JP2003024340A - 支持骨格固定装置およびその製造方法 - Google Patents

支持骨格固定装置およびその製造方法

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JP2003024340A
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tissue
polymer
scaffold
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Joseph H Contiliano
ジョセフ・エイチ・コンティリアーノ
Joseph John Hammer
ジョセフ・ジョン・ハマー
Alireza Rezania
アリレザ・レザニア
Angelo G Scopelianos
アンジェロ・ジー・スコープリアノス
Murty Narayan Vyakarnam
マーティー・ナラヤン・バイカーナム
Mark Charles Zimmerman
マーク・チャールズ・ジマーマン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 病気のおよび／または損傷した筋骨格組織の
修復および／または再生において有用である組織支持骨
格移植装置を提供する。 【解決手段】 本発明は発泡体組織支持骨格部品による
支持骨格固定部品の部分的な封入により当該支持骨格固
定部品に固定して連結されている発泡体組織支持骨格部
品を備えている組織支持骨格移植装置、および当該装置
を作成する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は病気のまたは損傷し
た筋骨格組織の修復または再生を容易にする生体吸収性
の（bioabsorbable）支持骨格移植装置およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】組織工学（ＴＥ）は既存の組織構造の維
持または新しい組織成長を可能にすることのいずれかの
ために工学的な修練を適用することである。この工学的
な手法は一般に細胞が付着して増殖する構造的な支持体
として作用して、傷または欠損部分を修復するための新
しい組織を合成する生体相容性の（biocompatible）組
織支持骨格の供給を含む。好ましくは、これらの組織支
持骨格は生体吸収性の材料により作成されている。生体
吸収性の組織支持骨格は身体が傷または欠損部分を修復
するための新しい組織を合成した後にその身体に吸収さ
れる。合成の生体吸収性で生体相容性のポリマーは当業
界において周知であり、脂肪族ポリエステル、ホモポリ
マー、およびグリコール酸、グリコリド、乳酸、ラクチ
ド（ｄ，ｌおよびメソ体、およびこれらの混合物）、ε
−カプロラクトン、トリメチレン・カーボネートおよび
ｐ−ジオキサノン等のモノマーのコポリマー（ランダ
ム、ブロック、セグメント化およびグラフト）を含む。
【０００３】多くの生体吸収性の組織支持骨格が組織の
修復および再生における使用のために認識されている。
ポリラクチド等のポリヒドロキシ酸のポリマーにより構
成されている多孔質のメッシュ・プラグが骨の空隙部分
を治癒するために用いられている。さらに最近におい
て、別の組織工学用の支持骨格が報告されている。これ
らの支持骨格は支持骨格における多孔質構造を形成する
ための浸出性物質、真空発泡技法、および析出ポリマー
のゲル塊状物の使用を含む多数の異なる方法により製造
されている。室温よりも高い温度において昇華する遊走
性の化合物と共に溶融するポリマーが知られている。織
地を基材とする繊維質の組織支持骨格および凍結乾燥に
より形成した生体相容性で生体吸収性の発泡体の組織支
持骨格が知られている。約１０μｍ乃至約２００μｍの
気孔寸法を有するポリヒドロキシ酸の多孔質で連続気泡
型の発泡体が血管および細胞の内方発育のために用いら
れている。さらに、この発泡体は繊維、糸、組みひも、
編み布地、スクリム等により補強することもできる。
【０００４】関節軟骨は関節内の骨の間の関節面を被覆
している組織であり、２種類の主な相、すなわち、固体
の基質相および間隙の流体相により構成されている。軟
骨に剛性および強度を与えているこの基質は軟骨細胞に
より生成されて維持されている。また、上記の間隙流体
相は軟骨組織に対して粘弾性の動作を与えている。この
ような関節軟骨の修復においては、組織工学用の支持骨
格を下層の骨に固定してその関節部分の移動により位置
ずれしないようにすることが必要である。
【０００５】上記関節軟骨を修復する方法が既に知られ
ている。既知の関節軟骨修復片の一例は強靭で柔軟な材
料のコーティングの皮膜を有しているか、または有して
いない不織地でフェルト状の繊維材料の支持層を備えて
いる。このような下層の骨に対して修復片を固定するた
めの手段は細長いファスナー、縫合、接着結合、および
骨のアンダーカット部分における機械的な連結を含む。
【０００６】治癒作用が生じるまで生体材料を保持する
ための連結方法の一例は幾つかの工程を含む。第１に、
縫合線を表面から少なくとも２本の線が現出している状
態で骨組織の中に肋軟骨下プレートを通して固定する。
その後、これら２本の線をその移植部材を通して引っ張
り、その軟骨修復材料を固定するために用いる。
【０００７】多数の工程の方法を必要とすることを回避
するために、幾つかのこれまでの研究が支持骨格と当該
支持骨格を下層の骨に固定するための手段とを結合する
装置を報告している。例えば、既知のプロテーゼ用の吸
収性の軟骨支持骨格の一例において、吸収性の基礎部品
が軟骨の中に延在しているパイロット穴の中への挿入に
適合していて、上記装置の骨の中への固定を可能にして
いる。この支持骨格は生体相容性で生体吸収性の繊維に
より製造されている。この装置を形成する場合に、支持
骨格を基礎部品に結合するために基礎部品の上部におけ
る穴の中に当該支持骨格内の数本の繊維を圧縮力をかけ
て押し入れる。しかしながら、このような支持骨格を基
礎部品に結合するための圧縮力により支持骨格を損傷す
る可能性がある。
【０００８】別の既知の生体吸収性の軟骨修復システム
においては、多孔質で生体吸収性のインサート部材が支
持フレームの側壁部の中において当該側壁部内の窓部か
ら半径方向に外側に延出しているフランジ部により保持
されている。この構成は支持骨格と当該支持骨格を下層
の骨に固定するための手段とを結合している単一の装置
を形成するが、この支持骨格は上記半径方向に外側に延
出しているフランジ部を備えて製造する必要がある。
【０００９】さらに、生体相容性の組織支持骨格はヒア
ルロン酸（ＨＡ）、コラーゲン、アルギネート、キトサ
ン、およびこれらの混合物等の生物学的な材料を基材と
しているポリマーにより作成されている。また、上記Ｈ
Ａおよびコラーゲン等の種々の生体ポリマーの三次元的
な多孔質発泡体および不織地構造が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】新しい組織構造の成長
のための構造的支持体として作用する多数の組織工学的
な処理を施した支持骨格装置が存在している。これらの
装置を下層の骨に対して固定するための手段がこれまで
に報告されているが、これらの既に開示されている方法
および装置における制限は多段階の固定方法を必要とす
ること、支持骨格に対する損傷の可能性、および固定手
段に結合するために極めて特定の形状で製造する必要の
ある支持骨格を含む。従って、固定装置の中に支持骨格
が保持されている状態で組織の内方発育が生じる、骨ま
たは軟骨等の、硬質組織に対して固定するための組織工
学用の支持骨格装置が要望されている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は支持骨格固定部
品および当該支持骨格部品に固定される発泡体の組織支
持骨格部品を備えている組織支持骨格移植装置に関し、
さらに、当該組織支持骨格移植装置の作成方法に関す
る。上記発泡体の支持骨格部品はその発泡体の組織支持
骨格内への組織の浸潤および成長を容易にするために有
効な連続気泡型の多孔質構造を有しており、この発泡体
支持骨格部品は当該発泡体支持骨格部品による上記支持
骨格固定部品の部分的な封入により当該支持骨格固定部
品に対して固定される。好ましくは、上記移植装置は上
記固定部品を所定の位置および配向で選択された形態の
金型の中に入れる処理、この金型に適当な溶媒中におけ
る選択された高分子材料の溶液を添加して、当該金型の
中のポリマー溶液を溶媒相とポリマー相に分離する処
理、および上記金型から溶媒相を除去する処理により作
成され、これにより上記固定部品を部分的に封入してい
る発泡体の組織支持骨格部品が得られ、当該高分子発泡
体部品による上記固定部品の部分的な封入状態が得ら
れ、これにより付加的な結合手段を全く用いずに上記発
泡体支持骨格部品の上記固定部品に対する固定した連結
状態が得られる。このような装置は病気のおよび／また
は損傷した筋骨格組織の修復および／または再生におい
て有用であり、多段階の固定方法を必要とする装置に優
る改善手段である。
【００１２】
【発明の実施の形態】軟骨関節の修復において、上記移
植片の構造は組織の内方発育を容易にするために有効で
ある必要がある。好ましい組織内方発育を促進する構造
は上記発泡体支持骨格部品における各気泡が連続してい
てその内部において細胞成長を可能にするために十分な
寸法を有している構造である。また、有効な気孔寸法は
各気孔が約１００ミクロン乃至約１，０００ミクロン、
さらに好ましくは約１５０ミクロン乃至約５００ミクロ
ンの範囲内の平均直径を有している寸法である。
【００１３】図１乃至図３（ａ）において、移植片１０
は高分子発泡体支持骨格部品１２および固定部品２０を
備えている。発泡体部品１２は好ましくは連続気泡型の
