JP2003126237A - 組織の修復および再生のための多孔質セラミックと多孔質ポリマーの積層体スキャフォールド - Google Patents
組織の修復および再生のための多孔質セラミックと多孔質ポリマーの積層体スキャフォールドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異なる層を強固に固着することができるとと
もに、層間の特性の変化を階調的にすることができる積
層された複合スキャフォールドを提供する。 【解決手段】 多孔質セラミック相と多孔質ポリマー相
を有する複合スキャフォールド。溶液である間にセラミ
ックの孔にしみ込んだポリマーは発泡させられて、相互
に結合された多孔質の素材の中間領域接合部を形成す
る。スキャフォールドには、内部成長を促すか薬剤の放
出をする様々な生体活性材料がしみ込んでいるか、塗布
されている。積層された多孔質のスキャフォールドは、
関節軟骨のような階調的に変化する形態および細胞組成
を持った被損傷組織接合部に似せることができる。
もに、層間の特性の変化を階調的にすることができる積
層された複合スキャフォールドを提供する。 【解決手段】 多孔質セラミック相と多孔質ポリマー相
を有する複合スキャフォールド。溶液である間にセラミ
ックの孔にしみ込んだポリマーは発泡させられて、相互
に結合された多孔質の素材の中間領域接合部を形成す
る。スキャフォールドには、内部成長を促すか薬剤の放
出をする様々な生体活性材料がしみ込んでいるか、塗布
されている。積層された多孔質のスキャフォールドは、
関節軟骨のような階調的に変化する形態および細胞組成
を持った被損傷組織接合部に似せることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くいえば組織の
修復に係り、さらに具体的には組織のスキャフォールド
（scaffold）に使われる多孔質の生体適合性セラミッ
ク、ポリマーおよび組成物に関する。
修復に係り、さらに具体的には組織のスキャフォールド
（scaffold）に使われる多孔質の生体適合性セラミッ
ク、ポリマーおよび組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばヒドロキシアパタイト、可溶ガラ
スおよびセラミック発泡体のようなセラミック材料は、
その組成的および形態的な生体適合性のために組織の内
部成長のためのスキャフォールドとして使用されてきて
いる。例えば、これらの材料の多孔性が細胞の侵入を促
進する。多孔質セラミック製のスキャフォールド（プロ
テーゼ）の製造には様々な方法が使われている。例え
ば、動物の骨または珊瑚の熱水処理、セラミック体に混
在したポリマー球を焼失させること、発泡体への蒸着、
ポリマー発泡体へのセラミック片の浸透およびセラミッ
ク片の発泡が挙げられる。
スおよびセラミック発泡体のようなセラミック材料は、
その組成的および形態的な生体適合性のために組織の内
部成長のためのスキャフォールドとして使用されてきて
いる。例えば、これらの材料の多孔性が細胞の侵入を促
進する。多孔質セラミック製のスキャフォールド（プロ
テーゼ）の製造には様々な方法が使われている。例え
ば、動物の骨または珊瑚の熱水処理、セラミック体に混
在したポリマー球を焼失させること、発泡体への蒸着、
ポリマー発泡体へのセラミック片の浸透およびセラミッ
ク片の発泡が挙げられる。
【０００３】多孔質セラミック材料に見受けられる制約
の一つは、その特有の脆さである。この制約を克服しよ
うとする試みとして、ＰＭＭＡまたはＰＬＡのモノマー
溶液をセラミック発泡体に浸透させ、セラミック発泡体
から余分な溶液を排出させ、硬化および／または乾燥の
間に重合させて、セラミック発泡体をいくぶん強化させ
ることが行われてきた。他の方法として、中実または多
孔質の複数のポリマー層を積層してセラミック発泡体構
造を得ることも提案されている。
の一つは、その特有の脆さである。この制約を克服しよ
うとする試みとして、ＰＭＭＡまたはＰＬＡのモノマー
溶液をセラミック発泡体に浸透させ、セラミック発泡体
から余分な溶液を排出させ、硬化および／または乾燥の
間に重合させて、セラミック発泡体をいくぶん強化させ
ることが行われてきた。他の方法として、中実または多
孔質の複数のポリマー層を積層してセラミック発泡体構
造を得ることも提案されている。
【０００４】セラミック材料との組合せによる従来提案
されている用途とは別に、ポリマー発泡体自体は組織の
修復および再生に関する利便性を有する。例えば、アモ
ルファスポリマー発泡体は骨の隙間を充填するのに利用
されている。ポリマー発泡体を製造するために様々な方
法が試されている。例えば浸出、真空発泡技術、沈殿し
たポリマーゲルの塊、および室温より高い温度で昇華す
る遊走性の組成物のポリマー融解生成物を用いる方法で
ある。生体適合性のある吸収性発泡体を凍結乾燥によっ
て形成することが、１９９９年６月３０日に出願された
Ethicon, Inc.を譲受人とする係属中の米国特許出願第
０９／３４５０９６号「組織の修復および再生のための
多孔質の組織スキャフォールド」に記載されている。こ
の米国出願の内容は参照されることによりこの出願の開
示の一部をなす。
されている用途とは別に、ポリマー発泡体自体は組織の
修復および再生に関する利便性を有する。例えば、アモ
ルファスポリマー発泡体は骨の隙間を充填するのに利用
されている。ポリマー発泡体を製造するために様々な方
法が試されている。例えば浸出、真空発泡技術、沈殿し
たポリマーゲルの塊、および室温より高い温度で昇華す
る遊走性の組成物のポリマー融解生成物を用いる方法で
ある。生体適合性のある吸収性発泡体を凍結乾燥によっ
て形成することが、１９９９年６月３０日に出願された
Ethicon, Inc.を譲受人とする係属中の米国特許出願第
０９／３４５０９６号「組織の修復および再生のための
多孔質の組織スキャフォールド」に記載されている。こ
の米国出願の内容は参照されることによりこの出願の開
示の一部をなす。
【０００５】欧州特許第２７４８９８号（Hinsch等）
は、血管および細胞の内部成長のためのポリヒドロキシ
酸から製造された多孔性開口セル発泡体を開示する。こ
の発泡体は繊維、糸、ひも、ニット編みされた布、スク
リム、その他のもので補強してもよい。
は、血管および細胞の内部成長のためのポリヒドロキシ
酸から製造された多孔性開口セル発泡体を開示する。こ
の発泡体は繊維、糸、ひも、ニット編みされた布、スク
リム、その他のもので補強してもよい。
【０００６】米国特許第５，６０７，４７４号（Athana
siou等）は、二つの異種組織が存在する箇所での骨軟骨
の損傷の修復のための二層ポリマー発泡体器具を用いる
ことを提案している。ポリマーの二層は別個に形成され
た後に結合される。各層は、軟骨と骨の境界領域に類似
するように、軟骨組織および骨組織のそれぞれに対応す
る剛性値および圧縮性値を有するように設計されてい
る。但し、Athanasiouの器具は、一つの層と他の層とで
は急激な特性変化を呈する。これに対して、軟骨と骨の
接合部では、軟骨細胞が下方の骨構造に対する位置に応
じて形態および配向性が徐々に変化してゆくために、緩
やかな移行を呈する。さらに、この構造では、位置に応
じてマトリックス中のコラーゲン線維の配向性も変化す
る。
siou等）は、二つの異種組織が存在する箇所での骨軟骨
の損傷の修復のための二層ポリマー発泡体器具を用いる
ことを提案している。ポリマーの二層は別個に形成され
た後に結合される。各層は、軟骨と骨の境界領域に類似
するように、軟骨組織および骨組織のそれぞれに対応す
る剛性値および圧縮性値を有するように設計されてい
る。但し、Athanasiouの器具は、一つの層と他の層とで
は急激な特性変化を呈する。これに対して、軟骨と骨の
接合部では、軟骨細胞が下方の骨構造に対する位置に応
じて形態および配向性が徐々に変化してゆくために、緩
やかな移行を呈する。さらに、この構造では、位置に応
じてマトリックス中のコラーゲン線維の配向性も変化す
る。
【０００７】米国特許第６，１０３，２５５号（H. Lev
ene等）は、径に相違のある孔が分布したほぼ連続した
ポリマー面を有するスキャフォールドを製造する方法を
開示する。ここでは小径の孔が大径の孔の内壁面に形成
されている。
ene等）は、径に相違のある孔が分布したほぼ連続した
ポリマー面を有するスキャフォールドを製造する方法を
開示する。ここでは小径の孔が大径の孔の内壁面に形成
されている。
【０００８】G. Niederauer等によってBiomaterials 21
(2000) 2561に報ぜられた研究では、関節の軟骨の修復
のためのスキャフォールドは、ポリ乳酸／ポリグリコー
ル酸（ＰＬＧ）の層ならびにＰＬＧ繊維で補強されたＰ
ＬＧの層、生体ガラスの層もしくは硫酸カルシウムの層
から形成された。どの場合においても、このＰＬＧの層
は、沈殿したポリマーゲルの塊を真空高温の下で展伸す
ることで多孔質になるように形成される。補強された層
は、ポリマー溶液に補強材を入れた後、かつポリマーゲ
ルの塊の沈殿の前に同様の方式で多孔質になるように形
成される。二つの層が形成されると、これらを接着でき
る少量の溶剤で二つの層は結合される。
(2000) 2561に報ぜられた研究では、関節の軟骨の修復
のためのスキャフォールドは、ポリ乳酸／ポリグリコー
ル酸（ＰＬＧ）の層ならびにＰＬＧ繊維で補強されたＰ
ＬＧの層、生体ガラスの層もしくは硫酸カルシウムの層
から形成された。どの場合においても、このＰＬＧの層
は、沈殿したポリマーゲルの塊を真空高温の下で展伸す
ることで多孔質になるように形成される。補強された層
は、ポリマー溶液に補強材を入れた後、かつポリマーゲ
ルの塊の沈殿の前に同様の方式で多孔質になるように形
成される。二つの層が形成されると、これらを接着でき
る少量の溶剤で二つの層は結合される。
【０００９】軟骨を処置するための多孔質ポリマーの使
用方法が欧州特許出願公開公報第１０２７８９７−Ａ１
号（Mahood等）に記載されている。この公報は、連続的
なディップコーティングまたは二つの層を第三の層に結
合する連結手段で各層が結合された多層ポリマースキャ
フォールドを開示する。第三の層は、軟骨細胞をポリマ
ー層に拘束し、造骨細胞をセラミック層に拘束するため
の細胞の拡散への障壁として位置づけられている。
用方法が欧州特許出願公開公報第１０２７８９７−Ａ１
号（Mahood等）に記載されている。この公報は、連続的
なディップコーティングまたは二つの層を第三の層に結
合する連結手段で各層が結合された多層ポリマースキャ
フォールドを開示する。第三の層は、軟骨細胞をポリマ
ー層に拘束し、造骨細胞をセラミック層に拘束するため
の細胞の拡散への障壁として位置づけられている。
【００１０】Biomaterials 20 (1999) 1743において、K
reklau等は、軟骨細胞をポリマースキャフォールド内で
成長させつつ、同時に吸収性材料が関節の軟骨を模すよ
うな骨の形成をもたらすための多孔質セラミック材料に
取り付けられた繊維状のポリマーフリースを評価した。
この研究によれば、繊維素と細胞の溶解液が、セラミッ
ク層とポリマー層の固定に利用された。溶解液はカプセ
ル封入されて、機械的強度を持った接合を形成するよう
に、各相が体外で相互に作用するような意図をもって利
用された。その著者達は、剪断強度を向上するために各
層の面に歯を設けることの可能性に言及した。しかし、
二つの異なる層が、その積層作用に鉛直な方向に働く剥
離力に抵抗しうるように相互に結合することをもたらす
ようなメカニズムは何もない。さらに二つの層間の急激
な変化が存在する。
reklau等は、軟骨細胞をポリマースキャフォールド内で
成長させつつ、同時に吸収性材料が関節の軟骨を模すよ
うな骨の形成をもたらすための多孔質セラミック材料に
取り付けられた繊維状のポリマーフリースを評価した。
この研究によれば、繊維素と細胞の溶解液が、セラミッ
ク層とポリマー層の固定に利用された。溶解液はカプセ
ル封入されて、機械的強度を持った接合を形成するよう
に、各相が体外で相互に作用するような意図をもって利
用された。その著者達は、剪断強度を向上するために各
層の面に歯を設けることの可能性に言及した。しかし、
二つの異なる層が、その積層作用に鉛直な方向に働く剥
離力に抵抗しうるように相互に結合することをもたらす
ようなメカニズムは何もない。さらに二つの層間の急激
な変化が存在する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】公知のスキャフォール
ドに関する上記の制限を克服することができると好まし
い。
ドに関する上記の制限を克服することができると好まし
い。
【００１２】
【課題を解決するための手段】従来技術の上記制限は本
発明によって克服される。本発明は、第１の複数の孔を
有するセラミック相と、第２の複数の孔を有するポリマ
ー相とを備えた複合的スキャフォールドに関する。ポリ
マー相はセラミック相に中間領域で固着されており、ポ
リマー相が中間領域の第１の複数の孔に少なくとも部分
的に浸入させられている。このスキャフォールドを形成
する方法によれば、多孔質セラミック体の孔にしみ込む
ポリマー溶液に接触するように多孔質セラミック体を配
置する。その後、ポリマー溶液を発泡させて、セラミッ
ク相に相互に結合されたポリマー相を形成する。
発明によって克服される。本発明は、第１の複数の孔を
有するセラミック相と、第２の複数の孔を有するポリマ
ー相とを備えた複合的スキャフォールドに関する。ポリ
マー相はセラミック相に中間領域で固着されており、ポ
リマー相が中間領域の第１の複数の孔に少なくとも部分
的に浸入させられている。このスキャフォールドを形成
する方法によれば、多孔質セラミック体の孔にしみ込む
ポリマー溶液に接触するように多孔質セラミック体を配
置する。その後、ポリマー溶液を発泡させて、セラミッ
ク相に相互に結合されたポリマー相を形成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、多孔質の移行境界領域
を介して多孔質のセラミック層に取り付けられた多孔質
の生体吸収性のあるポリマー層を有する二層または多層
のスキャフォールドに関する。このスキャフォールド
は、例えば軟骨と骨の接合部のような、過渡的すなわち
徐々に変化してゆく形態または生理を呈する複数組織種
類の接合部に存在する損傷の修復および再生に特に有用
である。本発明は、スキャフォールドのポリマー相での
一つの種類の細胞の増殖を誘起しつつセラミック相での
第２の種類の細胞を成長させることによって、組織接合
部の修復および再生のために利用される。このような接
合再生部位の例としては、（ａ）椎間板（ポリマー相で
増殖する有核細胞または環状（annular）細胞、および
セラミック相で増殖する造骨細胞）、（ｂ）関節または
半月板の軟骨組織（それぞれポリマー相で増殖する軟骨
細胞または線維軟骨組織、セラミック相で増殖する造骨
細胞）がある。また本発明は、半月板、繊維軟骨、腱お
よび靱帯の修復にも使われうる。多孔質のポリマー相の
特性は、凍結乾燥による製造工程での適切な条件選択に
よって、目的とする用途に適うように制御しうる。多孔
質のポリマー発泡体は、凍結乾燥されて直接的にセラミ
ック構造に形成されうる。このセラミック構造は、補強
構造を持つかあるいは補強構造を持たないポリマー発泡
体と、多孔質セラミック内部にポリマー発泡体が拡散お
よび膨張した中間領域と、多孔質セラミックとを備えた
