JP2003320009A - 骨補填材、骨補填体および骨補填体の製造方法 - Google Patents
骨補填材、骨補填体および骨補填体の製造方法Info
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- JP2003320009A JP2003320009A JP2002129264A JP2002129264A JP2003320009A JP 2003320009 A JP2003320009 A JP 2003320009A JP 2002129264 A JP2002129264 A JP 2002129264A JP 2002129264 A JP2002129264 A JP 2002129264A JP 2003320009 A JP2003320009 A JP 2003320009A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 術後の骨欠損部の修復速度を十分に高めるこ
とができる骨補填材、骨補填体および骨補填体の製造方
法の提供。 【解決手段】 体液から所望の不要成分を除去した少な
くとも間葉系幹細胞を含む濃縮体１２をβ−リン酸三カ
ルシウムからなる骨補填材１１に付与することにより、
術後の骨欠損部の修復速度を高くする成分を多く付与す
る。
とができる骨補填材、骨補填体および骨補填体の製造方
法の提供。 【解決手段】 体液から所望の不要成分を除去した少な
くとも間葉系幹細胞を含む濃縮体１２をβ−リン酸三カ
ルシウムからなる骨補填材１１に付与することにより、
術後の骨欠損部の修復速度を高くする成分を多く付与す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、骨補填材、骨補填
体およびの製造方法に関する。
体およびの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】整形外科等の分野において、骨欠損を修
復する方法として、自家骨移植が最も一般的な方法であ
る。しかし、自家骨移植には、その使用実績から信頼性
が高いものの、採骨量に限界があること、採骨により健
常部に侵襲を加えてしまうこと、手術時間が長くなるこ
となどの問題点があった。そのため、近年、リン酸カル
シウムを主成分とする多孔体を人工骨補填材として応用
する方法が開発され、上述の自家骨移植の問題点を解決
する手段として、広く用いられるようになっている。骨
は、無機成分としてリン酸カルシウムを主成分として含
んでおり、一般にリン酸カルシウム化合物は細胞がこれ
を足場にして骨を形成する性質（骨伝導能）を有してい
る。従って、人工骨補填材はリン酸カルシウム化合物か
らなるものが多く、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）
やβリン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）がその例であ
る。その中でも、β−ＴＣＰは骨伝導能に優れているだ
けではなく、骨組織内で吸収される性質も併せ持ってい
る。即ち、β−ＴＣＰを骨組織に補填すると骨芽細胞が
β−ＴＣＰを足場にして骨を形成し、それと同時に破骨
細胞がβ−ＴＣＰを吸収し補填部が経時的に自家骨に置
換されるという特徴がある。
復する方法として、自家骨移植が最も一般的な方法であ
る。しかし、自家骨移植には、その使用実績から信頼性
が高いものの、採骨量に限界があること、採骨により健
常部に侵襲を加えてしまうこと、手術時間が長くなるこ
となどの問題点があった。そのため、近年、リン酸カル
シウムを主成分とする多孔体を人工骨補填材として応用
する方法が開発され、上述の自家骨移植の問題点を解決
する手段として、広く用いられるようになっている。骨
は、無機成分としてリン酸カルシウムを主成分として含
んでおり、一般にリン酸カルシウム化合物は細胞がこれ
を足場にして骨を形成する性質（骨伝導能）を有してい
る。従って、人工骨補填材はリン酸カルシウム化合物か
らなるものが多く、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）
やβリン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）がその例であ
る。その中でも、β−ＴＣＰは骨伝導能に優れているだ
けではなく、骨組織内で吸収される性質も併せ持ってい
る。即ち、β−ＴＣＰを骨組織に補填すると骨芽細胞が
β−ＴＣＰを足場にして骨を形成し、それと同時に破骨
細胞がβ−ＴＣＰを吸収し補填部が経時的に自家骨に置
換されるという特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような骨補填材
は、補填後、十分な血流により供給される細胞により骨
形成および吸収される。そのため、大きな骨欠損では十
分な血流が得られないため、その修復速度が極端に低下
することになる。そこで、手術中に骨髄を採取し骨補填
材に浸すことや自家骨と混合することなどの対策が行わ
れている。しかし、骨髄をそのまま浸すだけでは骨補填
材内部まで十分に所望な細胞が入らないこと、また、自
家骨と混合するには上述した問題点があることなど課題
となっていた。本発明は、このような事情の下になさ
れ、骨修復速度の高い骨補填材、骨補填体および骨補填
体の製造方法を提供することを目的とする。
は、補填後、十分な血流により供給される細胞により骨
形成および吸収される。そのため、大きな骨欠損では十
分な血流が得られないため、その修復速度が極端に低下
することになる。そこで、手術中に骨髄を採取し骨補填
材に浸すことや自家骨と混合することなどの対策が行わ
れている。しかし、骨髄をそのまま浸すだけでは骨補填
材内部まで十分に所望な細胞が入らないこと、また、自
家骨と混合するには上述した問題点があることなど課題
となっていた。本発明は、このような事情の下になさ
れ、骨修復速度の高い骨補填材、骨補填体および骨補填
体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、体液から所望の不要成分を