気孔構造を有している気孔１４を含んでいる。また、固
定部品２０は支持骨格用支持体２２および固定用ポスト
部材２４を有している。本発明において使用するための
好ましい固定部品が図３（ｂ）において示されている。
同図において示されているように、固定用ポスト部材２
４は当該固定用ポスト部材２４の移植部位への結合性を
高めるためのリブ、セレーション、またはその他の粗面
手段または係合手段２５を有することができる。
【００１４】上記移植片１０は手術室環境内における取
り扱いを容易にするために十分な構造的完全性および物
性を有している必要がある。高分子発泡体支持骨格部品
１２および固定部品２０は外科処理の前、処理中、また
は処理後に分離しないために固定して結合する必要があ
る。十分な強度および物性は上記発泡体支持骨格部品お
よび固定部品を形成するために使用する各材料の選択お
よび製造方法により上記移植片において反映される。図
３（ａ）において示されているような実施形態におい
て、発泡体部品１２は固定部品２０における支持骨格用
支持体２２を実質的に封入している。この封入は付加的
な結合手段を要さずに発泡体部品１２を固定部品２０に
固定して結合する手段として作用する。
【００１５】図４および図５において示されている好ま
しい実施形態において、固定部品２０における支持骨格
用支持体２２は貫通孔２３を有しており、発泡体支持骨
格部品１２の各気孔１４が当該貫通孔２３の中に侵入し
て支持骨格部品２２に対して結合することにより発泡体
部品１２が支持骨格用支持体２２に対して一体になる。
【００１６】好ましい実施形態において、上記固定部品
および発泡体支持骨格部品は好ましくは生体吸収性のポ
リマーを含有している。本発明の結合方法を利用してい
る上記のような方法は身体により完全に吸収できる組織
工学的な処理を施した支持骨格移植装置を提供できる。
【００１７】多様な生体吸収性のポリマーが本発明によ
る組織工学的な処理を施した支持骨格移植装置を作成す
るために使用できる。適当な生体相容性で生体吸収性の
ポリマーの例は脂肪族ポリエステル、ポリ（アミノ
酸）、コポリ（エーテル−エステル）、ポリアルキレン
・オキサレート、ポリアミド、チロシン誘導型ポリカー
ボネート、ポリ（イミノカーボネート）、ポリオルトエ
ステル、ポリオキサエステル、ポリアミドエステル、ア
ミン基を含有しているポリオキサエステル、ポリ（酸無
水物）、ポリホスファゼン、生体分子（すなわち、コラ
ーゲン、エラスチン、生体吸収性デンプン等の生体ポリ
マー）、およびこれらの混合物から成る群から選択され
るポリマーを含む。本発明の目的に対応して、上記脂肪
族ポリエステルはラクチド（乳酸、Ｄ−、Ｌ−、および
メソ体の各ラクチドを含む）、グリコリド（グリコール
酸を含む）、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノン
（１，４−ジオキサン−２−オン）、トリメチレン・カ
ーボネート（１，３−ジオキサン−２−オン）、トリメ
チレン・カーボネートのアルキル誘導体、δ−バレロラ
クトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε
−デカラクトン、ヒドロキシブチレート、ヒドロキシバ
レレート、１，４−ジオキセパン−２−オン（この二量
体の１，５，８，１２−テトラオキサシクロテトラデカ
ン−７，１４−ジオンを含む）、１，５−ジオキセパン
−２−オン、６，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−
２−オン、２，５−ジケトモルホリン、ピバロラクト
ン、α，α−ジエチルプロピオラクトン、エチレン・カ
ーボネート、エチレン・オキサレート、３−メチル−
１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、３，３−ジエチ
ル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、６，８−ジ
オキサビシクロオクタン−７−オン、およびこれらのポ
リマー混合物等のホモポリマーおよびコポリマーを含む
がこれらに限らない。また、本発明の目的に対応して、
上記ポリ（イミノカーボネート）は文献Handbook of Bi
odegradable Polymers（Domb他編集、Hardwood Academi
c Press社、２５１頁乃至２７２頁（１９９７年））に
おいてKemnitzerおよびKohnにより記載されているよう
なポリマーを含むと考えられる。また、本発明の目的に
対応して、上記コポリ（エーテル−エステル）はCohnお
よびYounesにより文献Journal of Biomaterials Resear
ch（第２２巻、９９３頁乃至１００９頁、１９８８
年）、およびChonによる文献Polymer Preprints（ACS D
ivision of Polymer Chemistry社、第３０（１）巻、４
９８頁、１９８９年）において記載されているようなコ
ポリエステル−エーテル（例えば、ＰＥＯ／ＰＬＡ）を
含むと考えられる。また、本発明の目的に対応して、上
記ポリアルキレン・オキサレートは米国特許第４，２０
８，５１１号、同第４，１４１，０８７号、同第４，１
３０，６３９号、同第４，１４０，６７８号、同第４，
１０５，０３４号、および同第４，２０５，３９９号に
おいて記載されている材料を含む。また、上記ポリホス
ファゼン、およびＬ−ラクチド、Ｄ，Ｌ−ラクチド、乳
酸、グリコリド、グリコール酸、パラ−ジオキサン、ト
リメチレン−カーボネート、およびε−カプロラクトン
により作成されているコポリマー、ターポリマー、およ
びさらに高次の混合モノマーを基材とするポリマーが文
献Encyclopedia of Polymer Science（第１３巻、３１
頁乃至４１頁、Wiley Intersciences社、John Wiley &
Sons、１９８８年）におけるAllcock、および文献Handb
ook of Biodegradable Polymer s（Domb他編集、Hardwoo
d Academic Press社、１６１頁乃至１８２頁（１９９７
年））におけるVandrope他により記載されている。ま
た、上記ポリ（酸無水物）はHOOC-C6 H4 -O-(CH2 )m -O
-C6 H4 -C00Hの形態であり、この場合におけるｍが２乃
至８の範囲内の整数である、二酸により誘導される材
料、および当該材料と１２個までの炭素の脂肪族アルフ
ァ−オメガ二酸とのコポリマーを含む。また、上記ポリ
オキサエステル、ポリオキサアミド、およびアミン基お
よび／またはアミド基を含有しているポリオキサエステ
ルは以下の米国特許第５，４６４，９２９号、同第５，
５９５，７５１号、同第５，５９７，５７９号、同第
５，６０７，６８７号、同第５，６１８，５５２号、同
第５，６２０，６９８号、同第５，６４５，８５０号、
同第５，６４８，０８８号、同第５，６９８，２１３
号、同第５，７００，５８３号、および同第５，８５
９，１５０号の内の１個以上に記載されている。さら
に、上記ポリオルトエステルは文献Handbook of Biodeg
radable Polymers（Domb他編集、Hardwood Academic Pr
ess社、９９頁乃至１１８頁（１９９７年））においてH
ellerにより記載されている材料を含む。
【００１８】本発明の固定部品はステンレス・スチー
ル、コバルト−クロム、チタンおよびチタン合金を含む
がこれらに限らない生体相容性の金属、またはアルミ
ナ、ジルコニア、および硫酸カルシウム粒子を含むがこ
れらに限らない生体不活性のセラミック粒子、ポリエチ
レン、ポリビニル・アルコール（ＰＶＡ）、ポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）、シリコーン、ポリエチレ
ン・オキシド（ＰＥＯ）、ポリエチレン・グリコール
（ＰＥＧ）、およびポリウレタンを含むがこれらに限ら
ない非生体吸収性のポリマーの粒子等の非生体吸収性の
材料、または生体相容性および吸収性の生体ポリマーに
より構成することができる。本明細書において使用され
ているように、用語の「生体ポリマー（biopolymer）」
は天然のポリマー、ならびに、これらの合成的な変性物
または誘導体を含むと考えられる。
【００１９】上記の生体ポリマーはヒアルロン酸、コラ
ーゲン、組換えコラーゲン、セルロース、エラスチン、
アルギネート、コンドロイチン硫酸、キトサン、キチ
ン、ケラチン、シルク（絹）、およびこれらの混合物を
含むがこれらに限らない。これらの生体ポリマーの支持
骨格は架橋剤の導入または側鎖の残基部分の疎水性の変
化によりさらに変性してそれぞれの機械的特性または崩
壊性を向上することが可能である。
【００２０】本明細書において使用されているように、
用語の「グリコリド（glycolide）」はポリグリコール
酸を含むと考えられる。さらに、用語の「ラクチド（la
ctide）」はＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、これらの混
合物、および乳酸のポリマーおよびコポリマーを含むと
考えられる。
【００２１】現在において、脂肪族ポリエステルは本発
明による上記発泡体支持骨格部品を作成における使用に
おいて好ましい吸収性ポリマーから選ばれる。これらの
脂肪族ポリエステルは線形、分枝状、または星形の構造
を有するホモポリマーおよびコポリマー（ランダム、ブ
ロック、セグメント化、テーパー化ブロック、グラフ
ト、トリブロック等）とすることができる。さらに、こ
れらの脂肪族ホモポリマーおよびコポリマーの作成に適
しているモノマーは乳酸、ラクチド（Ｌ−、Ｄ−、メソ
体、およびＤ，Ｌ混合物を含む）、グリコール酸、グリ
コリド、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノン（１，