多相的素材を形成する。部分的または全体的に吸収性を
有するインプラントの特性は、一般に等方的または不揃
いな構造を持った従来技術のスキャフォールドに比べて
利点を有する。
を介して多孔質のセラミック層に取り付けられた多孔質
の生体吸収性のあるポリマー層を有する二層または多層
のスキャフォールドに関する。このスキャフォールド
は、例えば軟骨と骨の接合部のような、過渡的すなわち
徐々に変化してゆく形態または生理を呈する複数組織種
類の接合部に存在する損傷の修復および再生に特に有用
である。本発明は、スキャフォールドのポリマー相での
一つの種類の細胞の増殖を誘起しつつセラミック相での
第２の種類の細胞を成長させることによって、組織接合
部の修復および再生のために利用される。このような接
合再生部位の例としては、（ａ）椎間板（ポリマー相で
増殖する有核細胞または環状（annular）細胞、および
セラミック相で増殖する造骨細胞）、（ｂ）関節または
半月板の軟骨組織（それぞれポリマー相で増殖する軟骨
細胞または線維軟骨組織、セラミック相で増殖する造骨
細胞）がある。また本発明は、半月板、繊維軟骨、腱お
よび靱帯の修復にも使われうる。多孔質のポリマー相の
特性は、凍結乾燥による製造工程での適切な条件選択に
よって、目的とする用途に適うように制御しうる。多孔
質のポリマー発泡体は、凍結乾燥されて直接的にセラミ
ック構造に形成されうる。このセラミック構造は、補強
構造を持つかあるいは補強構造を持たないポリマー発泡
体と、多孔質セラミック内部にポリマー発泡体が拡散お
よび膨張した中間領域と、多孔質セラミックとを備えた
多相的素材を形成する。部分的または全体的に吸収性を
有するインプラントの特性は、一般に等方的または不揃
いな構造を持った従来技術のスキャフォールドに比べて
利点を有する。
【００１４】積層スキャフォールドの従来技術の主な欠
点は、層同士が完全には一体化しておらず、生体内の環
境で剥離してしまうことである。本発明は、多孔質のポ
リマー発泡体を多孔質セラミックの存在下で凍結乾燥す
ることによって剥離の問題を解決する。多孔質セラミッ
クは、多孔質セラミックが多孔質のポリマー発泡体に充
満した中間領域において、多孔質のポリマー発泡体と結
合する。中間領域は、多孔質のセラミック内部に配置さ
れた、多数の微細な孔を持つポリマー発泡体を有する。
多孔質の二つの層が浸透し合って混在することで強固な
機械的接合を形成すると同時に、異種組織の再生すなわ
ち互いに密に接触し合った異種細胞の同時成長という目
的のために材料特性の階調的な変化を設けることができ
る。相互接続し合った多数の孔および空隙は、栄養分の
輸送および／またはスキャフォールドへの細胞の進入を
促し、組織の内部成長を促進する。この過渡的かつ複合
的な構造は、自然に出現する組織の接合部に極めて類似
する。従って、本発明は、通常の形態および生理を持つ
ように細胞の組織化および細胞接合部の再生を促す。
点は、層同士が完全には一体化しておらず、生体内の環
境で剥離してしまうことである。本発明は、多孔質のポ
リマー発泡体を多孔質セラミックの存在下で凍結乾燥す
ることによって剥離の問題を解決する。多孔質セラミッ
クは、多孔質セラミックが多孔質のポリマー発泡体に充
満した中間領域において、多孔質のポリマー発泡体と結
合する。中間領域は、多孔質のセラミック内部に配置さ
れた、多数の微細な孔を持つポリマー発泡体を有する。
多孔質の二つの層が浸透し合って混在することで強固な
機械的接合を形成すると同時に、異種組織の再生すなわ
ち互いに密に接触し合った異種細胞の同時成長という目
的のために材料特性の階調的な変化を設けることができ
る。相互接続し合った多数の孔および空隙は、栄養分の
輸送および／またはスキャフォールドへの細胞の進入を
促し、組織の内部成長を促進する。この過渡的かつ複合
的な構造は、自然に出現する組織の接合部に極めて類似
する。従って、本発明は、通常の形態および生理を持つ
ように細胞の組織化および細胞接合部の再生を促す。
【００１５】本発明に係るスキャフォールドの特性は、
適切なセラミック、ポリマーおよびポリマーを凍結乾燥
する条件を選択することによって、特定の用途に適する
ように調製して、下記の一つ以上の特性を得ることがで
きる。 （１）多孔質のセラミックに取り付けられた相互に結合
したポリマー発泡体、（２）ポリマー発泡体の約２０％
乃至約９８％の広い範囲にわたる多孔率、（３）ポリマ
ーとセラミックの間の領域での孔の寸法の階調的な変
化、（４）細胞の進入、血管の成長および栄養の拡散を
向上させるための多孔質のポリマーを通過する空隙、お
よび（５）細胞の組織化のためもしくは細胞の進入を制
限するための孔の微細なパターニングまたはポリマーの
表面上の他のポリマー組成の追加。
適切なセラミック、ポリマーおよびポリマーを凍結乾燥
する条件を選択することによって、特定の用途に適する
ように調製して、下記の一つ以上の特性を得ることがで
きる。 （１）多孔質のセラミックに取り付けられた相互に結合
したポリマー発泡体、（２）ポリマー発泡体の約２０％
乃至約９８％の広い範囲にわたる多孔率、（３）ポリマ
ーとセラミックの間の領域での孔の寸法の階調的な変
化、（４）細胞の進入、血管の成長および栄養の拡散を
向上させるための多孔質のポリマーを通過する空隙、お
よび（５）細胞の組織化のためもしくは細胞の進入を制
限するための孔の微細なパターニングまたはポリマーの
表面上の他のポリマー組成の追加。
【００１６】さらに、このスキャフォールドは、（１）
異なる材料に対する異なる細胞反応の利益を引き出すか
利用するための組成の階調的変化をもった多孔質の複合
材料、（２）所望の機械的特性を与えるために、ニット
編みされたか、ブレイド編みされたか、織られたか、も
しくは織られていない布もしくはメッシュ、またはトラ
ス構造での補強、（３）異なる速度で分解する部分を有
するポリマー相を形成するための異なるポリマー組成物
の混合、（４）多孔質セラミックとポリマーが交互に積
層された多層の複合構造、（５）薬学的に活性を持つ化
合物で一緒に凍結乾燥されたか、これで被覆されたポリ
マー相、（６）例えば成長因子のような薬学的に活性を
持つ化合物で被覆されたセラミック相、および（７）生
体の埋め込みの前またはその時に培養される細胞を有し
ていてもよい。
異なる材料に対する異なる細胞反応の利益を引き出すか
利用するための組成の階調的変化をもった多孔質の複合
材料、（２）所望の機械的特性を与えるために、ニット
編みされたか、ブレイド編みされたか、織られたか、も
しくは織られていない布もしくはメッシュ、またはトラ
ス構造での補強、（３）異なる速度で分解する部分を有
するポリマー相を形成するための異なるポリマー組成物
の混合、（４）多孔質セラミックとポリマーが交互に積
層された多層の複合構造、（５）薬学的に活性を持つ化
合物で一緒に凍結乾燥されたか、これで被覆されたポリ
マー相、（６）例えば成長因子のような薬学的に活性を
持つ化合物で被覆されたセラミック相、および（７）生
体の埋め込みの前またはその時に培養される細胞を有し
ていてもよい。
【００１７】図１および図２は、複合的なスキャフォー
ルド１０を示す図である。このスキャフォールド１０
は、多孔質のポリマー相１２と多孔質のセラミック相１
４を有し、これらは中間領域１６で機械的に相互に結合
されいる。図２の断面図で示された中間領域１６におい
ては、セラミック相１４の大孔１５はポリマー相１２で
満たされている。また、ポリマー相１２は小孔１８を有
する。
ルド１０を示す図である。このスキャフォールド１０
は、多孔質のポリマー相１２と多孔質のセラミック相１
４を有し、これらは中間領域１６で機械的に相互に結合
されいる。図２の断面図で示された中間領域１６におい
ては、セラミック相１４の大孔１５はポリマー相１２で
満たされている。また、ポリマー相１２は小孔１８を有
する。
【００１８】セラミック相１４にポリマー相１２が浸入
することによって、二つの相１２，１４は強固に固定さ
れ、多孔質のセラミック相１４の脆い構造も補強され
る。ポリマー相１２は、衝撃エネルギを吸収して脆弱な
セラミック相１４を破局的な損傷応力から保護するクッ
ションの役割を果たす。さらに、つながっている孔１
５，１８は、異なる種類の細胞の成長を助成し、損傷し
た組織接合部での組織の相違する隣接層の再生を促進す
る。
することによって、二つの相１２，１４は強固に固定さ
れ、多孔質のセラミック相１４の脆い構造も補強され
る。ポリマー相１２は、衝撃エネルギを吸収して脆弱な
セラミック相１４を破局的な損傷応力から保護するクッ
ションの役割を果たす。さらに、つながっている孔１
５，１８は、異なる種類の細胞の成長を助成し、損傷し
た組織接合部での組織の相違する隣接層の再生を促進す
る。
【００１９】セラミック相１４の大孔１５は、相互につ
ながっており、２０μｍ乃至６００μｍ、好ましくは１
００μｍ乃至２５０μｍの孔のサイズを有するように選
択されうる。ポリマー相１２の小孔１８も相互につなが
っており、１０μｍ乃至２５０μｍ、好ましくは３０μ
ｍ乃至１５０μｍの孔のサイズを有する。ここでいう
「大孔」および「小孔」という用語はスキャフォールド
１０に存在する孔の二つの寸法を表すために使われてい
る。脆弱なセラミック相１４が割れた場合には、中間領
域１６の内部のポリマー相１２がスキャフォールドを一
体状態に維持する。複合スキャフォールド１０は、例え
ば関節の軟骨、半月板および椎間板の修復および再生に
おけるような異種組織間の強固な結合を形成することを
促進する。
ながっており、２０μｍ乃至６００μｍ、好ましくは１
００μｍ乃至２５０μｍの孔のサイズを有するように選
択されうる。ポリマー相１２の小孔１８も相互につなが
っており、１０μｍ乃至２５０μｍ、好ましくは３０μ
ｍ乃至１５０μｍの孔のサイズを有する。ここでいう
「大孔」および「小孔」という用語はスキャフォールド
１０に存在する孔の二つの寸法を表すために使われてい
る。脆弱なセラミック相１４が割れた場合には、中間領
域１６の内部のポリマー相１２がスキャフォールドを一
体状態に維持する。複合スキャフォールド１０は、例え
ば関節の軟骨、半月板および椎間板の修復および再生に
おけるような異種組織間の強固な結合を形成することを
促進する。
【００２０】スキャフォールド１０は多孔質セラミック
相１４を所望のエラストマー系ポリマー相１２で満たし
た後、ポリマー相１２を発泡させることによって形成す
ることができる。ポリマー相１２は、凍結乾燥、欧州特
許公報第４６４１６３−Ｂ１号に記載されている臨界超
過溶剤発泡、ガス射出押し出し成形、ガス射出成形、ま
たは抽出可能な材料（例えば塩、砂糖、または当業者に
知られた他のあらゆる手段）を用いたキャスティングに
よって発泡することができる。現在のところ、ポリマー
相１２は乾燥凍結によって発泡するのが好ましい。エラ
ストマー系ポリマーを乾燥凍結して発泡させる適切な方
法は、１９９９年６月３０日に出願されたEthicon, In
c.を譲受人とする係属中の米国特許出願第０９／３４５
０９５号「生体臨床医学的発泡体を製造する方法」、お
よび１９９９年６月３０日に出願されたEthicon, Inc.
を譲受人とする係属中の米国特許出願第０９／３４５０
９６号「組織の修復または再生のための多孔質組織スキ
ャフォールド」に記載されている。これらの米国出願の
内容は参照されることによりこの出願の開示の一部をな
す。
相１４を所望のエラストマー系ポリマー相１２で満たし
た後、ポリマー相１２を発泡させることによって形成す
ることができる。ポリマー相１２は、凍結乾燥、欧州特
許公報第４６４１６３−Ｂ１号に記載されている臨界超
過溶剤発泡、ガス射出押し出し成形、ガス射出成形、ま
たは抽出可能な材料（例えば塩、砂糖、または当業者に
知られた他のあらゆる手段）を用いたキャスティングに
よって発泡することができる。現在のところ、ポリマー
相１２は乾燥凍結によって発泡するのが好ましい。エラ
ストマー系ポリマーを乾燥凍結して発泡させる適切な方
法は、１９９９年６月３０日に出願されたEthicon, In
c.を譲受人とする係属中の米国特許出願第０９／３４５
０９５号「生体臨床医学的発泡体を製造する方法」、お
よび１９９９年６月３０日に出願されたEthicon, Inc.
を譲受人とする係属中の米国特許出願第０９／３４５０
９６号「組織の修復または再生のための多孔質組織スキ
ャフォールド」に記載されている。これらの米国出願の
内容は参照されることによりこの出願の開示の一部をな
す。
【００２１】スキャフォールド１０を製造するための最
初の工程は、相１２を形成する所望のエラストマー系ポ
リマーを溶剤中に溶解してポリマー溶液を作成すること
である。このポリマー溶液は多孔質のセラミック相１４
に接触させられ、この低粘性ポリマー溶液は毛細管作用
によってセラミック相１４の孔に浸入する。他の浸透方
法としては、高圧による溶液のセラミック相１４への注
入および真空補助浸透がある。
初の工程は、相１２を形成する所望のエラストマー系ポ
リマーを溶剤中に溶解してポリマー溶液を作成すること
である。このポリマー溶液は多孔質のセラミック相１４
に接触させられ、この低粘性ポリマー溶液は毛細管作用
によってセラミック相１４の孔に浸入する。他の浸透方
法としては、高圧による溶液のセラミック相１４への注
入および真空補助浸透がある。
【００２２】毛細管作用による浸入の方法では、容器ま
たは型に収容されたセラミック相１４の一部にしかポリ
マー溶液は浸入しない。この型はポリマー溶液系を阻害
しないいかなる材料から形成されていてもよく、好まし
くは熱伝導性材料から形成される。セラミック相１４を
部分的に浸す好適な方法は、型の底部内面に複数の詰め
物（スペーサ）を置き、セラミック層を詰め物の上に置
くことである。スペーサの厚さおよび型に投入するポリ
マーの体積によって、ポリマー相１２および中間領域１
６の厚さを制御できる。
たは型に収容されたセラミック相１４の一部にしかポリ
マー溶液は浸入しない。この型はポリマー溶液系を阻害
しないいかなる材料から形成されていてもよく、好まし
くは熱伝導性材料から形成される。セラミック相１４を
部分的に浸す好適な方法は、型の底部内面に複数の詰め
物（スペーサ）を置き、セラミック層を詰め物の上に置
くことである。スペーサの厚さおよび型に投入するポリ
マーの体積によって、ポリマー相１２および中間領域１
６の厚さを制御できる。
【００２３】その後、上記の型アセンブリは凍結乾燥機
に配置され、凍結乾燥機の棚板に接触した型の壁を通じ
た、ある一定熱サイクルでの指向性冷却の対象とされ
る。つまり熱伝達の前線は、凍結乾燥機の棚板から上方
に移動し型を通じてポリマー溶液に達する。バイオポリ
マー溶液の温度がゲル化点および／または凝固点より下
がると、溶液はポリマー相と溶剤相に分離し、セル／発
泡構造の出現をもたらす。
に配置され、凍結乾燥機の棚板に接触した型の壁を通じ
た、ある一定熱サイクルでの指向性冷却の対象とされ
る。つまり熱伝達の前線は、凍結乾燥機の棚板から上方
に移動し型を通じてポリマー溶液に達する。バイオポリ
マー溶液の温度がゲル化点および／または凝固点より下
がると、溶液はポリマー相と溶剤相に分離し、セル／発
泡構造の出現をもたらす。
【００２４】凍結工程により生ずる孔の形態は、溶液の
熱力学特性、凍結速度、最終冷却温度、溶液の濃度、補
強材の存在、隣接層の存在、同種または異種の核生成等
によって決まる相関的要素である。これらの相分離現象
の詳細な説明は、当業者に知られており、参考文献A.