除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リ
ン酸三カルシウムからなる骨補填材に付与してなること
を特徴としている。
に、請求項１に係る発明は、体液から所望の不要成分を
除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リ
ン酸三カルシウムからなる骨補填材に付与してなること
を特徴としている。
【０００５】このように、体液から所望の不要成分を除
去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与するため、術後
の骨欠損部の修復速度を高くする成分を多く付与するこ
とができる。したがって、術後の骨欠損部の修復速度を
十分に高めることができる。
去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与するため、術後
の骨欠損部の修復速度を高くする成分を多く付与するこ
とができる。したがって、術後の骨欠損部の修復速度を
十分に高めることができる。
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明に関して、前記骨補填材が顆粒状をなすことを特徴と
している。
明に関して、前記骨補填材が顆粒状をなすことを特徴と
している。
【０００７】このように、骨補填材が顆粒状をなすた
め、濃縮体を効率よく骨補填材に浸透させることができ
るとともに骨補填材表面における濃縮体内の細胞の接触
を多くできる。
め、濃縮体を効率よく骨補填材に浸透させることができ
るとともに骨補填材表面における濃縮体内の細胞の接触
を多くできる。
【０００８】請求項３に係る発明は、体液から所望の不
要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体
を抽出し、該濃縮体をβ−リン酸三カルシウムからなる
骨補填材に付与することを特徴としている。
要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体
を抽出し、該濃縮体をβ−リン酸三カルシウムからなる
骨補填材に付与することを特徴としている。
【０００９】このように、体液から所望の不要成分を除
去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与するため、術後
の骨欠損部の修復速度を低を高くする成分を多く付与す
るができる。したがって、術後の骨欠損部の修復速度を
十分に高めることができる。
去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与するため、術後
の骨欠損部の修復速度を低を高くする成分を多く付与す
るができる。したがって、術後の骨欠損部の修復速度を
十分に高めることができる。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項３に係る発
明に関して、前記濃縮体を付与する前に、前記骨補填材
に成長に寄与する物質のコーティングを施すことを特徴
としている。
明に関して、前記濃縮体を付与する前に、前記骨補填材
に成長に寄与する物質のコーティングを施すことを特徴
としている。
【００１１】これにより、予め成長に寄与する物質をコ
ーティングした骨補填材に濃縮体を付与することになる
ため、術後の骨欠損部の修復速度をさらに高めることが
できる。
ーティングした骨補填材に濃縮体を付与することになる
ため、術後の骨欠損部の修復速度をさらに高めることが
できる。
【００１２】請求項５に係る発明は、請求項３または４
に係る発明に関して、前記濃縮体を付与した後に、前記
骨補填材に濃縮血小板を付与することを特徴としてい
る。
に係る発明に関して、前記濃縮体を付与した後に、前記
骨補填材に濃縮血小板を付与することを特徴としてい
る。
【００１３】これにより、骨補填材に濃縮体を付与した
後に成長に寄与する物質である濃縮血小板を付与するこ
とになるため、術後の骨欠損部の修復速度をさらに高め
ることができる。
後に成長に寄与する物質である濃縮血小板を付与するこ
とになるため、術後の骨欠損部の修復速度をさらに高め
ることができる。
【００１４】請求項６に係る発明は、体液から間葉系幹
細胞を分離して、分離した前記間葉系幹細胞をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与することを特徴
としている。
細胞を分離して、分離した前記間葉系幹細胞をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与することを特徴
としている。
【００１５】このように、術後の骨欠損部の修復速度を
高めるのに最も重要な間葉系幹細胞を骨補填材に付与す
ることになるため、術後の骨欠損部の修復速度を十分か
つ確実に高めることができる。
高めるのに最も重要な間葉系幹細胞を骨補填材に付与す
ることになるため、術後の骨欠損部の修復速度を十分か
つ確実に高めることができる。
【００１６】請求項７に係る発明は、体液から所望の不
要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体
を抽出し、該濃縮体を粘着材料としてβ−リン酸三カル
シウムからなる顆粒状の骨補填材に混合して所望の形状
に形成することを特徴としている。
要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体
を抽出し、該濃縮体を粘着材料としてβ−リン酸三カル
シウムからなる顆粒状の骨補填材に混合して所望の形状
に形成することを特徴としている。
【００１７】このように、体液から所望の不要成分を除
去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与するため、術後
の骨欠損部の修復速度を高くする成分を多く付与するこ
とができる。したがって、術後の骨欠損部の修復速度を
十分に高めることができる。加えて、骨補填材が顆粒状
をなすため、濃縮体を効率よく骨補填材に浸透させるこ
とができるとともに骨補填材表面における濃縮体内の細
胞の接触を多くできる。しかも、濃縮体を粘着材料とし