４−ジオキサン−２−オン）、トリメチレン・カーボネ
ート（１，３−ジオキサン−２−オン）、δ−バレロラ
クトン、β−ブチロラクトン、ε−デカラクトン、２，
５−ジケトモルホリン、ピバロラクトン、α，α−ジエ
チルプロピオラクトン、エチレン・カーボネート、エチ
レン・オキサレート、３−メチル−１，４−ジオキサン
−２，５−ジオン、３，３−ジエチル−１，４−ジオキ
サン−２，５−ジオン、γ−ブチロラクトン、１，４−
ジオキセパン−２−オン、１，５−ジオキセパン−２−
オン、６，６−ジメチル−ジオキセパン−２−オン、お
よび６，８−ジオキサビシクロオクタン−７−オンを含
むがこれらに限らない群から選択できる。
【００２２】弾性コポリマーもまた本発明において特に
有用である。適当なエラストマーのポリマーは、ヘキサ
フルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）における０．１
グラム／デシリットル（ｇ／ｄＬ）のポリマー溶液中に
おいて２５℃で決定した場合に、約１．２ｄＬ／ｇ乃至
約４ｄＬ／ｇ、さらに好ましくは約１．２ｄＬ／ｇ乃至
約２ｄＬ／ｇ、最も好ましくは約１．４ｄＬ／ｇ乃至約
２ｄＬ／ｇの範囲内の固有粘度を有する材料を含む。さ
らに、適当なエラストマーは高い伸び率および低い弾性
率を示すと共に、良好な引張強さおよび良好な回復特性
を有している。本発明の好ましい実施形態において、上
記ポリマー発泡体支持骨格部品を形成するエラストマー
は一定の伸び率（例えば、約２００％以上、さらに好ま
しくは約５００％以上）を示す。これらの伸び率および
弾性率の特性に加えて、適当なエラストマーは約５００
ｐｓｉ（約３．４×１０6 パスカル）以上、好ましくは
約１，０００ｐｓｉ（約６．９×１０6 パスカル）以上
の引張強さ、および約５０ポンド／インチ（約９ｋｇ／
ｃｍ）以上、好ましくは８０ポンド／インチ（約１４ｋ
ｇ／ｃｍ）以上の引裂強さを有している必要がある。
【００２３】例示的な生体吸収性で生体相容性のエラス
トマーは約３５：６５乃至約６５：３５、さらに好まし
くは４５：５５乃至３５：６５のε−カプロラクトン対
グリコリドのモル比を有するε−カプロラクトンおよび
グリコリドの弾性コポリマー、ε−カプロラクトン対ラ
クチドのモル比が約３５：６５乃至約６５：３５、さら
に好ましくは４５：５５乃至３０：７０または約９５：
５乃至８５：１５であるε−カプロラクトンおよびラク
チドの弾性コポリマー、ｐ−ジオキサノン（１，４−ジ
オキサン−２−オン）対ラクチドのモル比が約４０：６
０乃至約６０：４０であるｐ−ジオキサノンおよびラク
チドの弾性コポリマー、ε−カプロラクトン対ｐ−ジオ
キサノンのモル比が約３０：７０乃至約７０：３０であ
るε−カプロラクトンおよびｐ−ジオキサノンの弾性コ
ポリマー、ｐ−ジオキサノン対トリメチレン・カーボネ
ートのモル比が約３０：７０乃至約７０：３０であるｐ
−ジオキサノンおよびトリメチレン・カーボネートの弾
性コポリマー、トリメチレン・カーボネート対グリコリ
ドのモル比が約３０：７０乃至約７０：３０であるトリ
メチレン・カーボネートおよびグリコリドの弾性コポリ
マー、トリメチレン・カーボネート対ラクチドのモル比
が約３０：７０乃至約７０：３０であるトリメチレン・
カーボネートおよびラクチドの弾性コポリマー、または
これらの混合物を含むがこれらに限らない。適当な生体
吸収性のエラストマーの例が米国特許第４，０４５，４
１８号、同第４，０５７，５３７号および同第５，４６
８，２５３号に記載されている。
【００２４】当該技術分野における通常の熟練者であれ
ば、上記発泡体支持骨格部品を形成するために適してい
るポリマーまたはコポリマーの選択が幾つかのファクタ
ーにより決まることが理解できる。このような発泡体支
持骨格部品を形成するために使用される適当なポリマー
の選択において比較的に関連性の高いファクターは生体
吸収（または生体崩壊）速度、生体内における機械的性
能、細胞付着に関する材料に対する細胞応答、増殖、移
動（遊走）および分化、および生体相容性を含む。ま
た、ポリマーの生体外および生体内の反応をある程度示
す別の関連性を有するファクターは化学的組成物、各成
分の空間的分布、ポリマーの分子量および結晶化度を含
む。
【００２５】さらに、体内環境内に時宜を得た様式で吸
収される上記材料基質の性能も重要である。また、体内
条件下における吸収時間の差も２種類の異なるコポリマ
ーを混合する場合の基礎とすることができる。例えば、
上記発泡体支持骨格部品を形成するために、３５：６５
のε−カプロラクトンおよびグリコリドのコポリマー
（比較的に速い吸収性のポリマー）が４０：６０のε−
カプロラクトンおよびＬ−ラクチドのコポリマー（比較
的に遅い吸収性のポリマー）に混合される。また、使用
する処理技法により、上記２種類の成分をランダムに内
部接続している２個の連続的な相にすることができ、あ
るいは、これらの成分が当該２個の成分層の間に十分に
一体化されている境界領域を伴う積層型の複合材料の形
態の勾配状の構造を有することができる。これらの発泡
体の微視的な構造は組織工学的な処理を施されている組
織における所望の解剖構造的な特徴部分を再生または修
復するために最適化できる。
【００２６】実施形態の一例において、一定の勾配状の
構造において一つの組成から別の組成に変化している構
造を形成するためにポリマー混合物を使用することが望
ましい。このような勾配状の構造を有する発泡体は軟骨
（関節、半月版、中隔、気管等）のような自然の組織の
構造を修復または再生するための組織工学的用途におい
て特に有利である。例えば、ε−カプロラクトン−コ−
グリコリドのエラストマーをε−カプロラクトン−コ−
ラクチドと（例えば、５：９５のモル比で）混合するこ
とにより、軟骨から骨に変化している状態と類似してい
る様式で比較的に軟質のスポンジ状の物質から比較的に
硬質で比較的に剛性の高い物質に変化している発泡体が
形成できる。明らかに、当該技術分野における通常の熟
練者であれば、同様の勾配作用のため、または異なる勾
配状態（例えば、異なる吸収特性、応力応答特性、また
は異なる弾性率）を形成するために、別のポリマー混合
物が使用可能であることが理解できる。
【００２７】本発明の別の実施形態において、上記高分
子発泡体の支持骨格部品は補強要素を含むことができ
る。この本発明の組織工学的処理を施した支持骨格移植
装置における補強要素は織り状、編み状、たて編み状
（すなわち、レース状）、不織地状、および組みひも状
の構造を有する織地を含む吸収性または非吸収性で生体
相容性の任意の材料により構成できる。例示的な実施形
態において、上記補強部品はメッシュ状の構造を有して
いる。上記各構造のいずれにおいても、その材料の機械
的特性は当該材料の密度または組織の変更、または当該
材料内への粒子の埋め込みにより変更できる。また、上
記補強部品を作成するために使用する繊維は当該繊維の
モノフィラメント、紡ぎ糸、より糸、組み糸または束と
することができる。これらの繊維はポリ乳酸（ＰＬ
Ａ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリカプロラクト
ン（ＰＣＬ）、ポリジオキサノン（ＰＤＯ）、トリメチ
レン・カーボネート（ＴＭＣ）、ポリビニル・アルコー
ル（ＰＶＡ）、およびこれらのコポリマーまたは混合物
等の生体吸収性の材料を含む任意の生体相容性の材料に
より作成できる。実施形態の一例において、上記繊維は
９５：５のモル比におけるポリ乳酸およびポリグリコー
ル酸のコポリマーにより形成されている。
【００２８】別の実施形態において、上記補強材料を形
成する繊維は生体吸収性のガラスにより作成できる。生
体ガラス（bioglass）、リン酸カルシウム・ガラスを含
有しているシリケート、または吸収時間を調整するため
に異なる量の鉄粒子が添加されているリン酸カルシウム
・ガラスをガラス繊維に紡いで上記補強材料用に使用で
きる。
【００２９】上記補強材料は組織の内方発育を可能にす
る孔を有する薄型の孔を含む弾性シートにより形成する
こともできる。このようなシートはポリ乳酸（ＰＬ
Ａ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、およびポリカプロ
ラクトン（ＰＣＬ）の混合物またはコポリマーにより作
成できる。
【００３０】実施形態の一例において、上記補強材料を
形成する各フィラメントを同時押出処理してシース／コ
ア構造を有するフィラメントを製造することができる。
このようなフィラメントは生体崩壊性ポリマーにより構
成されている１個以上のコア部分を囲む別の生体崩壊性
ポリマーのシース部分により構成されている。比較的に
遅い吸収性のコア部分を囲む比較的に速い吸収性のシー
スを備えているフィラメントは長期の支持が組織の内方
発育に必要である場合に望ましくなる可能性がある。
【００３１】上記組織工学的処理を施した支持骨格移植
装置における高分子発泡体支持骨格部品は当該技術分野
における通常の熟練者において周知の種々の技法により
発泡体として形成できる。例えば、上記高分子の開始材
料は凍結乾燥処理、臨界超過溶媒発泡処理（すなわち、
欧州特許第４６４，１６３号に記載されているような処
理）、ガス注入押出、抽出可能な材料（例えば、塩類、
糖または類似の適当な物質）を伴うガス注入成形または
キャスティングにより発泡できる。
【００３２】実施形態の一例において、本発明の組織工
学的処理を施した移植装置における発泡体支持骨格部品
は凍結乾燥等のポリマー−溶媒相分離技法により作成で
きる。しかしながら、一般に、ポリマー溶液は以下の４
種類の技法、すなわち、（ａ）熱的に誘導したゲル化／
結晶化、（ｂ）溶媒相およびポリマー相の非溶媒誘導型
の分離処理、（ｃ）化学的に誘導した相分離、および
