侵入的细胞或半月板内的细胞增殖的支架的作用。另外，上述无纺布由生物吸收性材料构成，所以随着半月板再生逐渐被体内吸收，因此不需要用于取出的再次手术，安全性高。

上述生物吸收性材料没有特别限定，例如可以列举：聚乙交酯、聚丙交酯、聚－ε－己内酯、丙交酯－乙交酯共聚物、乙交酯－ε－己内酯共聚物、丙交酯－ε－己内酯共聚物、聚二氧环己酮、聚柠檬酸、聚苹果酸、聚－α－氰基丙烯酸酯、聚－β－羟基酸、聚三亚甲基草酸酯、聚四亚甲基草酸酯、聚原酸酯、聚原碳酸酯、聚碳酸亚乙酯、聚－γ－苄基－L－谷氨酸、聚－γ－甲基－L－谷氨酸、聚－L－丙氨酸等的合成高分子；或淀粉、海藻酸、透明质酸、几丁质、果胶酸及其衍生物等的多糖类；或明胶、胶原蛋白、白蛋白、纤维蛋白等的蛋白质等的天然高分子等。这些生物吸收性材料可以单独使用，也可以一起使用2种以上。其中，从细胞更容易从半月板的边缘聚集的观点考虑，优选聚乙交酯。

上述聚乙交酯的重均分子量的优选的下限为30000，优选的上限为400000。如果上述聚乙交酯的重均分子量为30000以上，则能够进一步提高强度，如果为400000以下，则能够进一步抑制异物反应。上述聚乙交酯的重均分子量的更优选的下限为50000、更优选的上限为300000。

作为上述聚乙交酯的分子量的替代指标，也可以使用熔体流动速率。该聚乙交酯的熔体流动速率的优选的下限为0.1g/10分钟，优选的上限为100g/10分钟。如果在该范围，则能够容易地制造包含聚乙交酯的无纺布。聚乙交酯的熔体流动速率的更优选的下限为1g/10分钟，更优选的上限为50g/10分钟。

其中，熔体流动速率的测定条件是将聚乙交酯以240℃在料筒内保持10分钟熔融后，以负荷4kgf的条件测得的值。

上述无纺布优选平均纤维直径为0.9μm以上7.0μm以下。

通过无纺布的平均纤维直径在上述范围，能够使细胞更容易侵入，并且还能够提高强度。上述无纺布的平均纤维直径更优选为1.5μm以上，更优选为3.0μm以下，进一步优选为2.0μm以下。

其中，在本说明书中，无纺布的平均纤维直径是指切取坯料的中央的一部分，利用电子显微镜进行观察，随机测定10处纤维直径而取得的平均值。

上述无纺布优选单位面积重量为3g/m²以上20g/m²以下。

通过除了使无纺布的平均纤维直径在上述范围之外，还使单位面积重量在上述范围，能够使细胞更容易侵入，并且还能够提高强度。上述无纺布的单位面积重量优选为5g/m²以上，优选为15g/m²以下。

上述无纺布的厚度没有特别限定，优选的下限为50μm，优选的上限为200μm。通过无纺布的厚度在上述范围，能够进一步提高所得到的半月板再生基材的强度，并且能够提高半月板的再生能力。上述无纺布的厚度的更优选的下限为70μm，更优选的上限为130μm。

上述无纺布的制造方法没有特别限定，例如能够使用静电纺丝沉积法、熔喷法、针刺法、纺粘法、闪蒸纺丝法、水流交络法、气纺法、热粘法、树脂粘合法、湿式法等现有公知的方法。

本发明的半月板再生基材在上述的包含生物吸收性材料的无纺布的单侧表面上具有包含生物吸收性材料的膜(以下，也简称为膜)。

上述膜具有使股骨或胫骨等与半月板接触的骨骼的运动顺利、即在直至损伤的半月板的患处再生之前代替患处的软骨发挥功能的作用。

上述膜的表面光滑，因此难以妨碍与半月板接触的骨骼的运动。并且，上述膜由生物吸收性材料构成，所以随着半月板再生被体内逐渐吸收，最终消失，因此安全性高。

构成上述膜的生物吸收性材料没有特别限定，能够使用与上述无纺布同样的生物吸收性材料，但构成上述膜的生物吸收性材料优选比构成上述无纺布的生物吸收性材料的分解速度慢。

通过使上述膜由比上述无纺布的分解速度慢的生物吸收性材料构成，能够在直至半月板再生之前充分赋予耐受与软骨的摩擦的耐久性。这样的生物吸收性材料根据构成上述无纺布的生物吸收性材料适当确定，在构成上述无纺布的生物吸收性材料为聚乙交酯的情况下，优选丙交酯－ε－己内酯共聚物。