てβ−リン酸三カルシウムからなる顆粒状の骨補填材に
混合して所望の形状に形成するため、骨欠損部の形状に
合わせることができる。したがって、骨欠損部への補填
に要する時間を短縮することができる。
去した少なくとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン
酸三カルシウムからなる骨補填材に付与するため、術後
の骨欠損部の修復速度を高くする成分を多く付与するこ
とができる。したがって、術後の骨欠損部の修復速度を
十分に高めることができる。加えて、骨補填材が顆粒状
をなすため、濃縮体を効率よく骨補填材に浸透させるこ
とができるとともに骨補填材表面における濃縮体内の細
胞の接触を多くできる。しかも、濃縮体を粘着材料とし
てβ−リン酸三カルシウムからなる顆粒状の骨補填材に
混合して所望の形状に形成するため、骨欠損部の形状に
合わせることができる。したがって、骨欠損部への補填
に要する時間を短縮することができる。
【００１８】請求項８に係る発明は、請求項７に係る発
明に関し、前記粘着材料としてさらにフィブリン糊を混
合することを特徴としている。
明に関し、前記粘着材料としてさらにフィブリン糊を混
合することを特徴としている。
【００１９】このように、粘着材料として濃縮体に加え
てフィブリン糊を混合するため、骨欠損部に形状を合わ
せた後の形状の保持性能を向上させることができる。し
たがって、骨欠損部への補填時における形状の修正を最
小限に抑えることができるため、骨欠損部への補填に要
する時間をさらに短縮することができる。
てフィブリン糊を混合するため、骨欠損部に形状を合わ
せた後の形状の保持性能を向上させることができる。し
たがって、骨欠損部への補填時における形状の修正を最
小限に抑えることができるため、骨欠損部への補填に要
する時間をさらに短縮することができる。
【００２０】請求項９に係る発明は、体液から所望の不
要成分を除去した濃縮体を付与するためのリン酸カルシ
ウム多孔体またはリン酸カルシウム多孔質顆粒からなる
骨補填材において、前記リン酸カルシウム多孔体または
リン酸カルシウム多孔質顆粒が、気孔率５０〜９０％で
あり、連通する気孔径５０〜１０００μｍの気孔と５μ
ｍ以下の気孔とを有することを特徴としている。
要成分を除去した濃縮体を付与するためのリン酸カルシ
ウム多孔体またはリン酸カルシウム多孔質顆粒からなる
骨補填材において、前記リン酸カルシウム多孔体または
リン酸カルシウム多孔質顆粒が、気孔率５０〜９０％で
あり、連通する気孔径５０〜１０００μｍの気孔と５μ
ｍ以下の気孔とを有することを特徴としている。
【００２１】このように、連通する気孔径５０〜１００
０μｍの気孔で細胞の浸入を許容し５μｍ以下の気孔で
細胞をトラップする。
０μｍの気孔で細胞の浸入を許容し５μｍ以下の気孔で
細胞をトラップする。
【００２２】請求項１０に係る発明は、請求項９に係る
発明に関し、前記リン酸カルシウム多孔体またはリン酸
カルシウム多孔質顆粒が、メカノケミカル法で作製した
β−リン酸三カルシウムからなることを特徴としてい
る。
発明に関し、前記リン酸カルシウム多孔体またはリン酸
カルシウム多孔質顆粒が、メカノケミカル法で作製した
β−リン酸三カルシウムからなることを特徴としてい
る。
【００２３】請求項１１に係る発明は、請求項９または
１０に係る発明に関し、前記リン酸カルシウム多孔体ま
たはリン酸カルシウム多孔質顆粒に、ＢＭＰ、ＦＧＦ、
ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦおよびＨＧＦ
の少なくともいずれか一つからなる成長に寄与する物質
を複合させたことを特徴としている。
１０に係る発明に関し、前記リン酸カルシウム多孔体ま
たはリン酸カルシウム多孔質顆粒に、ＢＭＰ、ＦＧＦ、
ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦおよびＨＧＦ
の少なくともいずれか一つからなる成長に寄与する物質
を複合させたことを特徴としている。
【００２４】請求項１２に係る発明は、体液を採取する
工程と、体液を濃縮する工程と、濃縮された体液をリン
酸カルシウム多孔体またはリン酸カルシウム多孔質顆粒
からなる骨補填材に付与する工程とからなることを特徴
としている。
工程と、体液を濃縮する工程と、濃縮された体液をリン
酸カルシウム多孔体またはリン酸カルシウム多孔質顆粒
からなる骨補填材に付与する工程とからなることを特徴
としている。
【００２５】請求項１３に係る発明は、濃縮された体液
を付与されたリン酸カルシウム多孔質顆粒と生体内吸収
性有機材料からなることを特徴としている。
を付与されたリン酸カルシウム多孔質顆粒と生体内吸収
性有機材料からなることを特徴としている。
【００２６】請求項１４に係る発明は、前記生体内吸収
性有機材料が、フィブリン、ポリ乳酸、ポリグリコール
酸、乳酸−グリコール酸共重合体、コラーゲン、ゼラチ
ン、キチン−キトサン、ヒアルロン酸、アルギン酸およ
びこれらの変性体の少なくとも一つを成分としているこ
と特徴としている。
性有機材料が、フィブリン、ポリ乳酸、ポリグリコール
酸、乳酸−グリコール酸共重合体、コラーゲン、ゼラチ
ン、キチン−キトサン、ヒアルロン酸、アルギン酸およ
びこれらの変性体の少なくとも一つを成分としているこ
と特徴としている。
【００２７】請求項１５に係る発明は、濃縮された体液
を付与されたリン酸カルシウム多孔質顆粒と生体内吸収
性有機材料とからなる骨補填体の製造方法において、体
液を採取する工程と、体液を濃縮する工程と、濃縮され
た体液をリン酸カルシウム多孔質顆粒と生体内吸収性有
機材料とからなる骨補填材に付与する工程とからなるこ
とを特徴としている。
を付与されたリン酸カルシウム多孔質顆粒と生体内吸収
性有機材料とからなる骨補填体の製造方法において、体
液を採取する工程と、体液を濃縮する工程と、濃縮され
た体液をリン酸カルシウム多孔質顆粒と生体内吸収性有
機材料とからなる骨補填材に付与する工程とからなるこ
とを特徴としている。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１およ
び図２を参照して以下に説明する。ここで、第１実施形