（ｄ）熱的に誘導したスピノーダル（spinodal）分解の
いずれかにより２個の層に分離できる。また、このポリ
マー溶液は２個の別の相または２個の連続的な相のいず
れかに制御された様式で分離される。次に、この溶媒相
を除去することにより、通常において、塊状ポリマーよ
りも小さい密度およびマイクロメーターの範囲内の気孔
を有する多孔質構造が形成される。（Microcellular Fo
ams Via Phase Separation（J. Vac. Sci. Technolo
l.、A. T. Young、第４（３）巻、５月／６月、１９８
６年）を参照されたい。）
【００３３】上記発泡体の作成に伴う工程は凍結乾燥す
る各ポリマーに適している各溶媒の選択、および当該溶
媒中のポリマーの均質な溶液の作成を含む。その後、こ
のポリマー溶液を凍結処理工程および真空乾燥工程にか
ける。この凍結処理工程がポリマー溶液を相分離し、真
空乾燥工程が昇華および／または乾燥により溶媒を除去
することにより、多孔質のポリマー構造、または内部接
続している連続気泡型の多孔質発泡体が得られる。
【００３４】上記発泡体支持骨格部品の作成において使
用できる適当な溶媒はギ酸、ギ酸エチル、酢酸、ヘキサ
フルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）、環状エーテル
（例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、弗化ジメチ
レン（ＤＭＦ）、およびポリジオキサノン（ＰＤＯ）
等）、アセトン、Ｃ２乃至Ｃ５のアルコールの酢酸エス
テル（例えば、酢酸エチルおよび酢酸ｔ−ブチル等）、
グライム（例えば、モノグライム、エチル・グライム、
ジグライム、エチル・ジグライム、トリグライム、ブチ
ル・ジグライムおよびテトラグライム等）、メチルエチ
ル・ケトン、ジプロピレングリコール・メチル・エーテ
ル、ラクトン（例えば、δ−バレロラクトン、γ−バレ
ロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクト
ン）、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、
１，３−ジオキソラン−２−オン（エチレン・カーボネ
ート）、ジメチルカーボネート、ベンゼン、トルエン、
ベンジル・アルコール、ｐ−キシレン、ナフタレン、テ
トラヒドロフラン、Ｎ−メチル・ピロリドン、ジメチル
ホルムアミド、クロロホルム、１，２−ジクロロメタ
ン、モルホリン、ジメチルスルホキシド、ヘキサフルオ
ロアセトン、セスキヒドレート（ＨＦＡＳ）、アニソー
ルおよびこれらの混合物を含むがこれらに限らない。こ
れらの溶媒の内で、好ましい溶媒は１，４−ジオキサン
である。また、上記溶媒中におけるポリマーの均一な溶
液は標準的な技法により調製される。
【００３５】適用可能なポリマー濃度または利用可能な
溶媒の量は各システムにより変わる。一般に、上記溶液
中のポリマーの量は、任意の溶媒中におけるポリマーの
溶解度および上記発泡体支持骨格における所望の最終的
な特性等により、約０．５重量％乃至約９０重量％の範
囲で変更可能であり、好ましくは約０．５重量％乃至約
３０重量％の範囲で変更可能である。
【００３６】実施形態の一例において、固形物を上記ポ
リマー−溶媒システムに加えて、得られる各発泡体表面
の組成を変更できる。これらの添加した粒子が溶液から
（発泡体の）下面部に移動するのに従って、上記発泡し
た高分子材料ではなく当該添加した固形物の組成を有す
る領域が形成される。
【００３７】あるいは、上記の添加した固形物は得られ
る組織移植片における所望の各領域（すなわち、上部、
側部、または下部）にさらに集中させることも可能であ
り、これにより、これら全ての領域において組成変化が
生じる。例えば、選択した各場所におけるそれぞれの固
形濃度が磁性材料により作成した金型の中に入れた溶液
に金属固形物を添加すること（または逆の構成）により
達成できる。
【００３８】上記ポリマー−溶媒システムに対して多様
な種類の固形物を添加できる。好ましくは、これらの固
形物は上記ポリマーまたは溶媒に対して反応しない種類
の物質である。一般に、これらの添加される固形物は約
１．０ｍｍ以下の平均直径を有しており、好ましくは約
５０ミクロン乃至約５００ミクロンの平均直径を有して
いる。好ましくは、これらの固形物は当該粒子および上
記ポリマー−溶媒混合物の全体の容量（この場合の全体
の容量は１００容量％に等しい）において約１容量％乃
至約５０容量％を構成する量で存在している。
【００３９】例示的な固形物は鉱物質除去した骨の粒
子、リン酸カルシウム粒子、骨修復用の生体ガラス粒子
または炭酸カルシウム粒子、気孔形成用の浸出可能な固
形物、および補強材料として有効であり、吸収された時
に気孔を形成するための溶媒システム中において可溶性
でない生体吸収性ポリマーの粒子、非生体吸収性の物
質、および生物学的に誘導された生体吸収性の物質を含
むがこれらに限らない。
【００４０】適当な浸出可能な固形物は塩類（例えば、
塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、酒石
酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム等）、生体相容性の
モノ−およびジ−サッカリド（例えば、グルコース、フ
ルクトース、デキストロース、マルトース、ラクトース
およびスクロース等）、多糖類（例えば、デンプン、ア
ルギネート、キトサン等）、水溶性タンパク質（例え
ば、ゼラチンおよびアガロース等）のような無毒性の浸
出可能な物質を含む。これらの浸出可能な物質は当該浸
出可能な物質を含む発泡体をこれら粒子の実質的に全部
の浸出を可能にするために十分な時間だけその粒子が溶
解可能な溶媒中に浸漬することにより除去できるが、こ
の溶媒は上記発泡体を溶解することはなく、不利益に発
泡体を変化しない。好ましい抽出溶媒は水であり、蒸留
した脱イオン水が最も好ましい。このような方法が米国
特許第５，５１４，３７８号に記載されている。好まし
くは、上記発泡体は上記浸出処理が完了した後に、当該
発泡体の加速された吸収が望まれない限り、発泡体の加
水分解を最少にするために低温および減圧条件下におい
て乾燥される。
【００４１】適当な非吸収性の材料はステンレス・スチ
ール、コバルト−クロム、チタンおよびチタン合金、お
よび生体不活性なセラミック粒子（例えば、アルミナ、
ジルコニア、および硫酸カルシウム粒子）等の生体相容
性の金属を含む。さらに、これらの非生体吸収性の材料
はポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリ
レート、シリコーン、ポリエチレン・オキシド、ポリエ
チレン・グリコール、ポリウレタン、および天然生体ポ
リマー（例えば、セルロース粒子、キチン、ケラチン、
シルク、およびコラーゲン粒子）、および弗素化ポリマ
ーおよびコポリマー（例えば、弗化ポリビニリデン）等
のポリマーも含む。
【００４２】さらに、上記組織移植片を放射線不透過性
にする固形物（例えば、硫酸バリウム）を添加すること
も可能である。また、添加可能な固形物は組織の再生ま
たは再成長を促進する物質、ならびに、緩衝剤、補強材
料または多孔質改質剤として作用する物質も含む。
【００４３】適当な生物学的材料は小腸粘膜下組織（Ｓ
ＩＳ）、ヒアルロン酸、コラーゲン、アルギネート、コ
ンドロイチン硫酸、キトサンの各固形粒子、およびこれ
らの混合物を含む。上記の固形物は上記生物学的材料の
完全な構造または無傷の構造の中に見られる生体活性な
断片を含む。
【００４４】加えて、高血小板プラズマ、骨髄細胞、お
よびこれら２種類の物質の混合物等の生体活性な分子ま
たは細胞を含むエフェクターを治療の場所における移植
片に添加または注入できる。
【００４５】上述したように、本発明の多孔質の組織工
学的処理を施した支持骨格移植装置は適当なポリマー溶
液の金型組立体の中への注入、流し込み、またはその他
の配置方法により作成され、この金型は上記固定部品の
周囲の発泡体支持骨格部品および当該固定部品を形成す
るための金型を備えている。この金型組立体は適当な槽
の中または冷凍した棚の上で冷却した後に凍結乾燥処理
され、これにより、組織工学的な処理を施した移植装置
が形成される。この発泡体支持骨格部品を形成する過程
において、上記ポリマー−溶媒システムの凍結速度を制
御することが重要であると考えられる。上記凍結工程に
おいて展開する気孔の形態の種類は溶液の熱力学、凍結
速度、溶液の冷却温度、溶液の濃度、および均質または
異質のいずれの核形成が生じているか等のファクターの
関数である。上記の本発明の利点を得た後に、当該技術
分野における通常の熟練者であれば、過度の実験を行な
うことなく上記各パラメーターを容易に最適化できる。
【００４６】図６は金型３２および支持ブラケット３４
を備えている本発明において使用するための金型組立体
３０を示している。支持ブラケット３４は金型３２の井
戸３１の上に位置合わせされている貫通孔３５を有して
いる。さらに、ヘッド部品４２およびコネクター部品４
４を有するホルダー４０が支持ブラケット３４および固
定部品２０の両方に接触している。コネクター部品４４
の寸法は当該部品４４を支持ブラケット３４の貫通孔３
５に通過可能にする寸法である。一方、ホルダー４０の
ヘッド部品４２の寸法は支持ブラケット３４の貫通孔３
５を通過しない程度に大きく、これにより、コネクター
部品４４が金型３２の井戸３１の上方に位置合わせされ
ている。固定部品２０はコネクター部品４４の寸法に適
合している寸法の固定部品貫通孔２６を有しており、こ
れら２個の部品の間に摩擦嵌合が形成されている。コネ
クター部品４４を固定部品貫通孔２６の中に部分的に配
置することにより、コネクター部品４４は固定部品２０
