JP2006136673A

JP2006136673A - ブロック状細胞工学用支持体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2006136673A
Application number: JP2004353811A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Yamamoto; 克史山本; Katsuyuki Yamanaka; 克之山中; Yoko Suda; 洋子須田; Tadashi Kaneko; 正金子
Original assignee: GC Corp; GC Dental Industiral Corp
Current assignee: GC Corp
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP4738800B2

Abstract

【課題】多孔質構造を持つ生体吸収性高分子材料から成るブロック状細胞工学用支持体を、従来のスポンジ状の支持体と比較して形状安定性に優れ且つ水中に浸漬されても体積変化が少ないものとする。
【解決手段】生体吸収性高分子が有機溶媒に溶解された溶液に粒径が１００〜２０００μｍの粒子状物質を略均一に混合し凍結・乾燥して有機溶媒を取り除いた粒子状物質を含有し孔径が５〜５０μｍの小孔構造の高分子体を粉砕してから粒子状物質を生体吸収性高分子を溶解しない液で溶解して取り除いて作製した１００〜３０００μｍの粒径の顆粒状多孔質物質を型に入れ加熱・加圧することにより孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占める不定形な連続孔を有し、その弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａで、水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％であるブロック状細胞工学用支持体を製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、生体組織の代替品として使用される多孔質構造を有し、形状安定性に優れ且つ水中に浸漬されても体積変化が少ない生体吸収性高分子材料から成るブロック状細胞工学用支持体及びその製造方法に関するものである。

従来、手術，外傷等によって喪失した生体組織を体細胞，幹細胞等によって再構築し、それを患者に移植することにより喪失した生体組織を再生する治療方法が行われている。その治療において生体組織を再生するためには、播種する細胞が生体組織を再建するまでの足場となる支持体（マトリックス）が重要となる。

例えば皮膚等の再生分野では多孔質構造を持つコラーゲン体を作製し、これに表皮角化細胞を播種することによって表皮、真皮の構造を有する培養人工皮膚を作製することが知られている。コラ−ゲンは生体適合性に優れており、また組織が再生された後には分解吸収されるため優れた支持体であると言える。しかしこのコラーゲン体で作製する支持体は非常に柔軟なものしか作製できず必要とされる形状を維持できない問題があった。また、生物由来の材料は、狂牛病に代表されるように人体に対する医療用具としての使用については未知の病原に対する安全性に問題が残る。

これに対し、乳酸，グリコール酸，カプロラクトン等から成る生体吸収性高分子材料（以後、生分解性高分子と称することがある）をジオキサンやジクロロメタン等の有機溶媒に溶解し、この溶液を凍結乾燥させて作製された孔径が５〜１００μｍ程度のスポンジ状の細胞工学用支持体もある（例えば、特許文献１参照。）。また、このようなスポンジ状の細胞工学用支持体の作製時に溶液中に粒子径が約５０〜約５００μｍの水溶性で無毒性の粒子状物質（例えば、塩化ナトリウム粉末等）を入れ、溶媒を取り除いて粒子状物質入りの生分解性高分子体を作製し、その後水等を用いて粒子状物質を取り除くことで作製される約５０〜約５００μｍの円形開放大孔と２０μｍ以下の円形開放小孔とを持つ多孔質構造の生体吸収性高分子材料を細胞の支持体として使用する方法もある（例えば、特許文献２参照。）。しかし、これらの多孔質構造を持つ生分解性高分子から成る支持体はスポンジ状のブロックであるので、その弾性係数が小さいため必要とされる形状を維持できない場合が多く、弾性係数を高めるために孔径を小さくすると生体組織を効率良く再生させる足場としての機能が低下してしまうという問題があった。

生分解性高分子の弾性係数を高める他の方法として、スポンジ状の細胞工学用支持体を加圧・加熱することによって密度を高める方法も考えられるが、この方法で製造した支持体は細胞培養の培養液への浸漬時や生体内に埋入した際に体液などの水分で膨張してしまうという問題があった。