T. Young, "Microcellular foams via phase separatio
n," J. Vac. Sci. Technol., A 4(3), May/Jun 1986、
およびS. Matsuda, "Thermodynamics of Formation of
Porous Polymeric Membrane from Solutions," Polymer
J.23(5), (1991)435に存在する。このようにして、乾
燥凍結工程は、ポリマーとセラミックの層１２，１４の
結合と同時に組織機能の再生のための適切な孔構造を持
った複合材料を形成するために使用される。
熱力学特性、凍結速度、最終冷却温度、溶液の濃度、補
強材の存在、隣接層の存在、同種または異種の核生成等
によって決まる相関的要素である。これらの相分離現象
の詳細な説明は、当業者に知られており、参考文献A.
T. Young, "Microcellular foams via phase separatio
n," J. Vac. Sci. Technol., A 4(3), May/Jun 1986、
およびS. Matsuda, "Thermodynamics of Formation of
Porous Polymeric Membrane from Solutions," Polymer
J.23(5), (1991)435に存在する。このようにして、乾
燥凍結工程は、ポリマーとセラミックの層１２，１４の
結合と同時に組織機能の再生のための適切な孔構造を持
った複合材料を形成するために使用される。
【００２５】スキャフォールドの多孔質のセラミック相
１４は、モノ−、ジ−、トリ−、α−トリ−、β−トリ
−およびテトラ−リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタ
イト、フルオロアパタイト、硫酸カルシウム、フッ化カ
ルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸マ
グネシウムカルシウム、バイオガラスおよびこれらの混
合物からなるものでよい。現在市場において多数の適切
な多孔質の生体適合性のあるセラミック材料が入手でき
る。例えば、Surgibone（カナダのUnilab Surgibone, I
nc.）、Endobon（フランスのMerck Biomaterial Franc
e）、Ceros（スイスのBettlachのMathys, A.G.）、およ
びInterpore（米国カリフォルニア州のIrvineのInterpo
re）等である。
１４は、モノ−、ジ−、トリ−、α−トリ−、β−トリ
−およびテトラ−リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタ
イト、フルオロアパタイト、硫酸カルシウム、フッ化カ
ルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸マ
グネシウムカルシウム、バイオガラスおよびこれらの混
合物からなるものでよい。現在市場において多数の適切
な多孔質の生体適合性のあるセラミック材料が入手でき
る。例えば、Surgibone（カナダのUnilab Surgibone, I
nc.）、Endobon（フランスのMerck Biomaterial Franc
e）、Ceros（スイスのBettlachのMathys, A.G.）、およ
びInterpore（米国カリフォルニア州のIrvineのInterpo
re）等である。
【００２６】あるいは、セラミック相１４は、多孔質の
ポリマーマトリックスにセラミックの短繊維または粒子
を混ぜた形態のものでもよい。この代替的なセラミック
相１４は、例えば浸出可能な含有物によって多孔度を与
える射出成形、孔形成ピンを持つ型またはドリル穿孔の
ようなプラスチック材料を加工する従来の方法によって
形成できる。
ポリマーマトリックスにセラミックの短繊維または粒子
を混ぜた形態のものでもよい。この代替的なセラミック
相１４は、例えば浸出可能な含有物によって多孔度を与
える射出成形、孔形成ピンを持つ型またはドリル穿孔の
ようなプラスチック材料を加工する従来の方法によって
形成できる。
【００２７】ポリマー相１２は、天然のバイオポリマ
ー、合成ポリマー、または両者の組合せである。天然の
バイオポリマーには、コラーゲン、エラスチン、アルギ
ン酸塩、キチン質、ヒアルロン酸、その他がある。使用
可能な適切な生体適合性および生体吸収性を持つ合成ポ
リマーには、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、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、アミン基を含んだポリオキサエステル、ポリ
（無水物）、ポリホスファゼン、生体分子化合物および
それらの混合物がある。
ー、合成ポリマー、または両者の組合せである。天然の
バイオポリマーには、コラーゲン、エラスチン、アルギ
ン酸塩、キチン質、ヒアルロン酸、その他がある。使用
可能な適切な生体適合性および生体吸収性を持つ合成ポ
リマーには、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、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、アミン基を含んだポリオキサエステル、ポリ
（無水物）、ポリホスファゼン、生体分子化合物および
それらの混合物がある。
【００２８】本発明の目的のための脂肪族ポリエステル
には、ラクチド（乳酸、Ｄ−、Ｌ−およびメソラクチド
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（その二量体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
モルフォリン、ピバロラクトン、アルファ、アルファ−
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−ジオキサビシクロクタ
ン−７−オン、およびそれらのポリマー混合物のホモポ
リマーとコポリマーがあるが、これらには限定されな
い。
には、ラクチド（乳酸、Ｄ−、Ｌ−およびメソラクチド
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（その二量体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
モルフォリン、ピバロラクトン、アルファ、アルファ−
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−ジオキサビシクロクタ
ン−７−オン、およびそれらのポリマー混合物のホモポ
リマーとコポリマーがあるが、これらには限定されな
い。
【００２９】本発明の目的のためのポリ（イミノカーボ
ネート）には、Domb, Kost & Wiseman, "Handbook of B
iodegradable Polymers," Hardwood Academic Press, 1
997,pp.251-272において、KemnitzerおよびKohnによっ
て記述されたものがある。本発明の目的のためのコポリ
（エーテル−エステル）には、Cohn & Younes, "J. Bio
mater," Res., 22, (1983)993、およびCohn, "Polymer
Preprints," 30(1), (1989)498に記述されたものがあ
る。
ネート）には、Domb, Kost & Wiseman, "Handbook of B
iodegradable Polymers," Hardwood Academic Press, 1
997,pp.251-272において、KemnitzerおよびKohnによっ
て記述されたものがある。本発明の目的のためのコポリ
（エーテル−エステル）には、Cohn & Younes, "J. Bio
mater," Res., 22, (1983)993、およびCohn, "Polymer
Preprints," 30(1), (1989)498に記述されたものがあ
る。
【００３０】本発明の目的のためのポリアルキレンオキ
サレートには、米国特許第４，２０８，５１１号、同第
４，１４１，０８７号、同第４，１３０，６３９号、同
第４，１４０，６７８号、同第４，１０５，０３４号お
よび同第４，２０５，３９９号に開示されたものがあ
る。これらの米国特許の内容は参照されることによりこ
の出願の開示の一部をなす。
サレートには、米国特許第４，２０８，５１１号、同第
４，１４１，０８７号、同第４，１３０，６３９号、同
第４，１４０，６７８号、同第４，１０５，０３４号お
よび同第４，２０５，３９９号に開示されたものがあ
る。これらの米国特許の内容は参照されることによりこ
の出願の開示の一部をなす。
【００３１】本発明の目的のためのポリホスファゼンに
は、Ｌ−ラクチド、Ｄ，Ｌ−ラクチド、乳酸グリコリ
ド、グリコール酸、パラジオキサノン、トリメチレンカ
ーボネート、およびε−カプロラクトンから製造された
コ−、テル−およびより高位の混合モノマーベースのポ
リマーがある。このようなポリマーは、"The Encyclope
dia of Polymer Science," Wiley Intersciences, John
Wiley & Sons, 13(1988)31においてAllcockに記述され
たもの、およびDomb, Kost & Wiseman, "Handbook of B
iodegradable Polymers," Hardwood Academic Press,
(1997)161において、Vandorpe、Schacht、Dejardinおよ
びLemmouchiによって記述されたものがある。これらの
記述の内容は参照されることによりこの出願の開示の一
部をなす。
は、Ｌ−ラクチド、Ｄ，Ｌ−ラクチド、乳酸グリコリ
ド、グリコール酸、パラジオキサノン、トリメチレンカ
ーボネート、およびε−カプロラクトンから製造された
コ−、テル−およびより高位の混合モノマーベースのポ
リマーがある。このようなポリマーは、"The Encyclope
dia of Polymer Science," Wiley Intersciences, John
Wiley & Sons, 13(1988)31においてAllcockに記述され
たもの、およびDomb, Kost & Wiseman, "Handbook of B
iodegradable Polymers," Hardwood Academic Press,
(1997)161において、Vandorpe、Schacht、Dejardinおよ
びLemmouchiによって記述されたものがある。これらの
記述の内容は参照されることによりこの出願の開示の一
部をなす。
【００３２】本発明の目的のためのポリアンヒドライド
には、ＨＯＯＣ−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ−Ｏ−Ｃ
６Ｈ４−ＣＯＯＨの二塩基酸、およびそれと最大１２炭
素の脂肪族のアルファからオメガまでの二塩基酸とのコ
ポリマーがある。ここで、ｍは２から８の範囲にある整
数である。
には、ＨＯＯＣ−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ−Ｏ−Ｃ
６Ｈ４−ＣＯＯＨの二塩基酸、およびそれと最大１２炭
素の脂肪族のアルファからオメガまでの二塩基酸とのコ
ポリマーがある。ここで、ｍは２から８の範囲にある整
数である。
【００３３】本発明の目的のためのポリオキサエステ
ル、ポリオキサアミドならびにアミンおよび／またはア
ミノ基を含むポリオキサエステルとしては、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５，６４８，０８
８号、同第５，６９８，２１３号、同第５，７００，５
８３号および同第５，８５９，１５０号に記載されたも
のがある。これらの米国特許の内容は参照されることに
よりこの出願の開示の一部をなす。本発明の目的のため
のポリオルトエステルには、Domb, Kost & Wiseman, "H
andbook of Biodegradable Polymers," Hardwood Acade
mic Press, (1997),99において、Hellerによって記述さ
れたものがある。
ル、ポリオキサアミドならびにアミンおよび／またはア
ミノ基を含むポリオキサエステルとしては、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５，６４８，０８
８号、同第５，６９８，２１３号、同第５，７００，５
８３号および同第５，８５９，１５０号に記載されたも
のがある。これらの米国特許の内容は参照されることに
よりこの出願の開示の一部をなす。本発明の目的のため
のポリオルトエステルには、Domb, Kost & Wiseman, "H
andbook of Biodegradable Polymers," Hardwood Acade
mic Press, (1997),99において、Hellerによって記述さ
れたものがある。
【００３４】スキャフォールド１０のポリマー相１２を
形成するには脂肪族ポリエステルが好ましい。脂肪族ポ
リエステルは、線状、枝分かれまたは星形構造のホモポ
リマーまたはコポリマー（ランダム、ブロック、セグメ
ント化、テーパードブロック、グラフト、トリブロック
等）でよい。コポリマー鎖の好適な形態は線状である。
脂肪族ホモポリマーおよびコポリマーを形成する適切な
モノマーは、乳酸、ラクチド（Ｌ−、Ｄ−、メソ、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
モルフォリン、ピバロラクトン、アルファ、アルファ−
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、
６，８−ジオキサビシクロクタン−７−オン、およびそ
れらの混合物からなる群から選択されうるが、これらに
は限定されない。
形成するには脂肪族ポリエステルが好ましい。脂肪族ポ
リエステルは、線状、枝分かれまたは星形構造のホモポ
リマーまたはコポリマー（ランダム、ブロック、セグメ
ント化、テーパードブロック、グラフト、トリブロック
等）でよい。コポリマー鎖の好適な形態は線状である。
脂肪族ホモポリマーおよびコポリマーを形成する適切な
モノマーは、乳酸、ラクチド（Ｌ−、Ｄ−、メソ、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
モルフォリン、ピバロラクトン、アルファ、アルファ−
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、
６，８−ジオキサビシクロクタン−７−オン、およびそ
れらの混合物からなる群から選択されうるが、これらに
は限定されない。
【００３５】エラストマー系コポリマーは本発明に特に
有用である。適切な生体吸収性および生体適合性を有す
るエラストマーは、以下のエラストマー系コポリマーか
らなる群から選択されうるが、これらには限定されな
い。 ・ε−カプロラクトンおよびグリコリドのエラストマー
系コポリマー。ε−カプロラクトン：グリコリドのモル
比が約３５：６５乃至約６５：３５、さらに好ましくは
約４５：５５乃至約３５：６５。 ・ε−カプロラクトンおよびラクチド（Ｌ−ラクチド、