に対して連結する。この結果、固定部品２０が金型３２
の井戸の上方に位置合わせされる。
【００４７】ポリマー−溶媒の溶液１６が、凍結乾燥時
に、得られるポリマー発泡体が部分的に固定部品２０を
囲むような一定の高さまで金型３２の井戸３１の中に供
給されて、発泡体支持骨格部品１２を図１乃至図３
（ａ）において示されているように固定部品２０に固定
して連結するために有効な手段が形成される。この固定
部品２０のポリマー−溶媒溶液１６の中における配向が
移植片１０における固定部品２０のポリマー発泡体支持
骨格部品１２の中における配向を決める。それゆえ、製
造される特定の装置に対して予想される特定の使用方法
により、高精度で正確且つ再現可能な様式で固定部品２
０を溶液１６の中に位置合わせするために注意が払われ
る。
【００４８】その後、金型組立体３０が本明細書におい
て説明されているように凍結乾燥処理される。この結
果、固定部品２０がポリマー発泡体支持骨格部品１２の
中に部分的または完全に埋め込まれている装置１０が得
られる。部分的または完全に埋め込まれているか否かに
ついては、上記封入の程度が本明細書において説明され
ているように発泡体支持骨格部品および固定部品の固定
した連結を維持するために効果的であることが必要であ
る。
【００４９】上記固定部品２０を金型３２の井戸３１の
中に位置合わせする手段は支持ブラケット３４およびホ
ルダー４０のコネクター部品４４と固定部品２０との間
における摩擦嵌合を含むが、別の手段も当該技術分野に
おける熟練者において容易に明らかになる。
【００５０】金型３０は本発明の組織工学的処理を施し
た支持骨格移植装置１０を製造することが可能である。
さらに、多数個の装置１０を製造するための好ましい実
施形態が図７および図８に示されている。これらの図面
は金型キャリヤー７０を示しており、このキャリヤー７
０は基部７２、プレート９０、ピン７８、およびプレー
ト支持体８０を備えている。さらに、基部７２は金型の
井戸部７４およびスロット７６を有している。各ピン７
８は幾つかの共通の手段により基部７２に取り付けるこ
とができる。例えば、基部７２は各ピン７８の表面にお
けるオス形のねじに適合しているメス形のねじを伴うめ
くら穴を有することができる。また、各ピン７８は基部
７２に対してはんだ付けすることもできる。各プレート
支持体８０は上方段部８４および下方段部８２を備えて
いて、当該プレート支持体８０が軸Ｘ−Ｘ’に沿って移
動できるように基部７２の各スロット７６の中に配置さ
れている。プレート９０は、各ピン７８がプレート９０
の中に配置される時に軸Ｚ−Ｚ’に沿って移動できるよ
うに、各ピン７８の寸法に適合している貫通孔９２を有
している。これらのプレート穴９２は各ピン７８がプレ
ート９０の中に配置されている時に各金型井戸部７４の
上方に位置合わせされるようにプレート９０に配置され
ている。
【００５１】図７および図８は固定部品２０および図６
において示されている様式でプレート９０の中に配置さ
れているホルダー４０を示している。
【００５２】製造中に、多数個の固定部品／ホルダーの
ユニットをプレート９０の中に配置して各金型井戸部７
４の上方に位置合わせすることができる。先ず、プレー
ト９０をプレート支持体８０の上方段部８４に配置す
る。その後、各金型井戸部７４を、図６において示され
ているように、ポリマー溶媒の溶液１６により適当な高
さまで充たす。次に、各プレート支持体８０を軸Ｘ−
Ｘ’に沿って各スロット７６の中に移動させて、プレー
ト９０を各ピン７８のＺ−Ｚ’軸に沿って摺動して、プ
レート支持体８０の各下方段部８２の上に配置する。こ
のプレート９０の移動により、固定部品２０が各金型井
戸部７４の中に配置され、ポリマー溶液１６が凍結乾燥
処理されると、図１乃至図３において示されているよう
に、得られるポリマー発泡体１２の支持骨格が固定部品
２０を部分的に封入する。この場合に、異なる高さの下
方段部８２を有するプレート支持体８０を使用して固定
部品２０を各金型井戸部７４の中に浸漬する深さを調整
することにより発泡体支持骨格部品１２の所望の高さが
達成できることが分かる。
【００５３】さらに別の実施形態において、本発明の三
次元的な凍結乾燥処理した発泡体支持骨格は静電紡糸処
理により製造した生体崩壊性で多孔質のポリマー・シー
トのシート材により被覆できる。このような静電的に紡
糸された布地は支持骨格における機械的特性および縫合
線の保持能力を高めて、不所望な組織成長を遅らせるバ
リアとして作用する。また、この静電的に紡糸された布
地はポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧ
Ａ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリジオキサノ
ン（ＰＤＯ）、トリメチレン・カーボネート（ＴＭ
Ｃ）、ポリビニル・アルコール（ＰＶＡ）、およびこれ
らのコポリマーまたは混合物等の生体吸収性の材料を含
む任意の生体相容性の材料により作成できる。さらに、
この静電的に紡糸された布地はヒアルロン酸、コラーゲ
ン、アルギネート、キトサン、およびこれらの混合物等
の生体ポリマーにより作成することもできる。
【００５４】本発明のさらに別の実施形態において、上
記のポリマーおよび混合物は治療剤放出基質として使用
できる。このような基質を形成するために、上記ポリマ
ーは装置を形成する前に治療剤と混合される。本発明の
ポリマーと共に使用できる種々の異なる治療剤はかなり
多い。一般に、本発明の薬剤組成物を介して投与できる
治療剤は抗生物質および抗ウイルス剤等の抗感染剤、化
学療法剤（すなわち、抗癌剤）、抗拒絶剤、鎮痛薬およ
び鎮痛組合せ薬、抗炎症剤、ステロイド等のホルモン、
鎮痛薬、骨形態発生性タンパク質（すなわち、ＢＭＰ１
乃至７）を含む成長因子、骨形態発生性類似タンパク質
（すなわち、ＧＦＤ−５、ＧＦＤ−７およびＧＦＤ−
８）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子
（すなわち、ＦＧＦ１乃至９）、血小板誘導型成長因子
（ＰＤＧＦ）、インシュリン類似成長因子（ＩＧＦ−Ｉ
およびＩＧＦ−ＩＩ）、トランスホーミング増殖因子
（すなわち、ＴＧＦ−βＩ乃至ＩＩＩ）、脈管内皮成長
因子（ＶＥＧＦ）、または特定の成長因子のアップ・レ
ギュレーションに作用する小分子、およびその他の天然
誘導型または遺伝子工学的処理を施したタンパク質、多
糖類、糖タンパク質、またはリポタンパク質を含むがこ
れらに限らない。これらの成長因子は本明細書に参考文
献として含まれるVicki RosenおよびR. Scott Thiesに
よるThe Cellular and Molecular Basis of Bone Forma
tion and Repair（R.G. Landes Company発行）において
記載されている。
【００５５】本発明における基質材料は１種類以上の治
療剤をポリマーに混合することにより配合できる。ある
いは、治療剤を好ましくは薬剤的に許容可能なキャリア
と共にポリマー上にコーティングできる。この場合に、
上記ポリマーを溶解しない任意の薬剤用のキャリアが使
用できる。上記治療剤は液体、微細分割した固体、また
はその他の任意の適当な物理的形態にすることができ
る。一般的に、および随意的に、上記基質は希釈剤、キ
ャリア、賦形剤、安定化剤等の１種類以上の添加剤を含
む。
【００５６】上記治療剤の量は使用する特定の薬物およ
び治療する医療状態により決まる。一般的に、この薬物
の量は上記基質の約０．００１重量％乃至約７０重量
％、さらに一般的には約０．００１重量％乃至約５０重
量％、最も一般的には約０．００１重量％乃至約２０重
量％である。また、上記薬物供給基質の中に混合される
ポリマーの量および種類は所望の放出プロファイルおよ
び使用する薬物の量により変わる。
【００５７】体液に接触すると、上記ポリマーが（主に
加水分解により）徐々に崩壊すると同時に、一定の持続
された時間または延長された時間にわたり分散状態の薬
物を放出する。このことにより、有効量（例えば、０．
０００１ｍｇ／ｋｇ／時乃至１０ｍｇ／ｋｇ／時）の薬
物の延長された（例えば、１時間乃至５，０００時間、
好ましくは２時間乃至８００時間にわたり）供給が行な
われる。この投薬は治療している対象、苦痛の程度、処
方医の判断等により必要に応じて管理できる。上記の手
順またはこれに類似の手順により、当該技術分野におけ
る熟練者であれば種々の配合物を調製できるようにな
る。
【００５８】別の実施形態において、上記固定装置はヒ
ドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム等の生体相容
性のセラミック、または生体相容性で吸収性の合成物ま
たは金属合金との混合物により製造できる。また、この
装置は天然材料（すなわち、同種移植骨、異種移植骨、
サンゴ等）により作成することもできる。
【００５９】本発明の別の実施形態において、上記凍結
乾燥処理した発泡体は目的の細胞種の付着、増殖、分化
および基質合成を促進する生物学的なまたは合成の因子
を含むために物理的または化学的な手段のいずれかによ
り改質できる。さらに、これらの生体活性因子は所望の
生物学的機能を引き出すために当該因子の制御された放
出のための基質部分を含むこともできる。別の実施形態
は内因性の成長因子のアップ・レギュレーションに作用
する小分子の供給を含む。上記の本発明の基質と共に使
用できる成長因子、細胞外基質タンパク質、および生物
関連ペプチド・フラグメントはＴＧＦ−ベータ１，２お
よび３を含むＴＧＦ−β系統群における各物質、骨形態
発生性タンパク質（ＢＭＰ−２，−１２および−１
３）、線維芽細胞成長因子−１および−２、血小板誘導
型成長因子−ＡＡ、および−ＢＢ、高血小板プラズマ、
脈管内皮細胞誘導型成長因子（ＶＥＧＦ）、プレイオト