特開平１０−２３４８４４号公報特表２００２−５４１９２５号公報

本発明は、多孔質構造を持つ生体吸収性高分子材料から成る生体組織を再生するために播種された細胞が生体組織を再建するまでの足場となる細胞工学用支持体において、従来のスポンジ状の細胞工学用支持体と比較して弾性係数が高いので形状安定性に優れ且つ水分を吸収してもその体積変化の少ない優れたブロック状細胞工学用支持体とその製造方法を提供することを課題とする。

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、従来のスポンジ状の細胞工学用支持体が培養液や体液などの水分で膨張してしまう原因は、隔壁が一体構造を形成したまま弾性係数を高めるために加圧・加熱されるので作製された支持体内部に圧縮による応力を蓄え易く、隔壁が体液などの水分により湿潤されるとこの応力が開放されることが原因であることを究明した。そこで、従来のスポンジ状の生体吸収性高分子材料の内部に形成された孔の隔壁を一旦崩してから加圧・加熱による再形成を行うと、スポンジ状の生体吸収性高分子材料をそのまま加圧・加熱した場合よりも形状安定性に優れ且つ水分を吸収してもその体積変化の少ない優れたブロック状細胞工学用支持体を得ることができることを究明して本発明を完成したのである。

即ち本発明は、生体吸収性高分子材料から成り、孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占める不定形な連続孔を有し、その弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａで、水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％であることを特徴とするブロック状細胞工学用支持体であり、生体吸収性高分子材料は、ポリグリコール酸，ポリ乳酸，乳酸−グリコール酸共重合体，ポリ−ε−カプロラクトン，乳酸−ε−カプロラクトン共重合体，ポリアミノ酸，ポリオルソエステル及びそれらの共重合体中から選択される少なくとも一種であることが好ましい。

また、その製造方法は、生体吸収性高分子が有機溶媒に溶解された溶液に該有機溶媒には溶解せず且つ該生体吸収性高分子を溶解しない液で溶解する粒径が１００〜２０００μｍの粒子状物質を略均一に混合し凍結した後に乾燥して該有機溶媒を取り除くことによって粒子状物質を含有した孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する高分子体を作製し、該高分子体を粉砕してから該粒子状物質を前記生体吸収性高分子を溶解しない液で溶解して取り除いた後、篩にかけて１００〜３０００μｍの粒径の生体吸収性顆粒状多孔質物質を作製し、該生体吸収性顆粒状多孔質物質を型に入れ加圧・加熱することにより孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占める不定形な連続孔を有し、その弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａで、水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％であるブロック状細胞工学用支持体を製造することを特徴とする。

このブロック状細胞工学用支持体の製造方法においても、生体吸収性高分子材料としては、ポリグリコール酸，ポリ乳酸，乳酸−グリコール酸共重合体，ポリ−ε−カプロラクトン，乳酸−ε−カプロラクトン共重合体，ポリアミノ酸，ポリオルソエステル及びそれらの共重合体中から選択される少なくとも一種を使用することが、また有機溶媒としては、クロロホルム，ジクロロメタン，四塩化炭素，アセトン，ジオキサン，テトラハイドロフランから選ばれる少なくとも一種を使用することが好ましく、生体吸収性顆粒状多孔質物質を型に入れ加圧・加熱する条件としては生体吸収性顆粒状多孔質物質を５００〜３０００ｇ／ｃｍ²で加圧した状態の体積を保って６０〜２００℃で加熱すればよいことも究明したのである。

本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造方法で製造されるブロック状細胞工学用支持体は、多孔質構造を持つ生体吸収性高分子材料から成る生体組織を再生するために播種された細胞が生体組織を再建するまでの足場となる細胞工学用支持体であって、従来のスポンジ状の細胞工学用支持体と比較して形状安定性に優れ且つ水分を吸収してもその体積変化が少ない優れたブロック状細胞工学用支持体である。