Ｄ−ラクチド、それらの混合物、または乳酸コポリマー
を含む）のエラストマー系コポリマー。ε−カプロラク
トン：ラクチドのモル比が好ましくは約３５：６５乃至
約６５：３５、さらに好ましくは約４５：５５乃至約３
０：７０、または約９５：５乃至約８５：１５。 ・ｐ−ジオキサノン（１，４−ジオキサン−２−オン）
およびラクチド（Ｌ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、および
乳酸を含む）のエラストマー系コポリマー。ｐ−ジオキ
サノン：ラクチドのモル比が好ましくは約４０：６０乃
至約６０：４０。 ・ε−カプロラクトンおよびｐ−ジオキサノンのエラス
トマー系コポリマー。ε−カプロラクトン：ｐ−ジオキ
サノンのモル比が約３０：７０乃至約７０：３０。 ・ｐ−ジオキサノンおよびトリメチレンカーボネートの
エラストマー系コポリマー。ｐ−ジオキサノン：トリメ
チレンカーボネートのモル比が好ましくは約３０：７０
乃至約７０：３０。 ・トリメチレンカーボネートおよびグリコリドのエラス
トマー系コポリマー。トリメチレンカーボネート：グリ
コリドのモル比が好ましくは約３０：７０乃至約７０：
３０。 ・トリメチレンカーボネートおよびラクチド（Ｌ−ラク
チド、Ｄ−ラクチド、それらの混合物、または乳酸コポ
リマーを含む）のエラストマー系コポリマー。トリメチ
レンカーボネート：ラクチドのモル比が好ましくは約３
０：７０乃至約７０：３０。 ・および上記の混合物。また、適切な生体吸収性のある
エラストマーの例は米国特許第４，０４５，４１８号、
同第４，０５７，５３７号および同第５，４６８，２５
３号に開示されている。これらの米国特許の内容は参照
されることによりこの出願の開示の一部をなす。
有用である。適切な生体吸収性および生体適合性を有す
るエラストマーは、以下のエラストマー系コポリマーか
らなる群から選択されうるが、これらには限定されな
い。 ・ε−カプロラクトンおよびグリコリドのエラストマー
系コポリマー。ε−カプロラクトン：グリコリドのモル
比が約３５：６５乃至約６５：３５、さらに好ましくは
約４５：５５乃至約３５：６５。 ・ε−カプロラクトンおよびラクチド（Ｌ−ラクチド、
Ｄ−ラクチド、それらの混合物、または乳酸コポリマー
を含む）のエラストマー系コポリマー。ε−カプロラク
トン：ラクチドのモル比が好ましくは約３５：６５乃至
約６５：３５、さらに好ましくは約４５：５５乃至約３
０：７０、または約９５：５乃至約８５：１５。 ・ｐ−ジオキサノン（１，４−ジオキサン−２−オン）
およびラクチド（Ｌ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、および
乳酸を含む）のエラストマー系コポリマー。ｐ−ジオキ
サノン：ラクチドのモル比が好ましくは約４０：６０乃
至約６０：４０。 ・ε−カプロラクトンおよびｐ−ジオキサノンのエラス
トマー系コポリマー。ε−カプロラクトン：ｐ−ジオキ
サノンのモル比が約３０：７０乃至約７０：３０。 ・ｐ−ジオキサノンおよびトリメチレンカーボネートの
エラストマー系コポリマー。ｐ−ジオキサノン：トリメ
チレンカーボネートのモル比が好ましくは約３０：７０
乃至約７０：３０。 ・トリメチレンカーボネートおよびグリコリドのエラス
トマー系コポリマー。トリメチレンカーボネート：グリ
コリドのモル比が好ましくは約３０：７０乃至約７０：
３０。 ・トリメチレンカーボネートおよびラクチド（Ｌ−ラク
チド、Ｄ−ラクチド、それらの混合物、または乳酸コポ
リマーを含む）のエラストマー系コポリマー。トリメチ
レンカーボネート：ラクチドのモル比が好ましくは約３
０：７０乃至約７０：３０。 ・および上記の混合物。また、適切な生体吸収性のある
エラストマーの例は米国特許第４，０４５，４１８号、
同第４，０５７，５３７号および同第５，４６８，２５
３号に開示されている。これらの米国特許の内容は参照
されることによりこの出願の開示の一部をなす。
【００３６】本発明の好適な実施の形態では、発泡体が
製造されるエラストマーは、約２００％より大きく、好
ましくは約５００％より大きい伸び率を示す。生体適合
性のあるエラストマーの弾性率を決定するこの特性は、
約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）より大きく、好まし
くは約１０００ｐｓｉ（６８９４ｋＰａ）の引っ張り応
力、約５０ｌｂｓ／ｉｎｃｈ（８．７５Ｎ／ｍｍ）より
大きく、好ましくは８０ｌｂｓ／ｉｎｃｈ（１４Ｎ／ｍ
ｍ）の引裂強度に維持する間に達成される。
製造されるエラストマーは、約２００％より大きく、好
ましくは約５００％より大きい伸び率を示す。生体適合
性のあるエラストマーの弾性率を決定するこの特性は、
約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）より大きく、好まし
くは約１０００ｐｓｉ（６８９４ｋＰａ）の引っ張り応
力、約５０ｌｂｓ／ｉｎｃｈ（８．７５Ｎ／ｍｍ）より
大きく、好ましくは８０ｌｂｓ／ｉｎｃｈ（１４Ｎ／ｍ
ｍ）の引裂強度に維持する間に達成される。
【００３７】どのような用途についてもいえることだ
が、スキャフォールド１０のポリマー相１２を形成する
のに適切なポリマーまたはコポリマーはいくつかの要因
によって決定される。化学的組成、構成要素の空間的配
置、ポリマーの分子量、および透明度は全て、ポリマー
の生体外および生体内での挙動にある程度影響する。し
かし、組織再生のための階調的変化をもった発泡体を作
成するためのポリマーの選択は、（ａ）生体吸収（生体
分解性）反応、（ｂ）生体内での機械的反応、（ｃ）細
胞の付着、増殖、移動、分化といった点における細胞の
反応、および（ｄ）生体適合性に依存する（但しそれら
に限定されるのではない）。
が、スキャフォールド１０のポリマー相１２を形成する
のに適切なポリマーまたはコポリマーはいくつかの要因
によって決定される。化学的組成、構成要素の空間的配
置、ポリマーの分子量、および透明度は全て、ポリマー
の生体外および生体内での挙動にある程度影響する。し
かし、組織再生のための階調的変化をもった発泡体を作
成するためのポリマーの選択は、（ａ）生体吸収（生体
分解性）反応、（ｂ）生体内での機械的反応、（ｃ）細
胞の付着、増殖、移動、分化といった点における細胞の
反応、および（ｄ）生体適合性に依存する（但しそれら
に限定されるのではない）。
【００３８】ポリマー相が適切な時に生体内で吸収され
る能力は重要事項である。生体内の条件下での二つのコ
ポリマーの吸収時間の相違は二つの異なるコポリマーを
組み合わせる基準となる。例えば、３５：６５のε−カ
プロラクトンおよびグリコリドのエラストマー系コポリ
マー（比較的早く吸収するポリマー）は、４０：６０の
ε−カプロラクトンおよび（Ｌ）ラクチドのエラストマ
ー系コポリマー（比較的遅く吸収するポリマー）に混合
されて発泡体を形成する。かかる発泡体は、使用される
技術に応じたいくつかの異なる物理的構造を生ずるよう
に処理されうる。これらの二つの構成成分は、二重に連
続し無秩序に相互接続された二位相になっていてもよい
し、二つの構成層の間の一体化された中間領域を有する
階調的な配置または積層的な構成を有していてもよい。
これらの発泡体の微視的構造は、処置される組織の所望
の解剖学的特徴を再生または修復するために最適化され
る。
る能力は重要事項である。生体内の条件下での二つのコ
ポリマーの吸収時間の相違は二つの異なるコポリマーを
組み合わせる基準となる。例えば、３５：６５のε−カ
プロラクトンおよびグリコリドのエラストマー系コポリ
マー（比較的早く吸収するポリマー）は、４０：６０の
ε−カプロラクトンおよび（Ｌ）ラクチドのエラストマ
ー系コポリマー（比較的遅く吸収するポリマー）に混合
されて発泡体を形成する。かかる発泡体は、使用される
技術に応じたいくつかの異なる物理的構造を生ずるよう
に処理されうる。これらの二つの構成成分は、二重に連
続し無秩序に相互接続された二位相になっていてもよい
し、二つの構成層の間の一体化された中間領域を有する
階調的な配置または積層的な構成を有していてもよい。
これらの発泡体の微視的構造は、処置される組織の所望
の解剖学的特徴を再生または修復するために最適化され
る。
【００３９】セラミック発泡体に悪影響を与えないであ
ろう好ましい吸収可能な脂肪族ポリエステルのための適
切な溶剤は、蟻酸、蟻酸エチル、酢酸、ヘキサフルオロ
イソプロパノール（ＨＦＩＰ）、環状エーテル（すなわ
ちＴＨＦ、ＤＭＦ、ＰＤＯ）、アセトン、Ｃ２からＣ５
アルコールのアセテート（例えばエチルアセテートおよ
びｔ−ブチルアセテート）、グライム（すなわちモノグ
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）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γ−バレロラクト
ン、δ−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、ジエチルカーボ
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か
らなる群から選択されるが、これらには限定されない。
これらの溶剤のうち、好ましい溶剤は１，４−ジオキサ
ンである。通常の技術を用いて、溶剤にポリマーが均質
に溶融した溶液が作成される。
ろう好ましい吸収可能な脂肪族ポリエステルのための適
切な溶剤は、蟻酸、蟻酸エチル、酢酸、ヘキサフルオロ
イソプロパノール（ＨＦＩＰ）、環状エーテル（すなわ
ちＴＨＦ、ＤＭＦ、ＰＤＯ）、アセトン、Ｃ２からＣ５
アルコールのアセテート（例えばエチルアセテートおよ
びｔ−ブチルアセテート）、グライム（すなわちモノグ
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）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γ−バレロラクト
ン、δ−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、ジエチルカーボ
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か
らなる群から選択されるが、これらには限定されない。
これらの溶剤のうち、好ましい溶剤は１，４−ジオキサ
ンである。通常の技術を用いて、溶剤にポリマーが均質
に溶融した溶液が作成される。
【００４０】さらに、ポリマー１２は、フィルム、スク
リム、織られたか、織られていないか、ニット編みされ
たか、ブレイド編みされた布構造の補強材を有していて
もよい。図３および図４は、複合的なスキャフォールド
３０を示す図である。このスキャフォールド３０は、多
孔質のポリマー相３４と多孔質のセラミック相３２を有
し、これらは中間領域３６で機械的に相互に結合されい
る。中間領域３６は、模式的に分離した層として描かれ
ているが、図１の中間領域層１６のような介在形態を有
する。セラミック相３２に加工された溝４０によって、
まずセラミック相３２に管状の補強材３８を挿入し、続
いて凍結乾燥工程の間にポリマー相３４に埋設される。
リム、織られたか、織られていないか、ニット編みされ
たか、ブレイド編みされた布構造の補強材を有していて
もよい。図３および図４は、複合的なスキャフォールド
３０を示す図である。このスキャフォールド３０は、多
孔質のポリマー相３４と多孔質のセラミック相３２を有
し、これらは中間領域３６で機械的に相互に結合されい
る。中間領域３６は、模式的に分離した層として描かれ
ているが、図１の中間領域層１６のような介在形態を有
する。セラミック相３２に加工された溝４０によって、
まずセラミック相３２に管状の補強材３８を挿入し、続
いて凍結乾燥工程の間にポリマー相３４に埋設される。
【００４１】スキャフォールド３０の機械的特性を変更
することに加えて、補強材３８または下記のトラス構造
７０が使用されるのは、（ｉ）例えば異なる生体外特徴
を与えることによってスキャフォールド３０の生体外の
挙動を修正すること、（ｉｉ）薬品のあらかじめ計画さ
れた放出のためのキャリアになること、および（ｉｉ
ｉ）マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭ
Ｓ）のためのキャリアになることのためである。
することに加えて、補強材３８または下記のトラス構造
７０が使用されるのは、（ｉ）例えば異なる生体外特徴
を与えることによってスキャフォールド３０の生体外の
挙動を修正すること、（ｉｉ）薬品のあらかじめ計画さ
れた放出のためのキャリアになること、および（ｉｉ
ｉ）マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭ
Ｓ）のためのキャリアになることのためである。
【００４２】同様に、スキャフォールド１０，３０には
トラス構造が組み入れられてもよい。図５は、複合的な
スキャフォールド５０を示す図である。このスキャフォ
ールド５０は、セラミック層５２，５４、ポリマー相６
０、およびトラス構造７０（透視される通りである）を
有する。上述した実施の形態と同様に、セラミック層５
２，５４は、ポリマー相６０に対して中間領域６２，６
４で機械的に相互に結合されいる。図６および図７は、
トラス構造７０を示す図である。トラス構造７０は、水
平支柱７２と、垂直支柱７４と、斜め支柱７６と、ロッ
キングタブ７８を有する。トラス構造７０は、複雑な三
次元構造を達成するために、射出成形、または立体リソ
グラフィーまたは三次元印刷のような他の方法で上記の
ようなポリマー（好ましくは吸収可能ポリマー）、セラ
ミックまたは複合材料から形成できる。トラス構造７０
はスキャフォールド５０の機械的特性、すなわち圧縮、
曲げおよび剪断への耐性を向上させる。セラミック層５
２，５４にはロッキング器具（ロッキングタブ）７８が
埋め込まれ、セラミック層５２，５４へのトラス構造７
０の取付部を補強する。あるいは、ロッキング器具（ロ
ッキングタブ）７８は、セラミック層５２，５４に固定
または形成された噛み合いラッチ部材７９と協働するよ
うになっていてもよい。
トラス構造が組み入れられてもよい。図５は、複合的な
スキャフォールド５０を示す図である。このスキャフォ
ールド５０は、セラミック層５２，５４、ポリマー相６
０、およびトラス構造７０（透視される通りである）を
有する。上述した実施の形態と同様に、セラミック層５
２，５４は、ポリマー相６０に対して中間領域６２，６
４で機械的に相互に結合されいる。図６および図７は、
トラス構造７０を示す図である。トラス構造７０は、水
平支柱７２と、垂直支柱７４と、斜め支柱７６と、ロッ
キングタブ７８を有する。トラス構造７０は、複雑な三
次元構造を達成するために、射出成形、または立体リソ
グラフィーまたは三次元印刷のような他の方法で上記の
ようなポリマー（好ましくは吸収可能ポリマー）、セラ
ミックまたは複合材料から形成できる。トラス構造７０
はスキャフォールド５０の機械的特性、すなわち圧縮、
曲げおよび剪断への耐性を向上させる。セラミック層５
２，５４にはロッキング器具（ロッキングタブ）７８が
埋め込まれ、セラミック層５２，５４へのトラス構造７
０の取付部を補強する。あるいは、ロッキング器具（ロ
ッキングタブ）７８は、セラミック層５２，５４に固定
または形成された噛み合いラッチ部材７９と協働するよ
うになっていてもよい。
【００４３】図８は他のトラス構造９０を示す図であ
る。トラス構造９０が使用されうるスキャフォールド
（図示せず）は、ほぼ円形であるが他の形態は図５のス