態の骨補填体１０のベースとなる骨補填材１１として、
例えば、特開平５−２３７１７８号公報に開示されてい
る方法により製造されたβ−ＴＣＰ（β−リン酸三カル
シウム）からなる図１（ａ）に示すような直方体のブロ
ック状の多孔体が使用される。また、骨補填材１１に
は、図１（ｂ）に示すように、例えば多数の気孔１１ａ
が気孔１１ａより小径の連通孔１１ｂで連通している。
加えて、骨補填材１１は、気孔率５０〜９０％であり、
連通する気孔径５０〜１０００μｍの気孔と５μｍ以下
の気孔とを有しており、連通する気孔径５０〜１０００
μｍの気孔で細胞の浸入を許容し５μｍ以下の気孔で細
胞をトラップする。さらに、骨補填材１１はメカノケミ
カル法で作製したβ−リン酸三カルシウムからなってい
る（メカノケミカル法については、特許２５９７３５５
号公報参照）。
び図２を参照して以下に説明する。ここで、第１実施形
態の骨補填体１０のベースとなる骨補填材１１として、
例えば、特開平５−２３７１７８号公報に開示されてい
る方法により製造されたβ−ＴＣＰ（β−リン酸三カル
シウム）からなる図１（ａ）に示すような直方体のブロ
ック状の多孔体が使用される。また、骨補填材１１に
は、図１（ｂ）に示すように、例えば多数の気孔１１ａ
が気孔１１ａより小径の連通孔１１ｂで連通している。
加えて、骨補填材１１は、気孔率５０〜９０％であり、
連通する気孔径５０〜１０００μｍの気孔と５μｍ以下
の気孔とを有しており、連通する気孔径５０〜１０００
μｍの気孔で細胞の浸入を許容し５μｍ以下の気孔で細
胞をトラップする。さらに、骨補填材１１はメカノケミ
カル法で作製したβ−リン酸三カルシウムからなってい
る（メカノケミカル法については、特許２５９７３５５
号公報参照）。
【００２９】そして、手術中に、患者から骨髄液や末梢
血、あるいはあらかじめ保存してあった臍帯血等の体液
を抽出し、この体液から遠心分離法や磁気ビーズ法やフ
ローサイトメトリー等の方法で所望の不要成分、具体的
には血球成分を除去して、少なくとも間葉系幹細胞を含
む濃縮体１２を得る。例えば具体的には、不要な細胞に
抗体複合体を介して血液中の赤血球を結合させロゼット
を作り、ロゼットになった不要な細胞を遠心分離を行い
除去する。濃縮したい目的の細胞は沈殿せず、比重分離
用メディウムの上部の層から回収する。なお、血球成分
を除去するのではなく、遠心分離による上澄み液を除去
しても良い。
血、あるいはあらかじめ保存してあった臍帯血等の体液
を抽出し、この体液から遠心分離法や磁気ビーズ法やフ
ローサイトメトリー等の方法で所望の不要成分、具体的
には血球成分を除去して、少なくとも間葉系幹細胞を含
む濃縮体１２を得る。例えば具体的には、不要な細胞に
抗体複合体を介して血液中の赤血球を結合させロゼット
を作り、ロゼットになった不要な細胞を遠心分離を行い
除去する。濃縮したい目的の細胞は沈殿せず、比重分離
用メディウムの上部の層から回収する。なお、血球成分
を除去するのではなく、遠心分離による上澄み液を除去
しても良い。
【００３０】このようにして得られた濃縮体１２を、図
２に示すように上部開口型の容器１３に入れる。次に、
骨補填材１１を容器１３内で濃縮体１２に漬ける。する
と、多孔体である骨補填材１１には、濃縮体１２の中の
細胞が図示せぬ各気孔１１ａの連通孔１１ｂによるつな
がりによって内部に浸透する。
２に示すように上部開口型の容器１３に入れる。次に、
骨補填材１１を容器１３内で濃縮体１２に漬ける。する
と、多孔体である骨補填材１１には、濃縮体１２の中の
細胞が図示せぬ各気孔１１ａの連通孔１１ｂによるつな
がりによって内部に浸透する。
【００３１】以上のようにして、体液から所望の不要成
分を除去した濃縮体１２をβ−ＴＣＰからなる骨補填材
１１に付与してなる骨補填体１０が得られる。
分を除去した濃縮体１２をβ−ＴＣＰからなる骨補填材
１１に付与してなる骨補填体１０が得られる。
【００３２】そして、その後、この骨補填体１０が容器
１３から取り出されて図示略の骨欠損部に補填されるこ
とになるが、この骨補填体１０には、患者から採取した
体液から得た濃縮体１２が付与されていることから、多
くの細胞が補填直後から働くことができる。具体的に
は、骨形成に必要な骨芽細胞の前駆細胞やβ−ＴＣＰの
吸収に必要な破骨細胞の前駆細胞をβ−ＴＣＰ表面に生
着しやすくすること、およびサイトカイン発現に関与す
る血小板などの濃度を高くすることができる。したがっ
て、術後の骨欠損部の修復速度を十分に高めることがで
きる。
１３から取り出されて図示略の骨欠損部に補填されるこ
とになるが、この骨補填体１０には、患者から採取した
体液から得た濃縮体１２が付与されていることから、多
くの細胞が補填直後から働くことができる。具体的に
は、骨形成に必要な骨芽細胞の前駆細胞やβ−ＴＣＰの
吸収に必要な破骨細胞の前駆細胞をβ−ＴＣＰ表面に生
着しやすくすること、およびサイトカイン発現に関与す
る血小板などの濃度を高くすることができる。したがっ
て、術後の骨欠損部の修復速度を十分に高めることがで
きる。
【００３３】なお、以上の第１実施形態においては、骨
補填材１１に濃縮体１２を付与する際に、濃縮体１２に
骨補填材１１を漬けるようにしたが、濃縮体１２を骨補
填材１１に塗布したり、濃縮体１２を骨補填材１１に滴
下したり、濃縮体１２を骨補填材１１に散布したりする
ことも勿論可能である。
補填材１１に濃縮体１２を付与する際に、濃縮体１２に
骨補填材１１を漬けるようにしたが、濃縮体１２を骨補
填材１１に塗布したり、濃縮体１２を骨補填材１１に滴
下したり、濃縮体１２を骨補填材１１に散布したりする
ことも勿論可能である。
【００３４】また、以上の第１実施形態においては、濃
縮体１２をそのまま骨補填材１１に付与するようにした
が、濃縮体１２にサイトカインや濃縮血小板等の成長因
子を必要に応じて付与しても良い。サイトカインを付与
する場合は、濃縮体１２を付与する前の骨補填材１１の
例えば全面にサイトカインのコーティングを施すのが好
ましい。また、濃縮血小板を付与する場合は、濃縮体１
２を付与した後の骨補填材１１に濃縮血小板を付与する
のが好ましい。この場合、骨補填材１１を濃縮血小板に
漬けたり、骨補填材１１に濃縮血小板を塗布、滴下、散
布等の方法で付与することになる。このように予め成長