本発明で用いる生分解性高分子は、生体に安全であり、一定期間体内でその形態を維持でき、後述する粒子状物質を溶解する溶液に溶解性が無ければ特に限定することなく用いることができる。例えば、従来から用いられているポリグリコール酸，ポリ乳酸，乳酸−グリコール酸共重合体，ポリ−ε−カプロラクトン，乳酸−ε−カプロラクトン共重合体，ポリアミノ酸，ポリオルソエステル及びそれらの共重合体中から選択される少なくとも一種を例示することができ、中でもポリグリコール酸，ポリ乳酸，乳酸−グリコール酸共重合体が米国食品医薬庁（ＦＤＡ）から人体に無害な高分子として承認されていること及びその実績の面から最も好ましい。生分解性高分子の重量平均分子量は５,０００〜２,０００,０００であることが好ましく、より好ましくは１０,０００〜５００,０００である。

本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造方法では、その製造過程で前記生分解性高分子を有機溶媒中に溶解する。この有機溶媒は使用する生分解性高分子材料によって適宜選択して使用することになるが、一般的にはクロロホルム，ジクロロメタン，四塩化炭素，アセトン，ジオキサン，テトラハイドロフランから選ばれる少なくとも一種が好ましく使用できる。溶解過程では、熱処理や超音波処理を併用してもよく、生分解性高分子の濃度は有機溶媒中に均一に分散できれば特に限定されないが、有機溶媒中に１〜２０重量％が好ましい。

本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造方法では、その製造過程で前記生分解性高分子を溶解した有機溶媒には溶解せず且つ生分解性高分子を溶解しない液で溶解する粒子径が１００〜２０００μｍの粒子状物質を生分解性高分子を溶解した有機溶媒に略均一に混合する。この粒子状物質は生分解性高分子材料が有機溶媒に溶解された溶液に略均一に混合され凍結した後に乾燥して有機溶媒を取り除くことによって作製した粒子状物質を含有した孔径５〜５０μｍの小孔構造を有する高分子体を粉砕して一旦顆粒状とするまでは高分子体中に固体で存在し、粉砕した後に生分解性高分子を溶解しない液で速やかに溶解除去されることが可能である物質である。この粒子状物質が生分解性高分子体中に固体（粒子状）で存在するために生分解性高分子体が硬質になるので粉砕が容易となり任意の粒子径の顆粒とすることが可能となる。

粒子状物質を生分解性高分子を溶解した有機溶媒に略均一に混合する方法としては、生分解性高分子を溶解した有機溶媒に粒子状物質を投入して必要により攪拌，混合した後に型内に注入する方法や、粒子状物質が入った型内に生分解性高分子を溶解した有機溶媒を注入する方法や、生分解性高分子を溶解した有機溶媒が入った型内に粒子状物質を混入する方法がある。

本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造方法では、生分解性高分子を溶解した有機溶媒に略均一に混合する粒子状物質の粒径は１００〜２０００μｍであることが必要で、結晶性の物質であれば結晶粒でもよい。粒子状物質の粒径が１００μｍ未満では、粒子状物質を含有した高分子体を粉砕して顆粒状とした後に生分解性高分子を溶解しない液で粒子状物質を溶解除去した顆粒中の空隙が小さいため作製したブロック状細胞工学用支持体の密度が高くなり過ぎてしまい必要な数の細胞をブロック状細胞工学用支持体中に培養できず、２０００μｍを超えると粒子状物質を含有した高分子体を粉砕して顆粒状とした後に生分解性高分子を溶解しない液で粒子状物質を溶解除去した顆粒中の空隙が大きいため加圧・加熱によりこの大きな空隙がつぶされて結果的に作製したブロック状細胞工学用支持体の密度が高くなり過ぎてしまい必要な数の細胞をブロック状細胞工学用支持体中に培養できない。好ましくは２００〜１０００μｍである。