キャフォールド５０と同じである。トラス構造９０は、
円形支柱９２、線形支柱９４、および斜め支柱９６を有
する。
る。トラス構造９０が使用されうるスキャフォールド
（図示せず）は、ほぼ円形であるが他の形態は図５のス
キャフォールド５０と同じである。トラス構造９０は、
円形支柱９２、線形支柱９４、および斜め支柱９６を有
する。
【００４４】スキャフォールド１０，３０，５０は、ス
キャフォールド固定具と一緒に使われてもよい。この固
定具は、骨に形成された孔に挿入可能なポストと、ポス
トに対して９０°に配置されたスキャフォールド土台部
とを有する。スキャフォールド１０，３０，５０は、凍
結乾燥の前に、セラミック相、例えばセラミック相３２
にスキャフォールド土台部を結合させることによって、
このポスト状の固定具に取り付けることができる。
キャフォールド固定具と一緒に使われてもよい。この固
定具は、骨に形成された孔に挿入可能なポストと、ポス
トに対して９０°に配置されたスキャフォールド土台部
とを有する。スキャフォールド１０，３０，５０は、凍
結乾燥の前に、セラミック相、例えばセラミック相３２
にスキャフォールド土台部を結合させることによって、
このポスト状の固定具に取り付けることができる。
【００４５】ポリマー相、例えばポリマー相１２には、
再生促進剤、緩衝剤、補強剤、多孔率修正剤および／ま
たは埋め込み後の撮像を可能にするＸ線不透過性の目印
として働く固体を添加してもよい。適切な固体には、以
下のものがあるが、これらには限定されない。骨の修復
のためには、脱塩された骨の粒子、リン酸カルシウムの
粒子、および炭酸カルシウムの粒子。孔の形成のために
は、浸出可能な固体。補強剤のためまたはそれが吸収さ
れるようにするための孔の形成のためには、溶剤系に不
可溶な生体吸収性ポリマーの粒子。
再生促進剤、緩衝剤、補強剤、多孔率修正剤および／ま
たは埋め込み後の撮像を可能にするＸ線不透過性の目印
として働く固体を添加してもよい。適切な固体には、以
下のものがあるが、これらには限定されない。骨の修復
のためには、脱塩された骨の粒子、リン酸カルシウムの
粒子、および炭酸カルシウムの粒子。孔の形成のために
は、浸出可能な固体。補強剤のためまたはそれが吸収さ
れるようにするための孔の形成のためには、溶剤系に不
可溶な生体吸収性ポリマーの粒子。
【００４６】適切な浸出可能な固体には、無毒の浸出可
能な材料、例えば塩（すなわち塩化ナトリウム、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）、生体適合性のある単糖類または二糖類
（すなわちグルコース、果糖、ブドウ糖、麦芽糖、乳糖
および蔗糖）、多糖類（すなわちデンプン、アルギン酸
塩）、水溶性蛋白質（すなわちゼラチンおよびアガロー
ス）およびパラフィンがあるが、これらには限定されな
い。多くの場合、これらの材料は、約１ｍｍ未満、好ま
しくは約５０μｍ乃至約５００μｍの平均直径を有する
であろう。多くの場合、粒子とポリマー溶剤の混合物
（全体積％は１００体積％）において粒子は約１から約
５０体積％である。浸出可能な材料は、これを含んだ発
泡体を粒子が溶解可能な溶剤に、ほぼ全ての粒子の溶解
ができるように十分な時間浸すことによって除去でき
る。但し、この溶剤は発泡体を溶解したり有害なものに
変更したりしない。好ましい抽出溶剤は水であり、最も
好ましいのは蒸留脱イオン水である。この工程は米国特
許第５，５１４，３７８号に記載されており、この米国
特許の内容は参照されることによりこの出願の開示の一
部をなす。発泡体の高速吸収が望ましい場合を除いて、
発泡体は、浸出工程の完了の後に、好ましくは、低温お
よび／または真空で乾燥され、発泡体の加水分解が最小
限化される。
能な材料、例えば塩（すなわち塩化ナトリウム、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）、生体適合性のある単糖類または二糖類
（すなわちグルコース、果糖、ブドウ糖、麦芽糖、乳糖
および蔗糖）、多糖類（すなわちデンプン、アルギン酸
塩）、水溶性蛋白質（すなわちゼラチンおよびアガロー
ス）およびパラフィンがあるが、これらには限定されな
い。多くの場合、これらの材料は、約１ｍｍ未満、好ま
しくは約５０μｍ乃至約５００μｍの平均直径を有する
であろう。多くの場合、粒子とポリマー溶剤の混合物
（全体積％は１００体積％）において粒子は約１から約
５０体積％である。浸出可能な材料は、これを含んだ発
泡体を粒子が溶解可能な溶剤に、ほぼ全ての粒子の溶解
ができるように十分な時間浸すことによって除去でき
る。但し、この溶剤は発泡体を溶解したり有害なものに
変更したりしない。好ましい抽出溶剤は水であり、最も
好ましいのは蒸留脱イオン水である。この工程は米国特
許第５，５１４，３７８号に記載されており、この米国
特許の内容は参照されることによりこの出願の開示の一
部をなす。発泡体の高速吸収が望ましい場合を除いて、
発泡体は、浸出工程の完了の後に、好ましくは、低温お
よび／または真空で乾燥され、発泡体の加水分解が最小
限化される。
【００４７】様々な蛋白質（短連鎖ペプチドを含む）、
成長剤、化学走化性剤、および治療剤（抗生物質、鎮痛
剤、抗炎症剤、拒絶反応抑制剤（例えば免疫抑制剤）お
よび抗ガン剤）またはセラミック粒子を複合スキャフォ
ールド１０，３０，５０に処理の間に添加できる。ある
いは製造の後にこれらの物質を表面に吸収させたり、ス
キャフォールド１０に充填したりしてもよい。セラミッ
ク相１４，３２，５３，５４および／またはポリマー相
１２，３４，６０の孔は、生体適合性のある吸収性の合
成ポリマーまたはポリマー（例えばコラーゲン、エラス
チン）または生体適合性のあるセラミック材料（例えば
ヒドロキシアパタイト）およびそれらの混合物（組織成
長促進剤を含んでもよいし含まなくてもよい）で部分的
または完全に充填される。適切な材料には、自己移植
片、同種移植片または異種移植片の骨、骨髄、形態形成
蛋白質（ＢＭＰｓ）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、線維母
細胞成長因子（ＦＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧ
Ｆ）、インスリン由来成長因子（ＩＧＦ−ＩおよびＩＧ
Ｆ−II）、形質転換成長因子（ＴＧＦ−β）、血管内皮
成長因子（ＶＥＧＦ）、血小板強化血漿（ＰＲＰ）、ま
たはこの分野で知られた他の骨誘導もしくは骨伝導材料
があるが、これらには限定されない。ポリマーの充填物
も、伝導性または化学走化性材料、または成長因子のた
めの搬送媒介物であってよい。例としては、遺伝子技術
によって作ったか動物由来のコラーゲン、エラスチン、
またはヒアルロン酸が挙げられる。
成長剤、化学走化性剤、および治療剤（抗生物質、鎮痛
剤、抗炎症剤、拒絶反応抑制剤（例えば免疫抑制剤）お
よび抗ガン剤）またはセラミック粒子を複合スキャフォ
ールド１０，３０，５０に処理の間に添加できる。ある
いは製造の後にこれらの物質を表面に吸収させたり、ス
キャフォールド１０に充填したりしてもよい。セラミッ
ク相１４，３２，５３，５４および／またはポリマー相
１２，３４，６０の孔は、生体適合性のある吸収性の合
成ポリマーまたはポリマー（例えばコラーゲン、エラス
チン）または生体適合性のあるセラミック材料（例えば
ヒドロキシアパタイト）およびそれらの混合物（組織成
長促進剤を含んでもよいし含まなくてもよい）で部分的
または完全に充填される。適切な材料には、自己移植
片、同種移植片または異種移植片の骨、骨髄、形態形成
蛋白質（ＢＭＰｓ）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、線維母
細胞成長因子（ＦＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧ
Ｆ）、インスリン由来成長因子（ＩＧＦ−ＩおよびＩＧ
Ｆ−II）、形質転換成長因子（ＴＧＦ−β）、血管内皮
成長因子（ＶＥＧＦ）、血小板強化血漿（ＰＲＰ）、ま
たはこの分野で知られた他の骨誘導もしくは骨伝導材料
があるが、これらには限定されない。ポリマーの充填物
も、伝導性または化学走化性材料、または成長因子のた
めの搬送媒介物であってよい。例としては、遺伝子技術
によって作ったか動物由来のコラーゲン、エラスチン、
またはヒアルロン酸が挙げられる。
【００４８】また、生体活性コーティングすなわち表面
処理をスキャフォールド１０，３０，５０の表面に施し
てもよい。例えば、生体活性ペプチド連鎖（ＲＧＤｓ）
を塗って蛋白質の吸収およびその後の細胞の組織付着を
促すようにしてもよい。
処理をスキャフォールド１０，３０，５０の表面に施し
てもよい。例えば、生体活性ペプチド連鎖（ＲＧＤｓ）
を塗って蛋白質の吸収およびその後の細胞の組織付着を
促すようにしてもよい。
【００４９】また、治療薬をスキャフォールド１０，３
０，５０によって搬送してもよい。スキャフォールド１
０，３０，５０を形成するのに使われるポリマーおよび
混合物は治療薬を含んでいてもよい。例えば、複合スキ
ャフォールド１０，３０，５０を形成する前にポリマー
相１２，３４，６０に治療薬を混合してもよいし、複合
スキャフォールド１０，３０，５０を形成した後に治療
薬を入れてもよい。極めて多様な治療薬を本発明に係る
スキャフォールド１０，３０，５０に使用することが可
能である。複合スキャフォールド１０，３０，５０を介
して投与できる治療薬には、多くの場合、抗伝染病剤
（例えば、抗生物質、抗ウイルス剤）、化学療法剤（す
なわち抗ガン剤）、拒絶反応抑制剤、鎮痛剤と鎮痛剤混
合剤、抗炎症剤、ホルモン剤（例えばステロイド）、成
長因子、および他の天然のまたは遺伝子工学的に製造さ
れた蛋白質（ポリサッカライド、グリコプロテインまた
はリポプロテイン）があるが、これらに限定されない。
ここでいう成長因子としては、骨形態形成蛋白質（すな
わちＢＭＰｓ１−７）、骨形態形成類似の蛋白質（すな
わちＧＦＤ−５、ＧＦＤ−７、ＧＦＤ−８）、表皮成長
因子（ＥＧＦ）、線維母細胞成長因子（すなわちＦＧＦ
１−９）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、インスリ
ンに類似の成長因子（ＩＧＦ−ＩおよびＩＧＦ−II）、
形質転換成長因子（すなわちＴＧＦ−β I-III）、血管
内皮成長因子（ＶＥＧＦ）がある。これらの成長因子
は、Vicki Rosen & R. Scott Thies, "The Cellular an
d Molecular Basis of Bone Formation and Repair,"
R.G. Landes Companyに記載されている。この文献の内
容は参照されることによりこの出願の開示の一部をな
す。
０，５０によって搬送してもよい。スキャフォールド１
０，３０，５０を形成するのに使われるポリマーおよび
混合物は治療薬を含んでいてもよい。例えば、複合スキ
ャフォールド１０，３０，５０を形成する前にポリマー
相１２，３４，６０に治療薬を混合してもよいし、複合
スキャフォールド１０，３０，５０を形成した後に治療
薬を入れてもよい。極めて多様な治療薬を本発明に係る
スキャフォールド１０，３０，５０に使用することが可
能である。複合スキャフォールド１０，３０，５０を介
して投与できる治療薬には、多くの場合、抗伝染病剤
（例えば、抗生物質、抗ウイルス剤）、化学療法剤（す
なわち抗ガン剤）、拒絶反応抑制剤、鎮痛剤と鎮痛剤混
合剤、抗炎症剤、ホルモン剤（例えばステロイド）、成
長因子、および他の天然のまたは遺伝子工学的に製造さ
れた蛋白質（ポリサッカライド、グリコプロテインまた
はリポプロテイン）があるが、これらに限定されない。
ここでいう成長因子としては、骨形態形成蛋白質（すな
わちＢＭＰｓ１−７）、骨形態形成類似の蛋白質（すな
わちＧＦＤ−５、ＧＦＤ−７、ＧＦＤ−８）、表皮成長
因子（ＥＧＦ）、線維母細胞成長因子（すなわちＦＧＦ
１−９）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、インスリ
ンに類似の成長因子（ＩＧＦ−ＩおよびＩＧＦ−II）、
形質転換成長因子（すなわちＴＧＦ−β I-III）、血管
内皮成長因子（ＶＥＧＦ）がある。これらの成長因子
は、Vicki Rosen & R. Scott Thies, "The Cellular an
d Molecular Basis of Bone Formation and Repair,"
R.G. Landes Companyに記載されている。この文献の内
容は参照されることによりこの出願の開示の一部をな
す。
【００５０】生体活性材料を含んだ複合スキャフォール
ド１０，３０，５０は、スキャフォールドを形成するポ
リマー、溶剤、またはポリマーと溶剤の混合物に一つ以
上の治療薬を混合した後、凍結乾燥で発泡することによ
り製造されうる。あるいは、スキャフォールド１０，３
０，５０を分解しない薬学的に許容されうるキャリアに
よって治療薬は複合スキャフォールド１０，３０，５０
にコートしてもよい。治療薬は、液体、細かく分離した
固体、または他のあらゆる適切な物理的形態であってよ
い。通常は、そのようなマトリックスは一つ以上の添加
剤、例えば希釈剤、キャリア、賦形剤、安定剤等を含む
であろうであるが、これらは任意である。セラミック
相、例えばセラミック相１４の種類および薬剤の濃度
は、分配する薬剤の放出特性および量をコントロールす
るために変更しうる。体液に触れると、直ちに薬剤は放
出される。発泡体に薬剤が入っている場合には、発泡体
が徐々に分解（主に加水分解）するにつれて薬剤は放出
される。このことによって、薬剤の効果的な量（より正
確にいうと０．０００１ｍｇ／ｋｇ／時乃至１０ｍｇ／
ｋｇ／時）を長時間（すなわち１時間乃至５０００時
間、好ましくは２時間乃至８００時間にわたって）供給
することができる。
ド１０，３０，５０は、スキャフォールドを形成するポ
リマー、溶剤、またはポリマーと溶剤の混合物に一つ以
上の治療薬を混合した後、凍結乾燥で発泡することによ
り製造されうる。あるいは、スキャフォールド１０，３
０，５０を分解しない薬学的に許容されうるキャリアに
よって治療薬は複合スキャフォールド１０，３０，５０
にコートしてもよい。治療薬は、液体、細かく分離した
固体、または他のあらゆる適切な物理的形態であってよ
い。通常は、そのようなマトリックスは一つ以上の添加
剤、例えば希釈剤、キャリア、賦形剤、安定剤等を含む
であろうであるが、これらは任意である。セラミック
相、例えばセラミック相１４の種類および薬剤の濃度
は、分配する薬剤の放出特性および量をコントロールす
るために変更しうる。体液に触れると、直ちに薬剤は放
出される。発泡体に薬剤が入っている場合には、発泡体
が徐々に分解（主に加水分解）するにつれて薬剤は放出
される。このことによって、薬剤の効果的な量（より正
確にいうと０．０００１ｍｇ／ｋｇ／時乃至１０ｍｇ／
ｋｇ／時）を長時間（すなわち１時間乃至５０００時
間、好ましくは２時間乃至８００時間にわたって）供給
することができる。
【００５１】Vacantiの米国特許第５，７７０，４１７
号に略述されているように、細胞は（組織の修復手術の
前または間に）患者から摘出され、無菌の状態で処理さ
れて特定の種類の細胞にすることができる（すなわち、
多能性細胞、幹細胞、髄細胞、原始的に人間に自己由来
する脂肪質組織（ＰＨＡＡＴ）細胞または前駆体細胞、
例えばCaplanの米国特許第５，４８６，３５９号に記載
された間葉幹細胞）。これらの細胞、例えばミオサイ