ロフィン（pleiotrophin）、エンドセリン、テネイシン
−Ｃ、フィブロネクチン、ビトロネクチン、トロポエラ
スチン、およびフィブロネクチンおよびビトロネクチン
等の付着性細胞外基質タンパク質の細胞結合性およびヘ
パリン結合性の各ドメインを含有している生体ペプチド
を含むがこれらに限らない。上記の生体因子は市場の供
給元を介してまたは組織からの単離および精製により入
手できる。
【００６０】さらに別の実施形態において、上記の本発
明の凍結乾燥処理した構造体は目的の組織に対する移植
の前に適当な細胞種により接種または培養することがで
きる。本発明の基質において接種または培養できる細胞
は骨髄細胞、間葉幹細胞、間質細胞、幹細胞、胎芽幹細
胞、軟骨細胞、骨芽細胞、脂肪組織から誘導した前駆体
細胞、および所望の成長因子、細胞外基質タンパク質、
シグナル分子（signaling molecule）を放出できる、ま
たは同種異系または異種の細胞に対応する免疫保護性の
部位を供給できる遺伝学的に形質転換した細胞を含むが
これらに限らない。これらの細胞は移植の直前に短時間
（１日以下）で本発明の支持骨格部品に接種でき、ある
いは、比較的に長い（１日以上）期間にわたり培養する
ことにより移植前に接種した支持骨格部品の中における
細胞増殖および基質合成を可能にすることもできる。
【００６１】以下の各実施例は本発明の原理および実施
の例示であるが、本発明の範囲を制限していない。本発
明の範囲および趣旨に含まれるさらに別の実施形態が当
該技術分野における熟練者において明らかになる。
【００６２】上記の各実施例において、上記のポリマー
およびモノマーが従来的な分析技法によりそれぞれの化
学的組成および純度（ＮＭＲ、ＦＴＩＲ）、熱分析（Ｄ
ＳＣ）、および分子量について特徴付けられている。
【００６３】また、各ポリマーおよびコポリマーの固有
粘度（Ｉ．Ｖ．、ｄＬ／ｇ）を０．１ｇ／ｄＬの濃度で
溶媒としてクロロホルムまたはヘキサフルオロイソプロ
パノールを用いて２５℃におけるサーモスタット制御型
の水槽中に浸漬した５０ボア型キャノン−ウッベローデ
（Cannon-Ubbelhode）希釈粘度計により測定した。
【００６４】これらの実施例において、重合化したε−
カプロラクトンを示すためのＰＣＬ、重合化グリコリド
を示すためのＰＧＡ、重合化（Ｌ）ラクチドを示すため
のＰＬＡ等の特定の略語を使用している。加えて、各コ
ポリマーの前に記載したパーセント（％）値は当該成分
のモル％値を示している。
【００６５】実施例１ この実施例は本発明の組織工学的処理を施した支持骨格
移植装置を作成するための方法について説明する。
【００６６】生体吸収性の固定部品を射出成形法により
製造した。採用した固定部品の設計は図３（ｂ）におい
て示されている設計と同一である。また、この固定部品
を製造するために使用したポリマーはクロロホルム中で
測定した場合に１．７９ｄＬ／ｇの固有粘度を有するPu
rac社（オランダ国、ゴーリンケム）により製造されて
いる８５％ＰＬＡおよび１５％ＰＧＡ（８５／１５ＰＬ
Ａ／ＰＧＡ）のコポリマーであった。射出成形装置（Ni
igata NN35MI）は１８ｍｍのバレル直径を有していた。
上記ポリマーを乾燥状態に維持するためにホッパーを窒
素パージの状態において嵌着した。供給、移動および圧
縮の各領域の温度はそれぞれ１８５℃，１８５℃および
１９１℃であった。また、ダイおよび金型の各温度はそ
れぞれ１９１℃および２４℃であった。最大射出速度は
８０ｍｍ／秒であり、最大射出圧力は８５ｋｇｆ／ｃｍ
2 であった。保持圧力は７０ｋｇｆ／ｃｍ2 とした。こ
れら射出および保持の合計の時間は３秒であり、保持工
程の終了時における冷却時間は２０秒であった。
【００６７】次に凍結乾燥して発泡体にするためのポリ
マー溶液を調製した。上記発泡体部品を製造するために
使用したポリマーは３０℃においてＨＦＩＰ中で測定し
た場合に１．７９ｄＬ／ｇの固有粘度を有するBirmingh
am Polymer社（アラバマ州、バーミンガム）により製造
されている３５％ＰＣＬおよび６５％ＰＧＡ（３５／６
５ＰＣＬ／ＰＧＡ）のコポリマーであった。９０／１０
の重量比の１，４−ジオキサン／（３５／６５ＰＣＬ／
ＰＧＡ）を秤量した。次に、これらのポリマーおよび溶
媒をフラスコ内に入れ、このフラスコを水槽中に入れて
５時間にわたり７０℃において攪拌した。その後、この
溶液を抽出シンブル（超粗めの多孔質度、type ASTM 17
0-220（EC））により濾過して、フラスコ内に保管し
た。
【００６８】上記溶液を当該溶液が金型の中において
２．０ｍｍの高さに到達するように金型に入れた。幾つ
かの固定部品を図６において示されているように金型の
下面部から約１．０ミリメートル乃至１．５ミリメート
ルだけ上方に吊り下げた。これにより、上記支持骨格用
支持体の下面部を溶液の高さよりも下方にした。この金
型は高精度で正確な再現性のある様式で上記ポリマー−
溶媒溶液中に各固定部品を吊り下げていた。
【００６９】その後、上記金型組立体を凍結乾燥機の棚
の上に置き、凍結乾燥シーケンスを開始した。実験室ス
ケールの凍結乾燥機（ニューヨーク州、ストーン・リッ
ジのFTS Kinetics社によるModel Duradry）をこの実施
例において使用した。この実施例において採用した凍結
乾燥シーケンスは（１）１５分間にわたり２０℃、
（２）１２０分間にわたり−５℃、（３）１００ミリト
ール（１．３３×１０パスカル）の減圧下で９０分間に
わたり−５℃、（４）１００ミリトールの減圧下で９０
分間にわたり５℃、（５）１００ミリトールの減圧下で
９０分間にわたり２０℃である。
【００７０】上記の工程が完了した後に、金型組立体を
凍結乾燥機から取り出して２時間乃至３時間にわたり減
圧フード内において自然に脱気した。その後、各装置を
窒素下において保管した。
【００７１】得られた各装置内において、各固定部品は
各ポリマー発泡体支持骨格部品に固定して連結してい
た。図４および図５はそれぞれポリマー発泡体支持骨格
部品内に埋め込まれている剛性の固定部品の断面の走査
電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。このＳＥＭは剛性の
固定部品を囲み封入している凍結乾燥処理した発泡体支
持骨格部品を明瞭に示している。
【００７２】実施例２ この実施例は本発明において開示されている装置が軟骨
細胞の生体外浸潤を可能にすることを説明している。
【００７３】一次軟骨細胞をJ. Orthop. Res.、１０
巻、７４５頁（１９９２年）においてBuschmann他によ
り記載されているようにウシの肩から単離した。これら
のウシの軟骨細胞を１０％のウシ胎児血清（ＦＣＳ）、
１０ｍＭのＨＥＰＥＳ、０．１ｍＭの非必須アミノ酸、
２０μｇ／ｍｌのＬ−プロリン、５０μｇ／ｍｌのアス
コルビン酸、１００単位／ｍｌのペニシリン、１００μ
ｇ／ｍｌのストレプトマイシン、および０．２５μｇ／
ｍｌのアンホテリシン（成長培地）を追加したダルベッ
コ（Dulbecco）の変性イーグル培地（ＤＭＥＭ−高グル
コース）内において培養した。上記培地の半分を１日お
きに補充した。
【００７４】組織工学的処理を施した支持骨格移植装置
を実施例１において説明したように作成した。これらの
装置を７０％エタノール中において２０分間滅菌処理し
た後に、リン酸塩緩衝化塩類溶液（ＰＢＳ）により５回
すすぎ洗いした。
【００７５】新しく単離したウシの軟骨細胞をヒドロゲ
ル−コーティング処理したプレート（ultra low cluste
r dishes、Costar社）内において静的接種法により５×
１０ 6 個の細胞で（５０μｌの培地内に）接種した。加
湿した培養器内において６時間にわたり培養した後に、
各装置に２ｍｌの成長培地を補充した。さらに、これら
の装置を成長培地内において６週間にわたり静的に培養
した。
【００７６】６週間目に集めた各装置を１０％の緩衝化
ホルマリン中で固定して、パラフィン中に包埋した後に
切断した。さらに、各切断片をSafranin-O（ＳＯ：硫酸
塩化グリコスアミノグリカン−ＧＡＧ’ｓ）により染色
した。３種類のサンプルを切断して染色した。
【００７７】図９は６週間にわたり細胞と共に培養した
装置の写真画像である。この図において示されているよ
うに、細胞浸潤した発泡体支持骨格部品１２０は支持骨
格用支持体２２（図示せず）を封入している。図１０
（ａ）および図１０（ｂ）はそれぞれ装置の組織学的な
断面図である。図１０（ａ）は固定部品における支持骨
格用支持体２２および細胞浸潤した発泡体支持骨格部品
１２０を示している図である。図１０（ｂ）は図１０
（ａ）の拡大図であり、発泡体支持骨格部品における染
色した細胞１２４および気孔１４を示している。
【００７８】つまり、上記発泡体支持骨格部品の構造は
固定された支持骨格部品内への細胞の移動を支援してお
り、その細胞浸潤の大部分は当該支持骨格部品の下部を
通過している。
【００７９】実施例３ この実施例は上記発泡体支持骨格部品が別の組成である
本発明の組織工学的処理を施した支持骨格移植装置を作
成するための方法を説明している。
【００８０】生体吸収性の固定部品を実施例１において
説明した方法と同様の射出成形法により製造した。
【００８１】発泡体に凍結乾燥処理するためのポリマー
溶液を調製した。この発泡体部品を製造するために使用
したポリマーは６０％ＰＬＡおよび４０％ＰＣＬ（６０
／４０ＰＬＡ／ＰＣＬ）のコポリマーおよび３５％ＰＣ
Ｌおよび６５％のＰＧＡ（３５／６５ＰＣＬ／ＰＧＡ）
のコポリマーの５０／５０混合物であった。上記６０／
４０ＰＬＡ／ＰＣＬはEthicon社（ニュージャージー
州、サマービル）により製造されていて、２５℃におい
てＨＦＩＰ中で測定した場合に１．４５ｄＬ／ｇの固有
粘度を有していた。また、上記３５／６５ＰＣＬ／ＰＧ