因子であるサイトカインをコーティングした骨補填材１
１に濃縮体１２を付与し、あるいは濃縮体を付与した後
に骨補填材１１に濃縮血小板を付与し、あるいはこれら
を組み合わせたりすることで、術後の骨欠損部の修復速
度をさらに高めることができる。
縮体１２をそのまま骨補填材１１に付与するようにした
が、濃縮体１２にサイトカインや濃縮血小板等の成長因
子を必要に応じて付与しても良い。サイトカインを付与
する場合は、濃縮体１２を付与する前の骨補填材１１の
例えば全面にサイトカインのコーティングを施すのが好
ましい。また、濃縮血小板を付与する場合は、濃縮体１
２を付与した後の骨補填材１１に濃縮血小板を付与する
のが好ましい。この場合、骨補填材１１を濃縮血小板に
漬けたり、骨補填材１１に濃縮血小板を塗布、滴下、散
布等の方法で付与することになる。このように予め成長
因子であるサイトカインをコーティングした骨補填材１
１に濃縮体１２を付与し、あるいは濃縮体を付与した後
に骨補填材１１に濃縮血小板を付与し、あるいはこれら
を組み合わせたりすることで、術後の骨欠損部の修復速
度をさらに高めることができる。
【００３５】次に、本発明の第２実施形態を主に図３を
参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明
する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号
を付しその説明は略す。
参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明
する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号
を付しその説明は略す。
【００３６】第１実施形態においてはβ−ＴＣＰからな
る骨補填材１１が直方体のブロック形状をなしていた
が、第２実施形態ではβ−ＴＣＰからなる骨補填材１１
が顆粒状をなしている。
る骨補填材１１が直方体のブロック形状をなしていた
が、第２実施形態ではβ−ＴＣＰからなる骨補填材１１
が顆粒状をなしている。
【００３７】そして、手術中に、第１実施形態と同様
に、患者の例えば腸骨から体液を抽出し、この体液から
遠心分離等の方法で濃縮体１２を得る。
に、患者の例えば腸骨から体液を抽出し、この体液から
遠心分離等の方法で濃縮体１２を得る。
【００３８】このようにして得られた濃縮体１２を顆粒
状の骨補填材１１とともに適宜の比率で図３に示すよう
な円筒状の回転ドラム１５の中に入れ、回転ドラム１５
を中心軸線を中心に回転させることにより濃縮体１２と
顆粒状の骨補填材１１とを混合する。すると、多孔体で
ある骨補填材１１には濃縮体１２が図示せぬ各気孔のつ
ながりによって内部に浸透するとともに表面にも付着す
る。その上、顆粒状の骨補填材１１に対して濃縮体１２
が粘着材料として作用することになり、濃縮体１２を骨
補填材１１に付与してなる骨補填体１０は練り物状とな
る。このように練り物状となった骨補填体１０を補填先
である骨欠損部の形状（所望の形状）に例えば手作業で
形成する。
状の骨補填材１１とともに適宜の比率で図３に示すよう
な円筒状の回転ドラム１５の中に入れ、回転ドラム１５
を中心軸線を中心に回転させることにより濃縮体１２と
顆粒状の骨補填材１１とを混合する。すると、多孔体で
ある骨補填材１１には濃縮体１２が図示せぬ各気孔のつ
ながりによって内部に浸透するとともに表面にも付着す
る。その上、顆粒状の骨補填材１１に対して濃縮体１２
が粘着材料として作用することになり、濃縮体１２を骨
補填材１１に付与してなる骨補填体１０は練り物状とな
る。このように練り物状となった骨補填体１０を補填先
である骨欠損部の形状（所望の形状）に例えば手作業で
形成する。
【００３９】そして、その後、この骨補填体１０が図示
略の骨欠損部に補填されることになるが、この骨補填体
１０は、濃縮体１２が付与されていることから、第１実
施形態と同様、術後の骨欠損部の修復速度を十分に高め
ることができる。加えて、骨補填材１１が顆粒状をなす
ため、濃縮体１２を効率よく骨補填材１１に浸透させる
ことができるとともに骨補填材１１の表面における濃縮
体１２内の細胞の接触を多くできる。しかも、濃縮体１
２を粘着材料として顆粒状の骨補填材１１に混合して得
られた練り物状の骨補填体１１を所望の形状に形成する
ため、これを骨欠損部の形状に合わせることができ、骨
欠損部への補填に要する時間を短縮することができる。
略の骨欠損部に補填されることになるが、この骨補填体
１０は、濃縮体１２が付与されていることから、第１実
施形態と同様、術後の骨欠損部の修復速度を十分に高め
ることができる。加えて、骨補填材１１が顆粒状をなす
ため、濃縮体１２を効率よく骨補填材１１に浸透させる
ことができるとともに骨補填材１１の表面における濃縮
体１２内の細胞の接触を多くできる。しかも、濃縮体１
２を粘着材料として顆粒状の骨補填材１１に混合して得
られた練り物状の骨補填体１１を所望の形状に形成する
ため、これを骨欠損部の形状に合わせることができ、骨
欠損部への補填に要する時間を短縮することができる。
【００４０】なお、以上の第２実施形態において、回転
ドラム１５に顆粒状の骨補填材１１と濃縮体１２とに加
えて生体内吸収性有機材料であるフィブリン糊を入れる
ことで、回転ドラム１５の回転で濃縮体１２と顆粒状の
骨補填材１１と粘着材料としてのフィブリン糊とを混合
するようにしても良い。このように、粘着材料として濃
縮体１２に加えてフィブリン糊を混合すれば、骨欠損部
に形状を合わせた後の骨補填体１０の形状の保持性能を
向上させることができる。したがって、骨欠損部への補
填時における形状の修正を最小限に抑えることができる
ため、骨欠損部への補填に要する時間をさらに短縮する
ことができる。生体内吸収性有機材料として、フィブリ
ンの他に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコ
ール酸共重合体、コラーゲン、ゼラチン、キチン−キト
サン、ヒアルロン酸、アルギン酸およびこれらの変性体
の少なくとも一つを成分としている生体内吸収性有機材
料が適用できる。
ドラム１５に顆粒状の骨補填材１１と濃縮体１２とに加