ト、脂肪細胞、線維筋母細胞、外胚葉細胞、筋細胞、骨
芽細胞（すなわち骨細胞）、コンドロサイト（すなわち
軟骨細胞）、内皮細胞、線維母細胞、膵臓細胞、肝細
胞、輸胆管細胞、骨髄細胞、神経細胞、泌尿生殖器細胞
（腎細胞を含む）およびこれらの組み合わせが、多孔質
複合スキャフォールド１０，３０，５０に与えられる
（接種される）。自己移植細胞、同種移植細胞または異
種移植細胞を使用してもよい。これらの細胞は生体外で
培養された後、再移植される。組織は患者から摘出さ
れ、特定の細胞および／または成長因子（例えば血小板
強化血漿（ＰＲＰ））を選択するために処理されて、ス
キャフォールド１０，３０，５０と一緒に患者の体内に
再移植される。移植される細胞は、組織の付着、増殖ま
たは分化を刺激することができるかもしれない蛋白質を
符号化する書き込まれたＤＮＡを含んでいてもよい。
号に略述されているように、細胞は（組織の修復手術の
前または間に）患者から摘出され、無菌の状態で処理さ
れて特定の種類の細胞にすることができる（すなわち、
多能性細胞、幹細胞、髄細胞、原始的に人間に自己由来
する脂肪質組織（ＰＨＡＡＴ）細胞または前駆体細胞、
例えばCaplanの米国特許第５，４８６，３５９号に記載
された間葉幹細胞）。これらの細胞、例えばミオサイ
ト、脂肪細胞、線維筋母細胞、外胚葉細胞、筋細胞、骨
芽細胞（すなわち骨細胞）、コンドロサイト（すなわち
軟骨細胞）、内皮細胞、線維母細胞、膵臓細胞、肝細
胞、輸胆管細胞、骨髄細胞、神経細胞、泌尿生殖器細胞
（腎細胞を含む）およびこれらの組み合わせが、多孔質
複合スキャフォールド１０，３０，５０に与えられる
（接種される）。自己移植細胞、同種移植細胞または異
種移植細胞を使用してもよい。これらの細胞は生体外で
培養された後、再移植される。組織は患者から摘出さ
れ、特定の細胞および／または成長因子（例えば血小板
強化血漿（ＰＲＰ））を選択するために処理されて、ス
キャフォールド１０，３０，５０と一緒に患者の体内に
再移植される。移植される細胞は、組織の付着、増殖ま
たは分化を刺激することができるかもしれない蛋白質を
符号化する書き込まれたＤＮＡを含んでいてもよい。
【００５２】スキャフォールド１０，３０，５０を細胞
の培地に配置することによって細胞はスキャフォールド
１０，３０，５０に植え付けられ、細胞は小孔および大
孔に侵入する。その後、スキャフォールドは患者に移植
される。細胞を生体外で接種することによって、その後
の移植に続く組織の発育および分化を迅速化できる。細
胞の分化および組織に固有の細胞外マトリックスの形成
は、機能移植の組織処理に重要であることは明らかであ
る。異種の細胞（小孔細胞と軟骨細胞）は別個の構造で
培養することができるのが知られている。また、階調変
化する構造は、細胞の同時成長をもたらすことができ
る。
の培地に配置することによって細胞はスキャフォールド
１０，３０，５０に植え付けられ、細胞は小孔および大
孔に侵入する。その後、スキャフォールドは患者に移植
される。細胞を生体外で接種することによって、その後
の移植に続く組織の発育および分化を迅速化できる。細
胞の分化および組織に固有の細胞外マトリックスの形成
は、機能移植の組織処理に重要であることは明らかであ
る。異種の細胞（小孔細胞と軟骨細胞）は別個の構造で
培養することができるのが知られている。また、階調変
化する構造は、細胞の同時成長をもたらすことができ
る。
【００５３】この明細書に開示された構造の一つの用途
は、関節の軟骨の修復および再生である。関節軟骨は、
四種の領域からなる自然に出現する構造の一例である。
四種の領域とは、構造の第１の１０％乃至２０％にある
表面的すなわち接面的な領域（関節表面を含む）、中間
構造の４０％乃至６０％にある中間領域、最高到達点
（tide mark）に近接した深部領域、および骨と軟骨の
間にあって石灰化した軟骨を有する過渡領域である。軟
骨下の領域は、最高到達点に近接し、多孔質組織の骨に
移行してゆく。
は、関節の軟骨の修復および再生である。関節軟骨は、
四種の領域からなる自然に出現する構造の一例である。
四種の領域とは、構造の第１の１０％乃至２０％にある
表面的すなわち接面的な領域（関節表面を含む）、中間
構造の４０％乃至６０％にある中間領域、最高到達点
（tide mark）に近接した深部領域、および骨と軟骨の
間にあって石灰化した軟骨を有する過渡領域である。軟
骨下の領域は、最高到達点に近接し、多孔質組織の骨に
移行してゆく。
【００５４】上記のように、本発明は多層のスキャフォ
ールド、例えばスキャフォールド５０の製造を可能にす
る。多層構造を形成する上記の工程は数回行われ、その
結果得られたスキャフォールドは選択された個数の層を
有しており、各層はその固有の組成、多孔率、強度等の
特性を有する。従って、スキャフォールド、例えばスキ
ャフォールド５０は、関節の軟骨に存在することによっ
て複数の別個の組織領域のためのテンプレートとして機
能する。
ールド、例えばスキャフォールド５０の製造を可能にす
る。多層構造を形成する上記の工程は数回行われ、その
結果得られたスキャフォールドは選択された個数の層を
有しており、各層はその固有の組成、多孔率、強度等の
特性を有する。従って、スキャフォールド、例えばスキ
ャフォールド５０は、関節の軟骨に存在することによっ
て複数の別個の組織領域のためのテンプレートとして機
能する。
【００５５】発泡体の表面の多孔率は、様々な方法で制
御できる。このような方法としては、成形中に表面に穿
孔するための複数の立設されたピンを有する型を設ける
ことや、成形の後に針、レーザ処理、化学処理等で表面
に穿孔することがある。これにより、不浸透状態から多
孔性状態までの範囲にわたる表面の孔状態を得ることが
でき、流体の浸透性を設定することが可能である。関節
軟骨を修復するためのスキャフォールド、例えばスキャ
フォールド１０を形成するにあたっては、スキャフォー
ルド１０は３つの領域を有していてよい。すなわち、軟
骨組織に近接した位置に配置される多孔質のポリマー相
１２、骨組織に近接した位置に配置されるセラミック相
１４、および中間領域１６である。ポリマー相１２は上
面（上皮）を有しており、内部成長を促すための細胞の
通過を許容する例えば７５μｍ乃至１５０μｍの多数の
孔を有しているとよい。関節軟骨のためにポリマー相１
２およびセラミック相１４は、細胞が分化して荷重に耐
えうる組織に成長するまで、細胞を浸食するのを防止す
るために、機械的なローディングの補助を必要とする。
ポリマー相１２は、約８５％乃至９５％の多孔率を有
し、孔の直径はおよそ１００μｍ（約８０μｍ乃至約１
２０μｍ）である。軟骨細胞はこの領域に侵入すると期
待される。セラミック相１４はより大きな孔（約２５０
μｍ乃至約４００μｍ）を有し、構造的に多孔質組織の
骨に匹敵する約５０％乃至９５％の多孔率を有する。中
間領域１６は、軟骨と骨の間の構造的遷移状態に類似す
る。
御できる。このような方法としては、成形中に表面に穿
孔するための複数の立設されたピンを有する型を設ける
ことや、成形の後に針、レーザ処理、化学処理等で表面
に穿孔することがある。これにより、不浸透状態から多
孔性状態までの範囲にわたる表面の孔状態を得ることが
でき、流体の浸透性を設定することが可能である。関節
軟骨を修復するためのスキャフォールド、例えばスキャ
フォールド１０を形成するにあたっては、スキャフォー
ルド１０は３つの領域を有していてよい。すなわち、軟
骨組織に近接した位置に配置される多孔質のポリマー相
１２、骨組織に近接した位置に配置されるセラミック相
１４、および中間領域１６である。ポリマー相１２は上
面（上皮）を有しており、内部成長を促すための細胞の
通過を許容する例えば７５μｍ乃至１５０μｍの多数の
孔を有しているとよい。関節軟骨のためにポリマー相１
２およびセラミック相１４は、細胞が分化して荷重に耐
えうる組織に成長するまで、細胞を浸食するのを防止す
るために、機械的なローディングの補助を必要とする。
ポリマー相１２は、約８５％乃至９５％の多孔率を有
し、孔の直径はおよそ１００μｍ（約８０μｍ乃至約１
２０μｍ）である。軟骨細胞はこの領域に侵入すると期
待される。セラミック相１４はより大きな孔（約２５０
μｍ乃至約４００μｍ）を有し、構造的に多孔質組織の
骨に匹敵する約５０％乃至９５％の多孔率を有する。中
間領域１６は、軟骨と骨の間の構造的遷移状態に類似す
る。
【００５６】本発明の多孔質のスキャフォールドを使用
できると思われる軟骨の修復のためのシステムがいくつ
かの特許で提案されている。例えば米国特許第５，７６
９，８９９号は軟骨の損傷を修復する多孔質のスキャフ
ォールドを開示し、米国特許第５，７１３，３７４号は
骨アンカーを有する軟骨修復装置の固定方法を開示す
る。両方の特許の内容は参照されることによりこの出願
の開示の一部をなす。
できると思われる軟骨の修復のためのシステムがいくつ
かの特許で提案されている。例えば米国特許第５，７６
９，８９９号は軟骨の損傷を修復する多孔質のスキャフ
ォールドを開示し、米国特許第５，７１３，３７４号は
骨アンカーを有する軟骨修復装置の固定方法を開示す
る。両方の特許の内容は参照されることによりこの出願
の開示の一部をなす。
【００５７】この明細書に開示されたスキャフォールド
１０，３０，５０は、椎間板の積層構造を統合的に再生
することによって椎間板の修復および再生のために使用
しうる。ポリマー相１２，６０に添加され、二つのセラ
ミック相の間に挟まれた補強材３８，７０は、椎間板の
環状の線維症に存在する複雑なコラーゲンの配向を刺激
するのに有用かもしれない。かかる補強材は衝撃への抵
抗力を向上させる。また、コラーゲンの配向が椎間板の
機械的特性に影響するのと同様の方法で補強材の配向は
構造の機械的特性をコントロールするように変更でき
る。
１０，３０，５０は、椎間板の積層構造を統合的に再生
することによって椎間板の修復および再生のために使用
しうる。ポリマー相１２，６０に添加され、二つのセラ
ミック相の間に挟まれた補強材３８，７０は、椎間板の
環状の線維症に存在する複雑なコラーゲンの配向を刺激
するのに有用かもしれない。かかる補強材は衝撃への抵
抗力を向上させる。また、コラーゲンの配向が椎間板の
機械的特性に影響するのと同様の方法で補強材の配向は
構造の機械的特性をコントロールするように変更でき
る。
【００５８】この明細書に開示された実施の形態は単な
る例示であって、当業者であれば特許請求の範囲に特定
された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様
々な変形および修正ができることは理解されるべきであ
る。従って、そのような変形および修正は、特許請求の
範囲に特定された本発明の範囲に含まれると意図してい
る。例えば、相１２，１４，３２，３４，３６，５２，
６０等は様々な厚さを有していてよいし、開口セルでも
閉鎖セルでもよく、組成や多孔率も様々であってよい。
る例示であって、当業者であれば特許請求の範囲に特定
された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様
々な変形および修正ができることは理解されるべきであ
る。従って、そのような変形および修正は、特許請求の
範囲に特定された本発明の範囲に含まれると意図してい
る。例えば、相１２，１４，３２，３４，３６，５２，
６０等は様々な厚さを有していてよいし、開口セルでも
閉鎖セルでもよく、組成や多孔率も様々であってよい。
【００５９】後述する実施例は、本発明の原理および実
施の例示であるが、本発明を実施例に限定するのではな
い。当業者にとって、本発明の目的および趣旨の中で多
数の他の実施の形態を作成するのは容易になることであ
ろう。これらの実施例において、省略形が使われる。例
えばＰＣＬはポリマー化したε−カプロラクトン、ＰＧ
Ａはポリマー化したグリコリド、ＰＬＡはポリマー化し
た（Ｌ）ラクチドである。さらに、コポリマーの前に付
された百分率表示は各成分のモル％を示す。
施の例示であるが、本発明を実施例に限定するのではな
い。当業者にとって、本発明の目的および趣旨の中で多
数の他の実施の形態を作成するのは容易になることであ
ろう。これらの実施例において、省略形が使われる。例
えばＰＣＬはポリマー化したε−カプロラクトン、ＰＧ
Ａはポリマー化したグリコリド、ＰＬＡはポリマー化し
た（Ｌ）ラクチドである。さらに、コポリマーの前に付
された百分率表示は各成分のモル％を示す。
【００６０】
【実施例】実施例１．この実施例は、多孔質のセラミッ
ク相（例えばセラミック相１４）の存在下で凍結乾燥し
たポリマー相（例えばポリマー相１２）を有する二層の
スキャフォールドの作成を説明する。
ク相（例えばセラミック相１４）の存在下で凍結乾燥し
たポリマー相（例えばポリマー相１２）を有する二層の
スキャフォールドの作成を説明する。
【００６１】まず、凍結乾燥で発泡体に形成すべきポリ
マーの溶液を作成した。この実施例では、９５／５重量
比の１，４−ジオキサン（３５／６５のＰＣＬ／ＰＧＡ
に対して）を計測して得た。次に、ポリマーと溶剤をフ
ラスコに入れ、次にフラスコを水槽に入れて７０℃で５
時間撹拌した。この後、抽出用円筒濾紙（極めて粗い多
孔率、タイプＡＳＴＭ１７２０−２２０（ＥＣ））で溶
液を濾過してフラスコに貯めた。
マーの溶液を作成した。この実施例では、９５／５重量
比の１，４−ジオキサン（３５／６５のＰＣＬ／ＰＧＡ
に対して）を計測して得た。次に、ポリマーと溶剤をフ
ラスコに入れ、次にフラスコを水槽に入れて７０℃で５
時間撹拌した。この後、抽出用円筒濾紙（極めて粗い多
孔率、タイプＡＳＴＭ１７２０−２２０（ＥＣ））で溶
液を濾過してフラスコに貯めた。
【００６２】次の工程はセラミック相１４の作成であっ
た。３００ｒｐｍ乃至３５０ｒｐｍの回転速度で高速ダ
イアモンドソー（BeuhlerのIsomet1000シリーズの刃）
を用いて、多孔質のセラミックタブレット（１５ｍｍ×
１５ｍｍ×１ｍｍ）を長尺のブロック（オランダのライ
デンのCAM Imptants製の＃９７ＣＡＭ０３／２Ｂ）から
切り出した。
た。３００ｒｐｍ乃至３５０ｒｐｍの回転速度で高速ダ
イアモンドソー（BeuhlerのIsomet1000シリーズの刃）
を用いて、多孔質のセラミックタブレット（１５ｍｍ×
１５ｍｍ×１ｍｍ）を長尺のブロック（オランダのライ
デンのCAM Imptants製の＃９７ＣＡＭ０３／２Ｂ）から
切り出した。
【００６３】さらに、一組の詰め物（スペーサ）をアル
ミニウム製の型の内部に配置した。詰め物のサイズは
１．０ｍｍ×６．３ｍｍ×１３０ｍｍである。型は１２
６ｍｍ×１３６ｍｍで口までの高さは１６．４ｍｍであ
る。詰め物は１３ｍｍ乃至１４．５ｍｍの間隔をおいて
互いに平行に配置した。セラミックタブレットは詰め物
の上に配置した。セラミックタブレットとその土台とな
る詰め物との接触は、重なり領域が１ｍｍ未満になるよ
うに可能な限り小さくし、セラミックタブレットの最大
量がポリマー溶液にさらされるようにした。
ミニウム製の型の内部に配置した。詰め物のサイズは
１．０ｍｍ×６．３ｍｍ×１３０ｍｍである。型は１２
６ｍｍ×１３６ｍｍで口までの高さは１６．４ｍｍであ
る。詰め物は１３ｍｍ乃至１４．５ｍｍの間隔をおいて
互いに平行に配置した。セラミックタブレットは詰め物
の上に配置した。セラミックタブレットとその土台とな
る詰め物との接触は、重なり領域が１ｍｍ未満になるよ
うに可能な限り小さくし、セラミックタブレットの最大
量がポリマー溶液にさらされるようにした。
【００６４】次に、溶液を型の内部に１．６７ｍｍの深