上述丙交酯－ε－己内酯共聚物优选源自丙交酯的结构单元与源自ε－己内酯的结构单元的摩尔比为45：55以上55：45以下。通过使源自上述丙交酯的结构单元与源自ε－己内酯的结构单元的摩尔比在上述范围，能够制成具有高耐久性和适度分解速度的膜。源自上述丙交酯的结构单元与源自ε－己内酯的结构单元的摩尔比更优选为48：52以上52：48以下。

上述丙交酯－ε－己内酯共聚物的重均分子量的优选的下限为150000，优选的上限为600000。上述聚乙交酯的重均分子量为300000以上时，能够进一步提高强度。上述聚乙交酯的重均分子量的更优选的下限为200000，更优选的上限为400000。

上述膜的厚度没有特别限定，优选为100μm以上600μm以下。

通过上述膜的厚度在上述范围，能够进一步提高操作性和直至半月板再生之前充分耐受与软骨的摩擦的耐久性。上述膜的厚度更优选为300μm以上，更优选为400μm以下。

上述膜的制造方法没有特别限定，例如能够使用熔融挤出成型法等现有公知的方法。

本发明的半月板再生基材中，上述膜仅在上述无纺布的单侧表面上复合一体化。通过使上述膜仅叠层于上述无纺布的单侧表面，在没有叠层上述膜的表面露出具有大量空隙的无纺布，细胞容易从半月板内部和半月板周缘侵入、增殖，相比于现有的组织再生基材，能够提高半月板再生能力。

另外，本发明的半月板再生基材由于使上述膜仅叠层于上述无纺布的单侧表面，所以容易进行缠绕、包裹等操作，操作性高。此外，由于具有上述膜，所以对于与软骨的摩擦的耐久性也高。其中，这里的复合一体化是指以上述无纺布与上述膜不容易分离的程度牢固地贴合的意思。另外，为了调节厚度等，上述无纺布和上述膜也可以为叠层多个无纺布或膜的结构。

本发明的半月板再生基材的制造方法没有特别限定，例如可以通过在由上述方法制得的无纺布上重叠由上述方法制得的膜，在载置重物的状态下进行真空加热的方法等来制造。

本发明的半月板再生基材能够用于半月板的再生治疗。

具体而言，能够通过在损伤的半月板的患处将半月板再生基材以覆盖膝关节的半月板的损伤部分的方式缠绕、缝合等的方法进行固定，促进半月板的再生。特别是本发明与现有的半月板再生基材相比，半月板的再生能力优异，所以能够降低再生后的半月板再次断裂的风险。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种通过以覆盖损伤的半月板的患处的方式缠绕并固定来促进半月板的再生、并且操作性和耐久性优异的半月板再生基材。

附图说明

图1是右膝关节的矢状面的截面示意图。

图2是右膝关节的横截面的截面示意图。

图3是表示抗拉强度的测定结果的图表。

图4是表示挂线强度的测定结果的图表。

图5是表示细胞的存活定量评价结果的照片。

图6是表示细胞的存活定量评价结果的图表。

图7是表示半月板的再生性评价中的第8周的半月板缺损部位的状况的显微镜照片。

图8是表示半月板的再生性评价中的第12周的半月板缺损部位的状况的显微镜照片。

图9是表示半月板的再生性评价中的Ishida评分的结果的图表。

图10是表示股骨软骨的损伤评价中的第8周的股骨的软骨的状况的显微镜照片。

图11是表示股骨软骨的损伤评价中的第12周的股骨的软骨的状况的显微镜照片。

图12是表示股骨软骨的损伤评价中的OARSI评分的结果的图表。

符号说明

1：半月板；2：髌下脂肪垫；3：软骨；4：股骨；5：胫骨；6：髌骨；7：关节囊；8：关节液。

具体实施方式

以下列举实施例，对本发明的方式进行更详细的说明，但本发明并不仅限定于这些实施例。

(实施例1)

在生物吸收性无纺布(Neoveil Nano(NV－1010－D15G)、郡是株式会社制、平均纤维直径：3μm、单位面积重量：10g/m²、厚度：80μm)的单侧表面上重叠3片由丙交酯－ε－己内酯共聚物构成的膜(厚度：100μm、源自丙交酯的结构单元与源自ε－己内酯的结构单元的摩尔比为50：50)，制成叠层体。将叠层体放入真空干燥机(DP41、Yamato Scientific co.,ltd.制)，用硅片夹持，并载置板状的重物，施加3kPa的负荷。在真空下以160℃加热压接10分钟，从而得到半月板再生基材。

(比较例1)

使用郡是株式会社制SEAMDURASD－0909C(将厚度80μm的由聚乙交酯构成的无纺布夹在2片厚度100μm的由丙交酯－ε－己内酯共聚物构成的膜之间的3层结构)作为半月板再生基材。

(比较例2)