えて生体内吸収性有機材料であるフィブリン糊を入れる
ことで、回転ドラム１５の回転で濃縮体１２と顆粒状の
骨補填材１１と粘着材料としてのフィブリン糊とを混合
するようにしても良い。このように、粘着材料として濃
縮体１２に加えてフィブリン糊を混合すれば、骨欠損部
に形状を合わせた後の骨補填体１０の形状の保持性能を
向上させることができる。したがって、骨欠損部への補
填時における形状の修正を最小限に抑えることができる
ため、骨欠損部への補填に要する時間をさらに短縮する
ことができる。生体内吸収性有機材料として、フィブリ
ンの他に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコ
ール酸共重合体、コラーゲン、ゼラチン、キチン−キト
サン、ヒアルロン酸、アルギン酸およびこれらの変性体
の少なくとも一つを成分としている生体内吸収性有機材
料が適用できる。
【００４１】また、以上の第２実施形態においては、濃
縮体１２をそのまま骨補填材１１に付与するようにした
が、濃縮体１２に加えてサイトカインや濃縮血小板等の
成長因子を必要に応じて骨補填材１１に付与すれば、術
後の骨欠損部の修復速度をさらに高めることができる。
縮体１２をそのまま骨補填材１１に付与するようにした
が、濃縮体１２に加えてサイトカインや濃縮血小板等の
成長因子を必要に応じて骨補填材１１に付与すれば、術
後の骨欠損部の修復速度をさらに高めることができる。
【００４２】さらに、以上の第２実施形態においては、
濃縮体１２と顆粒状の骨補填材１１とを回転ドラム１５
によって混合するようにしたが、他の種々の混合手段を
用いることができる。例えば、濃縮体１２を顆粒状の骨
補填材１１に滴下したり散布したりした後、手作業で混
ぜ合わせたりすることが可能である。さらにこれらに加
えてフィブリン糊を滴下したり散布したりした後、手作
業で混ぜ合わせたりすることが可能である。
濃縮体１２と顆粒状の骨補填材１１とを回転ドラム１５
によって混合するようにしたが、他の種々の混合手段を
用いることができる。例えば、濃縮体１２を顆粒状の骨
補填材１１に滴下したり散布したりした後、手作業で混
ぜ合わせたりすることが可能である。さらにこれらに加
えてフィブリン糊を滴下したり散布したりした後、手作
業で混ぜ合わせたりすることが可能である。
【００４３】ここで、以上の第１，第２実施形態におい
ては、濃縮体１２が骨補填材１１に付与されているが、
比重差を利用して遠心分離により濃縮体１２を抽出する
とともに、濃縮体１２からフィルタリング等で血球成分
を除去した後、比重差を利用して遠心分離により所望の
細胞を分離して、分離した細胞を骨補填材１１に付与す
るようにしても良い。このようにすれば、術後の骨欠損
部の修復速度を高めるのに重要な細胞を骨補填材１１に
付与することになるため、術後の骨欠損部の修復速度を
十分かつ確実に高めることができる。また、体液中の間
葉系幹細胞を免疫磁気細胞分離装置により分離し、分離
した間葉系幹細胞をβ−ＴＣＰに付与しても良い。免疫
磁気細胞分離装置の代わりにフローサイトメトリーを使
用しても良い。さらに、遠心分離の元となる対象あるい
は所望の細胞としては、体液以外に、体液に含まれる細
胞や、間葉系幹細胞でも良いし、分化した骨細胞、骨芽
細胞、破骨細胞でも良い。間葉系幹細胞は、末梢血や臍
帯血から採取した幹細胞でも良い。さらに、ＥＳ細胞で
も良い。成長に寄与する物質は、ＢＭＰ、ＦＧＦ、ＴＧ
Ｆ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦあるいは
これらを適宜複合させたものでも良い。濃縮体は液体状
でもゲル状でも良い。
ては、濃縮体１２が骨補填材１１に付与されているが、
比重差を利用して遠心分離により濃縮体１２を抽出する
とともに、濃縮体１２からフィルタリング等で血球成分
を除去した後、比重差を利用して遠心分離により所望の
細胞を分離して、分離した細胞を骨補填材１１に付与す
るようにしても良い。このようにすれば、術後の骨欠損
部の修復速度を高めるのに重要な細胞を骨補填材１１に
付与することになるため、術後の骨欠損部の修復速度を
十分かつ確実に高めることができる。また、体液中の間
葉系幹細胞を免疫磁気細胞分離装置により分離し、分離
した間葉系幹細胞をβ−ＴＣＰに付与しても良い。免疫
磁気細胞分離装置の代わりにフローサイトメトリーを使
用しても良い。さらに、遠心分離の元となる対象あるい
は所望の細胞としては、体液以外に、体液に含まれる細
胞や、間葉系幹細胞でも良いし、分化した骨細胞、骨芽
細胞、破骨細胞でも良い。間葉系幹細胞は、末梢血や臍
帯血から採取した幹細胞でも良い。さらに、ＥＳ細胞で
も良い。成長に寄与する物質は、ＢＭＰ、ＦＧＦ、ＴＧ
Ｆ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦあるいは
これらを適宜複合させたものでも良い。濃縮体は液体状
でもゲル状でも良い。
【００４４】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に係る発
明によれば、体液から所望の不要成分を除去した少なく
とも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン酸三カルシウ
ムからなる骨補填材に付与するため、術後の骨欠損部の
修復速度を高くする成分を多く付与することができる。
したがって、術後の骨欠損部の修復速度を十分に高める
ことができる。
明によれば、体液から所望の不要成分を除去した少なく
とも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン酸三カルシウ
ムからなる骨補填材に付与するため、術後の骨欠損部の
修復速度を高くする成分を多く付与することができる。
したがって、術後の骨欠損部の修復速度を十分に高める
ことができる。
【００４５】請求項２に係る発明によれば、骨補填材が
顆粒状をなすため、濃縮体を効率よく骨補填材に浸透さ
せることができるとともに骨補填材表面における濃縮体
内の細胞の接触を多くできる。
顆粒状をなすため、濃縮体を効率よく骨補填材に浸透さ
せることができるとともに骨補填材表面における濃縮体