さになるように注入して、セラミックタブレットの底面
を浸した。
さになるように注入して、セラミックタブレットの底面
を浸した。
【００６５】その後、型アセンブリを凍結乾燥機の棚板
に配置し、凍結乾燥工程を開始した。実験室スケールの
凍結乾燥機（ニューヨーク州GardinerのVirtis Company
製のModel Freeze Mobile G）を使用した。この実施例
で用いた凍結乾燥工程は、２０℃で１５分間、−５
℃で１２０分間、−５℃で９０分間、真空度１００
ｍＴ（１３．３Ｐａ）の下、５℃で９０分間、真空度
１００ｍＴの下、２０℃で９０分間である。型内部の溶
液が凍結乾燥されるにつれて、ポリマー相の寸法は縮小
し、１ｍｍの厚さのポリマー相１２と、多孔質のセラミ
ック相（タブレット）１４にポリマー発泡体が浸透した
２００μｍ未満の中間領域１６とが残された。
に配置し、凍結乾燥工程を開始した。実験室スケールの
凍結乾燥機（ニューヨーク州GardinerのVirtis Company
製のModel Freeze Mobile G）を使用した。この実施例
で用いた凍結乾燥工程は、２０℃で１５分間、−５
℃で１２０分間、−５℃で９０分間、真空度１００
ｍＴ（１３．３Ｐａ）の下、５℃で９０分間、真空度
１００ｍＴの下、２０℃で９０分間である。型内部の溶
液が凍結乾燥されるにつれて、ポリマー相の寸法は縮小
し、１ｍｍの厚さのポリマー相１２と、多孔質のセラミ
ック相（タブレット）１４にポリマー発泡体が浸透した
２００μｍ未満の中間領域１６とが残された。
【００６６】工程が完了した後、型アセンブリを凍結乾
燥機から取り出して、真空フード（hood）中で２時間乃
至３時間、ガス抜きした。スキャフォールド１０は窒素
雰囲気中で蓄積された。
燥機から取り出して、真空フード（hood）中で２時間乃
至３時間、ガス抜きした。スキャフォールド１０は窒素
雰囲気中で蓄積された。
【００６７】この結果生産されたスキャフォールドで
は、セラミック相１４はポリマー相１２に強固に結合し
ていた。図９は、この多孔質セラミック中に埋め込まれ
たポリマー発泡体の断面の操作電子顕微鏡写真（ＳＥ
Ｍ）である。このＳＥＭはスキャフォールド１０の中間
領域１６におけるセラミック相１４およびポリマー相１
２を明瞭に示している。
は、セラミック相１４はポリマー相１２に強固に結合し
ていた。図９は、この多孔質セラミック中に埋め込まれ
たポリマー発泡体の断面の操作電子顕微鏡写真（ＳＥ
Ｍ）である。このＳＥＭはスキャフォールド１０の中間
領域１６におけるセラミック相１４およびポリマー相１
２を明瞭に示している。
【００６８】実施例２．この実施例は、多孔質のセラミ
ック相３２の存在下で凍結乾燥した多孔質のポリマー相
３４を有し、さらに生態的に分解しうる補強材（補強メ
ッシュ）３８を有する二層のスキャフォールド、例えば
スキャフォールド３０の作成を説明する。
ック相３２の存在下で凍結乾燥した多孔質のポリマー相
３４を有し、さらに生態的に分解しうる補強材（補強メ
ッシュ）３８を有する二層のスキャフォールド、例えば
スキャフォールド３０の作成を説明する。
【００６９】まず、ポリマーの溶液を実施の形態１と同
様に作成した。また、実施例１と同様に、セラミックタ
ブレット（１６ｍｍ×１６．９ｍｍ×８．３ｍｍ）を長
尺のブロックから切り出した。さらに、切り出したブロ
ック（タブレット）の１６ｍｍ×１６．９ｍｍの両面の
片方に１０．５ｍｍ直径の円形カッターで約１ｍｍの深
さの環状の溝を形成した。
様に作成した。また、実施例１と同様に、セラミックタ
ブレット（１６ｍｍ×１６．９ｍｍ×８．３ｍｍ）を長
尺のブロックから切り出した。さらに、切り出したブロ
ック（タブレット）の１６ｍｍ×１６．９ｍｍの両面の
片方に１０．５ｍｍ直径の円形カッターで約１ｍｍの深
さの環状の溝を形成した。
【００７０】ポリジオキサノン（ＰＤＳ）メッシュ（ニ
ュージャージー州SomervilleのEthicon Inc.）をおおよ
そ１１ｍｍ×５０ｍｍの寸法のストリップに切断した。
９．５ｍｍの外径の棒の周囲に一つのストリップを緩く
円形に巻き付けて、加熱したAaron-ram fine tip（フロ
リダ州PetersburgのAaron Medical Industries, Inc.
製）で円形リングの形態になるように固定した。加熱し
たAaron-ram fine tipは、円柱の両端におけるメッシュ
に接触させ、そこに重なるメッシュを溶着した。
ュージャージー州SomervilleのEthicon Inc.）をおおよ
そ１１ｍｍ×５０ｍｍの寸法のストリップに切断した。
９．５ｍｍの外径の棒の周囲に一つのストリップを緩く
円形に巻き付けて、加熱したAaron-ram fine tip（フロ
リダ州PetersburgのAaron Medical Industries, Inc.
製）で円形リングの形態になるように固定した。加熱し
たAaron-ram fine tipは、円柱の両端におけるメッシュ
に接触させ、そこに重なるメッシュを溶着した。
【００７１】ＰＤＳのメッシュリングは、セラミックタ
ブレットに切り込まれた環状の溝に挿入された。さら
に、一組の詰め物（スペーサ）をアルミニウム製の型の
内部に配置した。詰め物のサイズは５．０ｍｍ×６．３
ｍｍ×１１０ｍｍである。型は１１４ｍｍ×１１４ｍｍ
で口までの高さは１６．４ｍｍである。詰め物は１３ｍ
ｍ乃至１４．５ｍｍの間隔をおいて互いに平行に配置し
た。作成したセラミックタブレットは詰め物の上に配置
し、メッシュリングが下がるようにした。
ブレットに切り込まれた環状の溝に挿入された。さら
に、一組の詰め物（スペーサ）をアルミニウム製の型の
内部に配置した。詰め物のサイズは５．０ｍｍ×６．３
ｍｍ×１１０ｍｍである。型は１１４ｍｍ×１１４ｍｍ
で口までの高さは１６．４ｍｍである。詰め物は１３ｍ
ｍ乃至１４．５ｍｍの間隔をおいて互いに平行に配置し
た。作成したセラミックタブレットは詰め物の上に配置
し、メッシュリングが下がるようにした。
【００７２】セラミックタブレットとその土台となる詰
め物との接触は、重なり領域が１ｍｍ未満になるように
可能な限り小さくし、セラミックタブレットの最大量が
ポリマー溶液にさらされるようにした。
め物との接触は、重なり領域が１ｍｍ未満になるように
可能な限り小さくし、セラミックタブレットの最大量が
ポリマー溶液にさらされるようにした。
【００７３】次に、溶液を型の内部に５．８ｍｍ乃至
６．０ｍｍの深さになるように注入して、セラミックタ
ブレットの底面を浸した。
６．０ｍｍの深さになるように注入して、セラミックタ
ブレットの底面を浸した。
【００７４】その後、実施例１で説明した凍結乾燥機の
棚板に型アセンブリを配置し、続いて実施例１で説明し
た凍結乾燥工程を行った。工程が完了した後、型アセン
ブリを凍結乾燥機から取り出して、真空フード（hood）
中で２時間乃至３時間、ガス抜きした。スキャフォール
ド１０は窒素雰囲気中で蓄積された。
棚板に型アセンブリを配置し、続いて実施例１で説明し
た凍結乾燥工程を行った。工程が完了した後、型アセン
ブリを凍結乾燥機から取り出して、真空フード（hood）
中で２時間乃至３時間、ガス抜きした。スキャフォール
ド１０は窒素雰囲気中で蓄積された。
【００７５】この結果生産されたスキャフォールドで
は、セラミックタブレットはポリマー発泡体に強固に結
合していた。メッシュは本来の位置に固定され、スキャ
フォールドの機械的一体性を向上させる。
は、セラミックタブレットはポリマー発泡体に強固に結
合していた。メッシュは本来の位置に固定され、スキャ
フォールドの機械的一体性を向上させる。
【００７６】実施例３．この実施例は、二つのセラミッ
ク層５２，５４の間に挟まれた多孔質のポリマー相を有
する例えばスキャフォールド５０のごとき三層のスキャ
フォールドの作成を説明する。ただし、スキャフォール
ド５０と異なりトラス構造７０は設けない。
ク層５２，５４の間に挟まれた多孔質のポリマー相を有
する例えばスキャフォールド５０のごとき三層のスキャ
フォールドの作成を説明する。ただし、スキャフォール
ド５０と異なりトラス構造７０は設けない。
【００７７】まず、ポリマーの溶液を実施の形態１と同
様に作成した。また、実施例１と同様に、二つのセラミ
ックタブレット（１２ｍｍ未満×１２ｍｍ未満×２ｍｍ
未満）を長尺のブロックから切り出した。
様に作成した。また、実施例１と同様に、二つのセラミ
ックタブレット（１２ｍｍ未満×１２ｍｍ未満×２ｍｍ
未満）を長尺のブロックから切り出した。
【００７８】第１のセラミックタブレットをアルミニウ
ム製の型の内部に配置した。型の口までの高さは１８ｍ
ｍ、直径は７０ｍｍである。そのセラミックタブレット
の横に平行にかつ隣接するように、型の底部に一対の詰
め物を配置した。詰め物のサイズは２．０ｍｍ×６．３
ｍｍ×４５ｍｍである。同様の第２の対の詰め物を第１
の対の詰め物の上方に、かつ第１の詰め物に対して鉛直
に配置した。第２の対の詰め物は、第１のセラミックタ
ブレットの両端縁の上方に、１０ｍｍ未満の距離をおい
て配置した。第２の対の詰め物の上には第２のセラミッ
クタブレットを置いて、両者の間隔が２ｍｍになるよう
に配列した。
ム製の型の内部に配置した。型の口までの高さは１８ｍ
ｍ、直径は７０ｍｍである。そのセラミックタブレット
の横に平行にかつ隣接するように、型の底部に一対の詰
め物を配置した。詰め物のサイズは２．０ｍｍ×６．３
ｍｍ×４５ｍｍである。同様の第２の対の詰め物を第１
の対の詰め物の上方に、かつ第１の詰め物に対して鉛直
に配置した。第２の対の詰め物は、第１のセラミックタ
ブレットの両端縁の上方に、１０ｍｍ未満の距離をおい
て配置した。第２の対の詰め物の上には第２のセラミッ
クタブレットを置いて、両者の間隔が２ｍｍになるよう
に配列した。
【００７９】セラミックタブレットとその土台となる詰
め物との接触は、重なり領域が１ｍｍ未満になるように
可能な限り小さくし、セラミックタブレットの最大量が
ポリマー溶液にさらされるようにした。次に、溶液を型
の内部に６．０ｍｍ未満の深さになるように注入して、
第１のセラミックタブレットを沈め、第２のセラミック
タブレットの底面を浸した。
め物との接触は、重なり領域が１ｍｍ未満になるように
可能な限り小さくし、セラミックタブレットの最大量が
ポリマー溶液にさらされるようにした。次に、溶液を型
の内部に６．０ｍｍ未満の深さになるように注入して、
第１のセラミックタブレットを沈め、第２のセラミック
タブレットの底面を浸した。
【００８０】その後、実施例１で説明した凍結乾燥機の
棚板に型アセンブリを配置し、凍結乾燥工程を開始し
た。この実施例で用いた凍結乾燥工程は、２０℃で１
５分間、−５℃で１２０分間、真空度１００ｍＴ
（１３．３Ｐａ）の下、−５℃で１２０分間、真空度
１００ｍＴの下、５℃で１２０分間、真空度１００ｍ
Ｔの下、２０℃で１２０分間である。
棚板に型アセンブリを配置し、凍結乾燥工程を開始し
た。この実施例で用いた凍結乾燥工程は、２０℃で１
５分間、−５℃で１２０分間、真空度１００ｍＴ
（１３．３Ｐａ）の下、−５℃で１２０分間、真空度
１００ｍＴの下、５℃で１２０分間、真空度１００ｍ
Ｔの下、２０℃で１２０分間である。
【００８１】工程が完了した後、メスを用いてスキャフ
ォールドをポリマーから切断した。この三層スキャフォ
ールドを０．５ｍｍのアセトン槽に約１秒間おいて、ス
キャフォールドの底面上のポリマー材料を除去してセラ
ミック相を露出した。
ォールドをポリマーから切断した。この三層スキャフォ
ールドを０．５ｍｍのアセトン槽に約１秒間おいて、ス
キャフォールドの底面上のポリマー材料を除去してセラ
ミック相を露出した。
【００８２】実施例４．実施例３で略述したのと基本的
に同じ処理によって、生体分解性のある補強トラスを内
包し、二つの多孔質のセラミック相で挟まれた凍結乾燥
した多孔質ポリマー相を有するスキャフォールドを形成
することができる。この実施例３で使用されたトラス
は、図３に示された補強材３８と同様に環状の形を有す
る。セラミックタブレットの向かい合う近接する面それ
ぞれには、実施例２で説明したような円形の凹部（溝）
が刻まれている。実施例２と同様の直径１１ｍｍ、厚さ
２ｍｍのＰＤＳ製のメッシュリングを準備し、これの両
端縁を型内に重ねたセラミック層の近接する面それぞれ
に形成された円形凹部に実施例３と同様に挿入した。さ
らに実施例３と同様に、ポリマーを型に詰めて、凍結乾
燥し、スキャフォールドの底面から除去した。
に同じ処理によって、生体分解性のある補強トラスを内
包し、二つの多孔質のセラミック相で挟まれた凍結乾燥
した多孔質ポリマー相を有するスキャフォールドを形成
することができる。この実施例３で使用されたトラス
は、図３に示された補強材３８と同様に環状の形を有す
る。セラミックタブレットの向かい合う近接する面それ
ぞれには、実施例２で説明したような円形の凹部（溝）
が刻まれている。実施例２と同様の直径１１ｍｍ、厚さ
２ｍｍのＰＤＳ製のメッシュリングを準備し、これの両
端縁を型内に重ねたセラミック層の近接する面それぞれ
に形成された円形凹部に実施例３と同様に挿入した。さ
らに実施例３と同様に、ポリマーを型に詰めて、凍結乾
燥し、スキャフォールドの底面から除去した。
【００８３】この発明の具体的な実施態様は次の通りで
ある。 （１）前記中間領域における前記ポリマー相が、前記第
２の複数の孔の一部を有する請求項１に記載のスキャフ
ォールド。 （２）前記第２の複数の孔の前記一部が、前記中間領域
における前記第１の複数の孔に少なくとも部分的につな
がっている実施態様（１）に記載のスキャフォールド。 （３）前記第１の複数の孔が、前記第２の複数の孔より
も大きい実施態様（２）に記載のスキャフォールド。 （４）前記ポリマー相はポリマー発泡体である実施態様
（３）に記載のスキャフォールド。 （５）前記セラミック相は第１のセラミック相であり、
前記中間領域は第１の中間領域であって、第２のセラミ
ック相をさらに有しており、第２のセラミック相は前記
ポリマー相における前記第１のセラミック相とは離れた
側に第２の中間領域を介して固着されていて、前記第２
の中間領域は前記第１の中間領域から離れた側にある実
施態様（４）に記載のスキャフォールド。
ある。 （１）前記中間領域における前記ポリマー相が、前記第
２の複数の孔の一部を有する請求項１に記載のスキャフ
ォールド。 （２）前記第２の複数の孔の前記一部が、前記中間領域
における前記第１の複数の孔に少なくとも部分的につな
がっている実施態様（１）に記載のスキャフォールド。 （３）前記第１の複数の孔が、前記第２の複数の孔より
も大きい実施態様（２）に記載のスキャフォールド。 （４）前記ポリマー相はポリマー発泡体である実施態様
（３）に記載のスキャフォールド。 （５）前記セラミック相は第１のセラミック相であり、
前記中間領域は第１の中間領域であって、第２のセラミ
ック相をさらに有しており、第２のセラミック相は前記
ポリマー相における前記第１のセラミック相とは離れた
側に第２の中間領域を介して固着されていて、前記第２
の中間領域は前記第１の中間領域から離れた側にある実
施態様（４）に記載のスキャフォールド。
【００８４】（６）前記ポリマー相に埋め込まれた機械
的補強構造をさらに有する実施態様（５）に記載のスキ
ャフォールド。 （７）前記補強構造はＰＤＳ製のメッシュリングであっ
て、このメッシュリングが前記第１のセラミック相およ
び前記第２のセラミック相の間にほぼ鉛直に延びてお
り、前記第１のセラミック相および前記第２のセラミッ
ク相の近接する面それぞれに形成された溝に部分的に挿
入されている実施態様（６）に記載のスキャフォール