ＡはBirmingham Polymer社（アラバマ州、バーミンガ
ム）により製造されていて、３０℃においてＨＦＩＰ中
で測定した場合に１．７９ｄＬ／ｇの固有粘度を有して
いた。さらに、９０／１０の重量比の１，４−ジオキサ
ン／（５０／５０コポリマー混合物）を秤量した。次
に、これらのポリマーおよび溶媒をフラスコ内に入れ、
このフラスコを水槽内に入れて５時間にわたり７０℃で
攪拌した。その後、この溶液を抽出シンブル（（超粗め
の多孔質度、type ASTM 170-220（EC））により濾過し
て、フラスコ内に保管した。各装置を形成するために使
用した金型組立体ならびに凍結乾燥法は実施例１におけ
るものと同一であった。
【００８２】実施例４ この実施例は骨軟骨欠損モデルにおいて実施例３におい
て説明した装置の生体内移植を説明している。この調査
の目的は上記固定部品および凍結乾燥処理した発泡体支
持骨格部品の短期間における構造的完全性を評価するこ
とであった。
【００８３】実施例３において説明したように組織工学
的処理を施した支持骨格移植装置を作成した。これらの
装置はエチレン・オキシド（ＥｔＯ）ガス内で滅菌処理
した。
【００８４】動物を承認されている制度化したプロトコ
ルに従ってEthicon社（ニュージャージー州、サマービ
ル）において収容し管理した。３頭の生殖能力を持たな
いオスの成熟したノイビアン（Neubian）種のヤギ（５
０ｋｇ乃至６０ｋｇ）をこの調査に用いた。鎮痛薬の塩
酸ブプレノルフィン（０．００５ｍｇ／ｋｇ）を手術の
約２時間乃至３時間前に皮下を介して投与した。共に同
時に静脈内に与えた１１．０ｍｇ／ｋｇにおけるケタミ
ンおよび０．５ｍｇ／ｋｇにおけるジアゼパムの静脈内
ボーラスにより各ヤギにおいて麻酔を誘発した。次に、
各動物を３％のイソフルランおよび１１ｍｌ／ｋｇ／分
乃至１５ｍｌ／ｋｇ／分の流速の酸素を伴う深い麻酔状
態の平面内に挿管して維持した。膨脹を防ぐために胃チ
ューブを配置した。手術前に、セファゾリン・ナトリウ
ム（２０ｍｇ／ｋｇ）を静脈内に投与した。
【００８５】右足において、側方の傍膝蓋骨切開部分を
作成して、その膝蓋骨を中央にずらした。膝を完全に曲
げた状態で、７ｍｍの直径の穴を顆状の中央／側方の中
心部分から約０．５ｃｍ側方で顆軟骨の端における前方
の端部に対して約１．３ｃｍ後方に作成した。また、別
の７ｍｍの穴を滑車溝の外側面における近位側乃至遠位
側の中心部分において２ｍｍの深さまで形成した。上記
の各欠損部分をドリルにより形成した後に、各関節を塩
類溶液により洗い流して、凍結乾燥処理した支持骨格部
品を備えている上記固定装置を上記７ｍｍの欠損部位の
中に圧入した。この関節包を単純で連続的な縫合パタン
によりPROLENE（ニュージャージー州、サマービルのEth
icon社）を商品名として販売されているポリプロピレン
・モノフィラメント縫合線、またはVICRYL（ニューヨー
ク州、サマービルのEthicon社）を商品名として販売さ
れている縫合線により閉鎖した。この手術に続いて、各
ヤギを２週間にわたりアルミニウム・フレームを有する
シュレーダー−トーマス（Schroeder-Thomas）副子の中
に入れて、右膝蓋骨の部分的な重量の支持を可能にし
た。
【００８６】各動物を８週間後に殺し、その欠損部位
（内側顆および滑車溝）を除去して、整形し、１０％の
中性の緩衝化ホルマリン（組織容量の２０倍）の中に固
定した。
【００８７】上記の各サンプルを整形し、２週間にわた
り１０／８／１／８１（重量％の）ホルムアルデヒド／
ギ酸／メタノール／脱イオン水を含有している脱灰溶液
（Decalcifer I、Surgipath社）中に入れた。この脱灰
を２週間にわたり毎日取り替えた後に水道水で最終的に
すすぎ洗いした。これらのサンプルを５μｍの切断片に
切断し、Hematoxylin Eosin（H&E）により染色した。
【００８８】検死において、全ての固定装置を手をつけ
ない状態で維持した。図１１は滑車溝部位から外植した
装置の典型的な切断片である。この図は固定部品におけ
る支持骨格用支持体２２および細胞浸潤した発泡体１２
０、ならびに自然の軟骨１３０および自然の骨１３４を
示している。また、この図は装置における発泡体部品と
自然の軟骨１３０との間の境界領域における組織の内方
発育の形跡を示している。
【００８９】実施例５ この実施例は生体吸収性の凍結乾燥処理した、例えば、
ヒアルロン酸等の生体ポリマーにより作成した発泡体支
持骨格部品に対する生体吸収性の固定部品の連結を説明
している。
【００９０】生体吸収性の剛性の固定部品を実施例１に
おいて説明したような射出成形法により製造した。
【００９１】０．０５モル（Ｍ）の酢酸（０．５％重量
／重量）中のヒアルロン酸（ミネソタ州のLifeCore社か
ら入手）の溶液を調製した。この実施例において採用し
た凍結乾燥シーケンスは（１）６０分間に渡り−１７
℃、（２）１００ミリトール（１．３３×１０パスカ
ル）の減圧下で６０分間にわたり−５℃、（４）２０ミ
リトール（０．２７×１０パスカル）の減圧下で６０分
間にわたり５℃、（５）２０ミリトールの減圧下で６０
分間にわたり２０℃である。上記の凍結乾燥工程が完了
した後に、金型組立体を凍結乾燥機から取り出して、２
時間乃至３時間にわたり減圧フードの中で自然に脱気し
た。その後、これらの装置を窒素下において保管した。
【００９２】得られた各装置において、その固定部品は
生体ポリマーの発泡体支持骨格部品に固定して連結され
ていた。図１２において示されているように、発泡体支
持骨格部品１４２は固定部品１４０を囲み封入してい
る。従って、固定部品１４０は支持骨格部品１４２の中
に包埋されており、これらは互いに固定して連結されて
いる。
【００９３】実施例６ この実施例は補強部品として内部に配置されている生体
吸収性の不織布地またはマットを含む生体吸収性の凍結
乾燥処理した発泡体に対する生体吸収性の固定部品の連
結を説明している。
【００９４】生体吸収性の剛性の固定部品を実施例１に
おいて説明したような射出成形法により製造した。適当
な溶媒中における６０％ＰＬＡおよび４０％ＰＣＬ（６
０／４０ＰＬＡ／ＰＣＬ）コポリマーの溶液を調製し
た。この６０／４０ＰＬＡ／ＰＣＬはEthicon社（ニュ
ージャージー州、サマービル）により製造されており、
２５℃におけるＨＦＩＰ中で測定した場合に１．４５ｄ
Ｌ／ｇの固有粘度を有していた。さらに、９５／５の重
量比の１，４−ジオキサン／（５０／５０）コポリマー
の混合物を秤量した。次に、上記ポリマーおよび溶媒を
フラスコの中に入れ、このフラスコを水槽中に入れて５
時間にわたり７０℃で攪拌した。その後、この溶液を抽
出シンブル（（超粗めの多孔質度、type ASTM 170-220
（EC））により濾過して、フラスコ内に保管した。
【００９５】各装置を形成するために使用した金型組立
体、ならびに凍結乾燥処理は以下の変更を伴って実施例
１の金型および方法と同一であった。金型の中にポリマ
ー溶液を注入する前に、不織マットを金型の中に入れ
て、固定部品をこの不織マットに接触させた。これらの
金型、ポリマー溶液、固定部品、および不織布地を含む
組立体を実施例１において説明した工程により凍結乾燥
処理した。
【００９６】得られた各装置において、固定部品は内部
に配置されている不織マットの補強部品を有する発泡体
支持骨格部品に固定して連結されていた。図１３におい
て示されているように、固定部品１５０は発泡体支持骨
格部品１５２の中に包埋されていた。上記不織マットの
繊維１５４は発泡体支持骨格部品１５２の中に包埋され
た状態で示されている。このＳＥＭ画像は発泡体支持骨
格部品１５２が不織マットを囲み、固定部品１５０を封
入しているために、支持骨格部品が固定部品に対して固
定して連結されている状態を明瞭に示している。
【００９７】実施例７ この実施例は生体吸収性の不織マットの補強部品を含む
吸収性の生体ポリマーにより作成した凍結乾燥処理した
支持骨格部品に対する生体吸収性の固定部品の連結を説
明している。
【００９８】生体吸収性の剛性の固定部品を実施例１に
おいて説明したような射出成形法により製造した。その
後、凍結乾燥処理して支持骨格部品にするための生体ポ
リマーの溶液を調製した。この実施例のおいて、０．０
５Ｍ酢酸中における０．５％の重量比のヒアルロン酸
（ミネソタ州、LifeCore社から入手）を調製した。
【００９９】上記生体ポリマーの溶液を金型の中に注入
する前に、不織マットを金型の中に入れて、固定部品を
この不織マットに接触させた。これらの金型、生体ポリ
マー溶液、固定装置、および不織布地マットを含む組立
体を実施例５において説明した工程により凍結乾燥処理
した。
【０１００】上記の工程が完了した後に、金型組立体を
凍結乾燥機から取り出して、２時間乃至３時間にわたり
減圧フード内において自然に脱気した。これらの装置を
窒素下で保管した。得られた各装置において、その固定
部品は生体ポリマーの発泡体支持骨格部品の中に封入さ
れている不織マットに固定して連結されていた。
【０１０１】本発明の実施態様は以下の通りである。 （１）前記固定部品が組織支持骨格用の支持手段および
定着手段を備えており、前記発泡体組織支持骨格部品が
当該組織支持骨格用の支持手段を実質的に封入している
請求項１に記載の装置。 （２）前記発泡体支持骨格部品が凍結乾燥処理したポリ
マーを含む請求項１に記載の装置。 （３）前記凍結乾燥処理したポリマーが生体吸収性であ
る実施態様（２）に記載の装置。 （４）前記固定部品が生体吸収性のポリマーを含む実施
態様（３）に記載の装置。 （５）前記固定部品が非生体吸収性のポリマーを含む実
施態様（３）に記載の装置。
【０１０２】（６）前記生体吸収性のポリマーが脂肪族
ポリエステル、ポリ（アミノ酸）、コポリ（エーテル−
エステル）、ポリアルキレン・オキサレート、ポリアミ
ド、チロシン誘導型ポリカーボネート、ポリ（イミノカ