内の細胞の接触を多くできる。
【００４６】請求項３に係る発明によれば、体液から所
望の不要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む
濃縮体をβ−リン酸三カルシウムからなる骨補填材に付
与するため、術後の骨欠損部の修復速度を高くする成分
を多く付与することができる。したがって、術後の骨欠
損部の修復速度を十分に高めることができる。
望の不要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む
濃縮体をβ−リン酸三カルシウムからなる骨補填材に付
与するため、術後の骨欠損部の修復速度を高くする成分
を多く付与することができる。したがって、術後の骨欠
損部の修復速度を十分に高めることができる。
【００４７】請求項４に係る発明によれば、予め成長に
寄与する物質をコーティングした骨補填材に濃縮体を付
与することになるため、術後の骨欠損部の修復速度をさ
らに高めることができる。
寄与する物質をコーティングした骨補填材に濃縮体を付
与することになるため、術後の骨欠損部の修復速度をさ
らに高めることができる。
【００４８】請求項５に係る発明によれば、骨補填材に
濃縮体を付与した後に成長因子である濃縮血小板を付与
することになるため、術後の骨欠損部の修復速度をさら
に高めることができる。
濃縮体を付与した後に成長因子である濃縮血小板を付与
することになるため、術後の骨欠損部の修復速度をさら
に高めることができる。
【００４９】請求項６に係る発明によれば、術後の骨欠
損部の修復速度を高めるのに最も重要な間葉系幹細胞を
骨補填材に付与することになるため、術後の骨欠損部の
修復速度を十分かつ確実に高めることができる。
損部の修復速度を高めるのに最も重要な間葉系幹細胞を
骨補填材に付与することになるため、術後の骨欠損部の
修復速度を十分かつ確実に高めることができる。
【００５０】請求項７に係る発明によれば、体液から所
望の不要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む
濃縮体をβ−リン酸三カルシウムからなる骨補填材に付
与するため、術後の骨欠損部の修復速度を高くする成分
を多く付与することができる。したがって、術後の骨欠
損部の修復速度を十分に高めることができる。加えて、
骨補填材が顆粒状をなすため、濃縮体を効率よく骨補填
材に浸透させることができるとともに骨補填材表面にお
ける濃縮体内の細胞の接触を多くできる。しかも、濃縮
体を粘着材料としてβ−リン酸三カルシウムからなる顆
粒状の骨補填材に混合して所望の形状に形成するため、
骨欠損部の形状に合わせることができる。したがって、
骨欠損部への補填に要する時間を短縮することができ
る。
望の不要成分を除去した少なくとも間葉系幹細胞を含む
濃縮体をβ−リン酸三カルシウムからなる骨補填材に付
与するため、術後の骨欠損部の修復速度を高くする成分
を多く付与することができる。したがって、術後の骨欠
損部の修復速度を十分に高めることができる。加えて、
骨補填材が顆粒状をなすため、濃縮体を効率よく骨補填
材に浸透させることができるとともに骨補填材表面にお
ける濃縮体内の細胞の接触を多くできる。しかも、濃縮
体を粘着材料としてβ−リン酸三カルシウムからなる顆
粒状の骨補填材に混合して所望の形状に形成するため、
骨欠損部の形状に合わせることができる。したがって、
骨欠損部への補填に要する時間を短縮することができ
る。
【００５１】請求項８に係る発明によれば、粘着材料と
して濃縮体に加えてフィブリン糊を混合するため、骨欠
損部に形状を合わせた後の形状の保持性能を向上させる
ことができる。したがって、骨欠損部への補填時におけ
る形状の修正を最小限に抑えることができるため、骨欠
損部への補填に要する時間をさらに短縮することができ
る。
して濃縮体に加えてフィブリン糊を混合するため、骨欠
損部に形状を合わせた後の形状の保持性能を向上させる
ことができる。したがって、骨欠損部への補填時におけ
る形状の修正を最小限に抑えることができるため、骨欠
損部への補填に要する時間をさらに短縮することができ
る。
【図１】 本発明の第１実施形態の骨補填体のベースと
なる骨補填材を示すもので（ａ）は斜視図、（ｂ）は部
分拡大断面図である。
なる骨補填材を示すもので（ａ）は斜視図、（ｂ）は部
分拡大断面図である。
【図２】 本発明の第１実施形態の骨補填体の製造方法
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
【図３】 本発明の第２実施形態の骨補填体の製造方法
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
１０ 骨補填体
１１ 骨補填材
１２ 濃縮体
フロントページの続き
(72)発明者 日比野 浩樹
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ
ンパス光学工業株式会社内
(72)発明者 斎藤 良治
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ
ンパス光学工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4C081 AB04 BA12 BA16 CA172
CB012 CD042 CD082 CD092
CD112 CD122 CD27 CD28
CD29 CD34 CF021 DA11
DB03 EA06
Claims (15)
- 【請求項１】 体液から所望の不要成分を除去した少な
くとも間葉系幹細胞を含む濃縮体をβ−リン酸三カルシ
ウムからなる骨補填材に付与してなることを特徴とする
骨補填体。 - 【請求項２】 前記骨補填材が顆粒状をなすことを特徴
とする請求項１記載の骨補填体。 - 【請求項３】 体液から所望の不要成分を除去した少な
くとも間葉系幹細胞を含む濃縮体を抽出し、該濃縮体を
β−リン酸三カルシウムからなる骨補填材に付与するこ
とを特徴とする骨補填体の製造方法。 - 【請求項４】 前記濃縮体を付与する前に、前記骨補填
材に成長に寄与する物質のコーティングを施すことを特