ド。 （８）前記ポリマー相に埋め込まれた機械的補強構造を
さらに有しており、前記機械的補強構造がフィルム、ス
クリム、織布、不織布、ニット編みされた布、ブレード
編みされた布およびトラスからなる群から選択される請
求項１に記載のスキャフォールド。 （９）前記ポリマー相に添加される添加剤をさらに有し
ており、前記添加剤が成長因子および治療成分からなる
群から選択される請求項１に請求項に記載のスキャフォ
ールド。 （１０）前記スキャフォールドの表面に生存中の細胞を
有する請求項１に記載のスキャフォールド。
的補強構造をさらに有する実施態様（５）に記載のスキ
ャフォールド。 （７）前記補強構造はＰＤＳ製のメッシュリングであっ
て、このメッシュリングが前記第１のセラミック相およ
び前記第２のセラミック相の間にほぼ鉛直に延びてお
り、前記第１のセラミック相および前記第２のセラミッ
ク相の近接する面それぞれに形成された溝に部分的に挿
入されている実施態様（６）に記載のスキャフォール
ド。 （８）前記ポリマー相に埋め込まれた機械的補強構造を
さらに有しており、前記機械的補強構造がフィルム、ス
クリム、織布、不織布、ニット編みされた布、ブレード
編みされた布およびトラスからなる群から選択される請
求項１に記載のスキャフォールド。 （９）前記ポリマー相に添加される添加剤をさらに有し
ており、前記添加剤が成長因子および治療成分からなる
群から選択される請求項１に請求項に記載のスキャフォ
ールド。 （１０）前記スキャフォールドの表面に生存中の細胞を
有する請求項１に記載のスキャフォールド。
【００８５】（１１）前記ポリマー相および前記セラミ
ック相の少なくとも一方が生体分解性である請求項１に
記載のスキャフォールド。 （１２）前記セラミックが、ヒドロキシアパタイト、リ
ン酸トリカルシウム、リン酸テトラカルシウム、フルオ
ロアパタイト、リン酸マグネシウムカルシウム、硫酸カ
ルシウム、フッ化カルシウム、酸化カルシウム、および
炭酸カルシウムからなる群から選択される請求項１に記
載のスキャフォールド。 （１３）前記ポリマーがコラーゲン、エラスチン、ヒア
ルロン酸、キチン質、およびアルギン酸塩からなる群か
ら選択されるバイオポリマーである請求項１に記載のス
キャフォールド。 （１４）前記ポリマーが脂肪族ポリエステルのホモポリ
マーおよび脂肪族ポリエステルのコポリマーからなる群
から選択される請求項１に記載のスキャフォールド。 （１５）前記ポリマーが乳酸、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラク
チド、メソラクチドの混合物、Ｄ，Ｌ−ラクチド、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）、およびト
リメチレンカーボネート（１，３−ジオキサン−２−オ
ン）からなる群から選択される実施態様（１４）に記載
のスキャフォールド。
ック相の少なくとも一方が生体分解性である請求項１に
記載のスキャフォールド。 （１２）前記セラミックが、ヒドロキシアパタイト、リ
ン酸トリカルシウム、リン酸テトラカルシウム、フルオ
ロアパタイト、リン酸マグネシウムカルシウム、硫酸カ
ルシウム、フッ化カルシウム、酸化カルシウム、および
炭酸カルシウムからなる群から選択される請求項１に記
載のスキャフォールド。 （１３）前記ポリマーがコラーゲン、エラスチン、ヒア
ルロン酸、キチン質、およびアルギン酸塩からなる群か
ら選択されるバイオポリマーである請求項１に記載のス
キャフォールド。 （１４）前記ポリマーが脂肪族ポリエステルのホモポリ
マーおよび脂肪族ポリエステルのコポリマーからなる群
から選択される請求項１に記載のスキャフォールド。 （１５）前記ポリマーが乳酸、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラク
チド、メソラクチドの混合物、Ｄ，Ｌ−ラクチド、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）、およびト
リメチレンカーボネート（１，３−ジオキサン−２−オ
ン）からなる群から選択される実施態様（１４）に記載
のスキャフォールド。
【００８６】（１６）前記ポリマーが脂肪族ポリエステ
ルのエラストマー系コポリマーである請求項１に記載の
スキャフォールド。 （１７）前記コポリマーが、約３５：６５乃至約６５：
３５のモル比のε−カプロラクトンとグリコリドから形
成されている実施態様（１６）に記載のスキャフォール
ド。 （１８）前記コポリマーが、約４５：５５乃至約３５：
６５のモル比のε−カプロラクトンとグリコリドから形
成されている実施態様（１６）に記載のスキャフォール
ド。 （１９）前記コポリマーがε−カプロラクトンとラクチ
ドから形成され、ラクチドがＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチ
ドおよび乳酸のコポリマーからなる群から選択され、ε
−カプロラクトンのラクチドに対するモル比が約３５：
６５乃至約６５：３５である実施態様（１６）に記載の
スキャフォールド。 （２０）前記コポリマーがε−カプロラクトンとラクチ
ドから形成され、ラクチドがＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチ
ドおよび乳酸のコポリマーからなる群から選択され、ε
−カプロラクトンのラクチドに対するモル比が約４５：
５５から約３０：７０である実施態様（１６）に記載の
スキャフォールド。
ルのエラストマー系コポリマーである請求項１に記載の
スキャフォールド。 （１７）前記コポリマーが、約３５：６５乃至約６５：
３５のモル比のε−カプロラクトンとグリコリドから形
成されている実施態様（１６）に記載のスキャフォール
ド。 （１８）前記コポリマーが、約４５：５５乃至約３５：
６５のモル比のε−カプロラクトンとグリコリドから形
成されている実施態様（１６）に記載のスキャフォール
ド。 （１９）前記コポリマーがε−カプロラクトンとラクチ
ドから形成され、ラクチドがＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチ
ドおよび乳酸のコポリマーからなる群から選択され、ε
−カプロラクトンのラクチドに対するモル比が約３５：
６５乃至約６５：３５である実施態様（１６）に記載の
スキャフォールド。 （２０）前記コポリマーがε−カプロラクトンとラクチ
ドから形成され、ラクチドがＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチ
ドおよび乳酸のコポリマーからなる群から選択され、ε
−カプロラクトンのラクチドに対するモル比が約４５：
５５から約３０：７０である実施態様（１６）に記載の
スキャフォールド。
【００８７】（２１）前記コポリマーがε−カプロラク
トンとラクチドから形成され、ラクチドがＬ−ラクチ
ド、Ｄ−ラクチドおよび乳酸のコポリマーからなる群か
ら選択され、ε−カプロラクトンのラクチドに対するモ
ル比が約９５：５から約８５：１５である実施態様（１
６）に記載のスキャフォールド。 （２２）前記発泡する工程が凍結乾燥による請求項２に
記載の方法。 （２３）前記階調的に変化する接合部が関節軟骨の接合
部である請求項３に記載の方法。 （２４）前記階調的に変化する接合部が椎間板の接合部
である請求項３に記載の方法。 （２５）前記階調的に変化する接合部が半月板の接合部
である請求項３に記載の方法。
トンとラクチドから形成され、ラクチドがＬ−ラクチ
ド、Ｄ−ラクチドおよび乳酸のコポリマーからなる群か
ら選択され、ε−カプロラクトンのラクチドに対するモ
ル比が約９５：５から約８５：１５である実施態様（１
６）に記載のスキャフォールド。 （２２）前記発泡する工程が凍結乾燥による請求項２に
記載の方法。 （２３）前記階調的に変化する接合部が関節軟骨の接合
部である請求項３に記載の方法。 （２４）前記階調的に変化する接合部が椎間板の接合部
である請求項３に記載の方法。 （２５）前記階調的に変化する接合部が半月板の接合部
である請求項３に記載の方法。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
積層された複合スキャフォールドの異なる層を強固に固
着することができ、層間剥離を低減することができると
ともに、層間の特性の変化を階調的にすることができ
る。
積層された複合スキャフォールドの異なる層を強固に固
着することができ、層間剥離を低減することができると
ともに、層間の特性の変化を階調的にすることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る複合的スキャ
フォールドの斜視図である。
フォールドの斜視図である。
【図２】図１のスキャフォールドのII-II線に沿って矢
印方向に視た断面図である。
印方向に視た断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るスキャフォー
ルドの斜視図である。
ルドの斜視図である。
【図４】図３のスキャフォールドのIV-IV線に沿って矢
印方向に視た断面図である。
印方向に視た断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るスキャフォー
ルドの一部の透視的な斜視図である。
ルドの一部の透視的な斜視図である。
【図６】図５のスキャフォールドに含まれているトラス
構造の斜視図である。
構造の斜視図である。
【図７】図６のトラス構造のセグメントVIIの拡大図で
ある。
ある。
【図８】本発明に係るスキャフォールドに含まれうる代
替的なトラス構造の斜視図である。
替的なトラス構造の斜視図である。
【図９】図１に示されるような本発明に係るスキャフォ
ールドの多孔性セラミックと多孔性ポリマーの境界領域
の断面の操作電子顕微鏡写真である。
ールドの多孔性セラミックと多孔性ポリマーの境界領域
の断面の操作電子顕微鏡写真である。
１０，３０，５０ スキャフォールド
１２，３４，６０ ポリマー相
１４，３２，５２，５４ セラミック相
１６，３６，６２，６４ 中間領域
１５ 大孔
１８ 小孔
３８ 補強材
４０ 溝
７０ トラス構造
７２ 水平支柱
７４ 垂直支柱
７６ 斜め支柱
７８ ロッキングタブ
７９ 噛み合いラッチ部材
９０ トラス構造
９２ 円形支柱
９４ 線形支柱
９６ 斜め支柱
フロントページの続き
(72)発明者 ケリー・アール・ブラウン
アメリカ合衆国、08844 ニュージャージ
ー州、ヒルズボロー、ビルディング・10、
アパートメント・146、トライアングル・
ロード 298
(72)発明者 ジェニー・ジェイ・ユアン
アメリカ合衆国、08853 ニュージャージ
ー州、ネシャニック・ステーション、クリ
スティー・ウェイ ８
(72)発明者 ユフ・リー
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、ヒューズ・ロ
ード 11
(72)発明者 マーク・シー・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） 4C081 AB05 AB18 AC03 BA13 CA171
CF011 DA01 DB03 DC14
EA02 EA06
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の複数の孔を有するセラミック相
と、 第２の複数の孔を有するポリマー相とを備え、前記ポリ
マー相は前記セラミック相に中間領域で固着されてお
り、前記ポリマー相が前記中間領域の前記第１の複数の
孔に少なくとも部分的に浸入させられているスキャフォ
ールド。 - 【請求項２】 多孔質セラミック相と多孔質ポリマー相
を有する複合スキャフォールドを形成する方法であっ
て、 （Ａ）多孔質セラミック体を準備する工程と、 （Ｂ）ポリマー溶液を準備する工程と、 （Ｃ）前記多孔質セラミック体を前記ポリマー溶液に接
触するように配置する工程と、 （Ｄ）前記セラミック体の孔に少なくとも部分的に前記
ポリマー溶液がしみ込むことを可能にする工程と、 （Ｅ）前記ポリマー溶液を発泡させてポリマー発泡体を
形成することによって前記ポリマー相を形成する工程と
を備え、 前記ポリマー溶液が前記セラミック体にしみ込むことが
可能にされた部分で前記セラミック体に前記ポリマー相
が相互に結合する製造方法。 - 【請求項３】 軟骨組織と骨組織の階調的に変化する接
合部の損傷部位を修復する方法であって、 （Ａ）複合スキャフォールドを準備する工程と、 （Ｂ）工程（Ａ）で準備されたスキャフォールドを受け
入れるための収容スペースを前記階調的に変化する接合
部の損傷部位に穿孔する工程と、 （Ｃ）前記収容スペースに前記スキャフォールドを配置
して固定する工程とを有しており、 工程（Ａ）で準備される前記複合スキャフォールドは多
孔質セラミック相と、多孔質ポリマー相とを備え、前記
ポリマー相は前記セラミック相に中間領域で固着されて
おり、前記中間領域で前記ポリマー相が前記セラミック
相に少なくとも部分的に浸入させられて、前記セラミッ
ク相と前記ポリマー相の多孔がつながった状態で、前記
セラミック相と前記ポリマー相とを相互に結合してお
り、 工程（Ｃ）では、前記セラミック相を骨組織の近傍に配
置し、前記ポリマー相を軟骨組織の近傍に配置する方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/892,993 US20030003127A1 (en) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | Porous ceramic/porous polymer layered scaffolds for the repair and regeneration of tissue |
| US892993 | 2001-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003126237A true JP2003126237A (ja) | 2003-05-07 |
Family
ID=25400848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002186740A Pending JP2003126237A (ja) | 2001-06-27 | 2002-06-26 | 組織の修復および再生のための多孔質セラミックと多孔質ポリマーの積層体スキャフォールド |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030003127A1 (ja) |
| EP (2) | EP1604696A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003126237A (ja) |
| AT (1) | ATE325629T1 (ja) |
| AU (1) | AU784287B2 (ja) |
| CA (1) | CA2391464A1 (ja) |
| DE (1) | DE60211251T2 (ja) |
| DK (1) | DK1270025T3 (ja) |
| ES (1) | ES2262759T3 (ja) |
| PT (1) | PT1270025E (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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