ーボネート）、ポリオルトエステル、ポリオキサエステ
ル、ポリアミドエステル、アミン基を含有しているポリ
オキサエステル、ポリ（酸無水物）、ポリホスファゼン
および生体ポリマーから成る群から選択される実施態様
（４）に記載の装置。 （７）前記脂肪族ポリエステルがラクチド、グリコリ
ド、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノン（１，４−
ジオキサン−２−オン）、トリメチレン・カーボネート
（１，３−ジオキサン−２−オン）、トリメチレン・カ
ーボネートのアルキル誘導体、δ−バレロラクトン、β
−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε−デカラク
トン、ヒドロキシブチレート、ヒドロキシバレレート、
１，４−ジオキセパン−２−オン、１，５−ジオキセパ
ン−２−オン、６，６−ジメチル−１，４−ジオキサン
−２−オン、２，５−ジケトモルホリン、ピバロラクト
ン、α，α−ジエチルプロピオラクトン、エチレン・カ
ーボネート、エチレン・オキサレート、３−メチル−
１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、３，３−ジエチ
ル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、および６，
８−ジオキサビシクロオクタン−７−オンのホモポリマ
ーおよびコポリマーから成る群から選択される実施態様
（６）に記載の装置。 （８）前記脂肪族ポリエステルが弾性である実施態様
（７）に記載の装置。 （９）前記生体ポリマーがヒアルロン酸、コラーゲン、
組換えコラーゲン、セルロース、エラスチン、アルギネ
ート、コンドロイチン硫酸、キトサン、キチン、ケラチ
ン、シルクから成る群から選択される実施態様（６）に
記載の装置。 （１０）前記気孔構造が連続気泡型である請求項１に記
載の装置。
【０１０３】（１１）前記気孔が約１０ミクロン乃至約
１，０００ミクロンの平均直径を有している請求項１に
記載の装置。 （１２）前記支持骨格用の支持手段が貫通孔を有してい
る実施態様（１）に記載の装置。 （１３）さらに、補強部品を備えている請求項１に記載
の装置。 （１４）前記固定部品が支持骨格用の支持手段および定
着手段を備えており、当該支持骨格用の支持手段が前記
金型の中に配置され、前記ポリマー溶液が前記支持骨格
用の支持手段を実質的に封入し、相分離および溶媒除去
の時に、これにより作成される前記発泡体組織支持骨格
部品が前記支持骨格用の支持手段を実質的に封入し、こ
れにより、当該発泡体組織支持骨格部品の前記固定部品
に対する固定した連結が構成できる請求項２に記載の方
法。 （１５）前記相分離および溶媒除去が凍結乾燥処理によ
り達成される請求項２に記載の方法。
【０１０４】（１６）さらに、前記金型の中に前記固定
部品を入れる工程の前に、当該固定部品が補強部品に接
触するように、当該補強部品を前記金型の中に入れる工
程を含む請求項２に記載の方法。 （１７）前記ポリマーが脂肪族ポリエステル、ポリ（ア
ミノ酸）、コポリ（エーテル−エステル）、ポリアルキ
レン・オキサレート、ポリアミド、チロシン誘導型ポリ
カーボネート、ポリ（イミノカーボネート）、ポリオル
トエステル、ポリオキサエステル、ポリアミドエステ
ル、アミン基を含有しているポリオキサエステル、ポリ
（酸無水物）、ポリホスファゼンおよび生体ポリマーか
ら成る群から選択される請求項２に記載の方法。 （１８）前記脂肪族ポリエステルがラクチド、グリコリ
ド、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノン（１，４−
ジオキサン−２−オン）、トリメチレン・カーボネート
（１，３−ジオキサン−２−オン）、トリメチレン・カ
ーボネートのアルキル誘導体、δ−バレロラクトン、β
−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε−デカラク
トン、ヒドロキシブチレート、ヒドロキシバレレート、
１，４−ジオキセパン−２−オン、１，５−ジオキセパ
ン−２−オン、６，６−ジメチル−１，４−ジオキサン
−２−オン、２，５−ジケトモルホリン、ピバロラクト
ン、α，α−ジエチルプロピオラクトン、エチレン・カ
ーボネート、エチレン・オキサレート、３−メチル−
１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、３，３−ジエチ
ル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、および６，
８−ジオキサビシクロオクタン−７−オンのホモポリマ
ーおよびコポリマーから成る群から選択される実施態様
（１７）に記載の方法。 （１９）前記脂肪族ポリエステルが弾性である実施態様
（１８）に記載の方法。 （２０）前記生体ポリマーがヒアルロン酸、コラーゲ
ン、組換えコラーゲン、セルロース、エラスチン、アル
ギネート、コンドロイチン硫酸、キトサン、キチン、ケ
ラチン、シルクから成る群から選択される実施態様（１
７）に記載の方法。
【０１０５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、固定装置の中
に支持骨格が保持されている状態で組織の内方発育が生
じる、骨または軟骨等の、硬質組織に対して固定するた
めの組織工学用の支持骨格装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の上部斜視図である。
【図２】本発明の装置の下部斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は本発明の装置の断面図で
ある。
【図４】本発明による装置の断面の走査電子顕微鏡写真
である。
【図５】図４において示されている装置において拡大し
た部分の走査電子顕微鏡写真である。
【図６】本発明において有用な金型組立体の実施形態の
一例の断面図である。
【図７】本発明において有用な金型組立体の別の実施形
態の斜視図である。
【図８】図７の金型組立体における一部分の斜視図であ
る。
【図９】細胞により培養処理した本発明による装置の写
真画像である。
【図１０】（ａ）は細胞により接種処理した本発明によ
る装置の一部分の組織学的部分の写真画像である。
（ｂ）は図１０（ａ）において拡大した部分の写真画像
であり、細胞により接種処理した本発明による装置の一
部分の組織学的部分を示している。
【図１１】滑車溝部位内における移植後の本発明による
装置の一部分の組織学的部分の写真画像である。
【図１２】支持骨格を形成するための生体ポリマーを用
いている本発明による装置の断面の走査電子顕微鏡写真
である。
【図１３】補強部品を備えている本発明による装置の断
面の走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１０ 移植片 １２ 支持骨格部品 １４ 気孔 ２０ 固定部品 ２２ 支持骨格用支持体 ２４ 固定用ポスト部材
【手続補正書】
【提出日】平成１４年９月５日（２００２．９．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ・ジョン・ハマー アメリカ合衆国、08807 ニュージャージ ー州、ブリッジウォーター、カントリー・ クラブ・ロード 466 (72)発明者 アリレザ・レザニア アメリカ合衆国、08844 ニュージャージ ー州、ヒルズボロー、デウィット・レーン ５ (72)発明者 アンジェロ・ジー・スコープリアノス アメリカ合衆国、08889 ニュージャージ ー州、ホワイトハウス・ステーション、ジ ョン・スティーブンス・ロード ７ (72)発明者 マーティー・ナラヤン・バイカーナム アメリカ合衆国、10025 ニューヨーク州、 ニュー・ヨーク、アパートメント・42、ウ エスト・ワン・ハンドレッド・アンド・イ レブンス・ストリート 529 (72)発明者 マーク・チャールズ・ジマーマン アメリカ合衆国、08816 ニュージャージ ー州、イースト・ブランズウィック、アゲ ート・ロード 21 Ｆターム(参考） 4C060 LL13 4C097 AA03 BB01 CC05 CC12 DD02 DD04 DD05 DD07 DD09 DD11 DD14 EE02 EE03 EE08 EE09 EE11 EE12 EE17 EE18 EE19 FF01 FF05 FF14 MM03 MM07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 組織支持骨格移植装置において、 発泡体の組織支持骨格内への組織の浸潤および成長を容
    易にするために有効な気孔構造を有する発泡体組織支持
    骨格部品、 固定部品を備えており、 前記発泡体組織支持骨格部品が当該発泡体組織支持骨格
    部品による前記固定部品の部分的な封入により前記支持
    骨格固定部品に対して固定して連結されている装置。
  2. 【請求項２】 組織支持骨格移植装置を作成する方法に
    おいて、 固定部品を選択された位置および配向で選択された形態
    の金型の中に入れる工程、 前記固定部品を入れた金型に、適当な溶媒中に溶解して
    いる選択された高分子材料を含むポリマー溶液を加える
    工程、 前記金型の中のポリマー溶液を溶媒相およびポリマー相
    に分離する工程、および前記溶媒相を金型から除去する
    工程を含み、これにより、 前記固定部品を少なくとも部分的に封入している発泡体
    の組織支持骨格部品が得られ、これにより、前記固定部
    品に対する前記発泡体組織支持骨格部品の固定された連
    結が構成できる方法。
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