徴とする請求項３記載の骨補填体の製造方法。 - 【請求項５】 前記濃縮体を付与した後に、前記骨補填
材に濃縮血小板を付与することを特徴とする請求項３ま
たは４記載の骨補填体の製造方法。 - 【請求項６】 体液から間葉系幹細胞を分離して、分離
した前記間葉系幹細胞をβ−リン酸三カルシウムからな
る骨補填材に付与することを特徴とする骨補填体の製造
方法。 - 【請求項７】 体液から所望の不要成分を除去した少な
くとも間葉系幹細胞を含む濃縮体を抽出し、該濃縮体を
粘着材料としてβ−リン酸三カルシウムからなる顆粒状
の骨補填材に混合して所望の形状に形成することを特徴
とする骨補填体の製造方法。 - 【請求項８】 前記粘着材料としてさらにフィブリン糊
を混合することを特徴とする請求項７記載の骨補填体の
製造方法。 - 【請求項９】 体液から所望の不要成分を除去した濃縮
体を付与するためのリン酸カルシウム多孔体またはリン
酸カルシウム多孔質顆粒からなる骨補填材において、 前記リン酸カルシウム多孔体またはリン酸カルシウム多
孔質顆粒が、気孔率５０〜９０％であり、連通する気孔
径５０〜１０００μｍの気孔と５μｍ以下の気孔とを有
することを特徴とする骨補填材。 - 【請求項１０】 前記リン酸カルシウム多孔体またはリ
ン酸カルシウム多孔質顆粒が、メカノケミカル法で作製
したβ−リン酸三カルシウムからなることを特徴とする
請求項９記載の骨補填材 - 【請求項１１】 前記リン酸カルシウム多孔体またはリ
ン酸カルシウム多孔質顆粒に、ＢＭＰ、ＦＧＦ、ＴＧＦ
−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦおよびＨＧＦの少な
くともいずれか一つからなる成長に寄与する物質を複合
させたことを特徴とする請求項９または１０記載の骨補
填材。 - 【請求項１２】 体液を採取する工程と、体液を濃縮す
る工程と、濃縮された体液をリン酸カルシウム多孔体ま
たはリン酸カルシウム多孔質顆粒からなる骨補填材に付
与する工程とからなることを特徴とする骨補填体の製造
方法。 - 【請求項１３】 濃縮された体液を付与されたリン酸カ
ルシウム多孔質顆粒と生体内吸収性有機材料からなるこ
とを特徴とする骨補填材。 - 【請求項１４】 前記生体内吸収性有機材料が、フィブ
リン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール
酸共重合体、コラーゲン、ゼラチン、キチン−キトサ
ン、ヒアルロン酸、アルギン酸およびこれらの変性体の
少なくとも一つを成分としていること特徴とする請求項
１３記載の骨補填材。 - 【請求項１５】 濃縮された体液を付与されたリン酸カ
ルシウム多孔質顆粒と生体内吸収性有機材料とからなる
骨補填体の製造方法において、 体液を採取する工程と、体液を濃縮する工程と、濃縮さ
れた体液をリン酸カルシウム多孔質顆粒と生体内吸収性
有機材料とからなる骨補填材に付与する工程とからなる
ことを特徴とする骨補填体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002129264A JP2003320009A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 骨補填材、骨補填体および骨補填体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002129264A JP2003320009A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 骨補填材、骨補填体および骨補填体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003320009A true JP2003320009A (ja) | 2003-11-11 |
Family
ID=29542749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002129264A Pending JP2003320009A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 骨補填材、骨補填体および骨補填体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003320009A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006075581A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-03-23 | Olympus Corp | 生体組織補填材および生体組織補填体 |
| JP2006101986A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Olympus Corp | 球状セラミックス粒子の製造方法、細胞の播種方法および生体組織補填体の製造方法 |
| JP2006122017A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Toyama Prefecture | 磁気スポットアレイチップを用いる細胞の回収方法 |
| JP2007054247A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Olympus Biomaterial Corp | 生体材料とその製造方法 |
| WO2010064680A1 (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-10 | 国立大学法人東京大学 | 顆粒型培養骨の製造方法 |
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-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002129264A patent/JP2003320009A/ja active Pending
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