使用Geistlich公司制Bio－Gide(无纺布状的胶原蛋白2层结构、厚度：600μm)作为半月板再生基材。

＜评价＞

对实施例和比较例得到的半月板再生基材进行以下的评价。

(抗拉强度的测定)

将所得到的半月板再生基材切成50×10mm，制作测定样品。将测定样品安装在卡盘上，使用Autograph(岛津制作所制)以卡盘间距离20mm、试验速度50mm/min的条件测定抗拉强度。接着，分别准备在生理盐水中浸渍2周、4周、8周的测定样品，按照与上述同样的方法对各样品测定抗拉强度。将结果示于图3。其中，关于比较例2，在4周和8周半月板再生基材完全分解而无法测定。

(挂线强度的测定)

将所得到的半月板再生基材切成22mm×22mm，在1组对边的距端部3mm的位置开孔，分别穿线(2－0尼龙线、直径0.3mm)。穿过的线将两端系住形成环，将其作为测定样品。对所得到的测定样品，将各线用卡盘夹住，使用Autograph(岛津制作所制)以卡盘间距离40mm、试验速度100mm/min的条件测定线的抗拉强度(挂线强度)。然后，分别准备在生理盐水中浸渍2周、4周、8周的测定样品，按照与上述同样的方法对各样品测定挂线强度。将结果示于图4。其中，关于比较例2，在4周和8周半月板再生基材完全分解而无法测定。

(细胞存活定量的评价)

将所得到的半月板再生基材切成1×1cm，在培养液中浸透后，将ATDC－5散布在各基材上，在37度孵育。在1周、2周、4周后使用LIVE/DEAD assay试剂，用激光显微镜进行存活细胞的评价。

染色照片示于图5，将活细胞数的结果定量化的图表示于图6。

由图5、6可知，实施例1相比于比较例1、2，使细胞增殖的性能优异。

(半月板的再生性的评价)

作为实验动物准备兔子(日本白色家兔、月龄6个月、雄性)，在内侧半月板前节部形成Φ2mm的圆柱缺损。以在半月板缺损部的周围分别缠绕半月板再生基材的方式移植并缝合。对作为对照的没有移植半月板再生基材的兔子、以及移植了实施例1的半月板再生基材的兔子2只、移植了比较例1和比较例2的半月板再生基材的兔子2只共计4只兔子进行移植。

术后第8、12周，将其杀死，取出半月板。然后，对半月板的切除部位实施番红O染色，制作显微镜样品，拍摄显微镜照片。将第8周的照片示于图7，将第12周的照片示于图8。另外，通过对组织标本评分，算出Ishida评分(Ishida score)。将算出的Ishida评分示于图9。其中，Ishida评分是指关于半月板组织修复的评价方法。

由图7、8可知，实施例1中缺损部位被逐渐填充，并且，由于缺损部位的表面被染色，所以可知细胞从表面侵入。另一方面，在比较例1、2中，缺损几乎没有被填充，而且表面也基本没有被染色，所以可知细胞的侵入少。这也可以由图9的Ishida评分结果得到确认。

(股骨软骨的损伤的评价)

取出在半月板再生性的评价中杀死的兔子的股骨。对取出的股骨的与半月板相接的软骨实施番红O染色，制作显微镜样品，拍摄显微镜照片。将第8周的照片示于图10，将第12周的照片示于图11。另外，通过对组织标本评分，算出OARSI评分(OARSI score)。将算出的OARSI评分示于图12。其中，OARSI评分是指在软骨变性的评价中使用的评分。

由图10、11可知，由于实施例1的被染色的面积大，所以软骨细胞没有受到损伤。另一方面，比较例1、2虽然与没有移植半月板再生基材的情况相比摩损少，但是由于被染色的面积小，所以可知细胞受到了损伤。这也可以由图12的OARSI评分结果得到确认。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供通过以包覆损伤的半月板的患处的方式缠绕固定来促进半月板的再生、并且操作性和耐久性优异的半月板再生基材。

Claims (3)

1.一种半月板再生基材，其特征在于：

所述半月板再生基材能够在半月板的再生治疗中通过以覆盖膝关节的半月板的损伤部分的方式缠绕固定来促进半月板的再生，

所述半月板再生基材仅在包含生物吸收性材料的无纺布的单侧表面上复合一体化有包含生物吸收性材料的膜。

2.如权利要求1所述的半月板再生基材，其特征在于：

构成所述膜的生物吸收性材料的分解速度比构成所述无纺布的生物吸收性材料慢。

3.一种半月板再生基材，其特征在于：

所述半月板再生基材能够在半月板的再生治疗中通过以覆盖膝关节的半月板的损伤部分的方式缠绕固定来促进半月板的再生，

所述半月板再生基材仅在包含聚乙交酯的无纺布的单侧表面上复合一体化有包含丙交酯－ε－己内酯共聚物的膜。

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