そしてこの粒子状物質の生分解性高分子が溶解された有機溶媒への配合量は、１.０〜１.５ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、１.０ｇ／ｃｍ³未満では中間生成物の生分解性高分子体を硬質にする効果が得難く、１.５ｇ／ｃｍ³を超えると高分子体中の高分子の割合が低下して収率が低下する虞がある。より好ましくは１.０〜１.２５ｇ／ｃｍ³である。

本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造方法では、この高分子体を粉砕してから粒子状物質を前記生分解性高分子を溶解しない液で溶解して取り除いた後、篩にかけて任意の粒径を持つ生体吸収性顆粒状多孔質物質を得ることができるので、１００〜３０００μｍの粒径の生体吸収性顆粒状多孔質物質を作製する。この生体吸収性顆粒状多孔質物質の粒径が１００〜３０００μｍでなければならないのは、１００μｍ未満では不定形な連続孔が断面積中の２０％以上を占めるようにできないので好ましくなく、また３０００μｍを超えると不定形な連続孔の数が少なくなりすぎて断面積中の８０％以下になるようにできないので好ましくない。このとき粒子状物質の除去方法はその物質によって異なるが前述したように塩化ナトリウム，塩化カリウム，塩化カルシウム，塩化アンモニウム，クエン酸三ナトリウム等の水溶性の有機及び/又は無機塩を使用していれば水で容易に安全に除去できる。

本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造方法では、前記方法で製造した生体吸収性顆粒状多孔質物質を所望の型内に入れ、加圧・加熱することによって孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占める不定形な連続孔を有し、その弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａで、水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％である所定形状のブロック状細胞工学用支持体とする。このブロック状細胞工学用支持体が孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有さなければならないのは、孔径が５μｍ未満では隔壁を通して体液等の移動が円滑に行われないので好ましくなく、５０μｍを超えると隔壁の強度が低下してしまうため所望の弾性係数を得ることができない虞があるからであり、また不定形な連続孔が立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占めなければならないのは、２０％未満では不定形な連続孔の量が少なすぎてブロック状細胞工学用支持体内の細胞の数が減ってしまい効率の悪い支持体となってしまうので好ましくなく、８０％を超えると不定形な連続孔が大きくなって細胞が支持体内に留まらず足場としての機能を低下させることになって好ましくないからである。そして、弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａでなければならないのは、０.１ＭＰａ未満ではピンセット等で把持して患者の患部に移送する際に変形してしまったり生体内で変形してしまうことがあるので好ましくなく、また２.５ＭＰａを超えると患者の欠損形状に合せて変形させるような操作が困難になるため好ましくないからである。また、水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％でなければならないのは、細胞培養時の培養液や患者の患部に設置した際に体液，血液等により大きく膨張したり収縮したりすることが無いためである。このような性質は、従来のように単にスポンジ状等のブロック体を加圧・加熱しただけでは得られない特異な性質である。

加圧の条件は生体吸収性顆粒状多孔質物質の材質，形状や大きさによって異なるが、５００〜３０００ｇ／ｃｍ²であることが好ましい。５００ｇ／ｃｍ²未満ではブロック状細胞工学用支持体の形状安定性が不足してしまう虞があり、３０００ｇ／ｃｍ²を超えると細胞が十分に増殖可能な孔が残り難い。より好ましくは１０００〜２０００ｇ／ｃｍ²である。またこの加圧条件から外れると、水分に触れたときの体積変化が大きくなってしまう。

加熱の条件も生体吸収性顆粒状多孔質物質の材質，形状や大きさによって異なるが、前記の加圧を行った状態で体積を保って加熱するのであれば６０〜２００℃の範囲であればよい。６０℃未満では顆粒状の生分解性多孔質高分子同士の結合が弱くなり、ブロック状を形成し難かったりブロック状細胞工学用支持体の弾性係数が著しく小さくなって形状安定性に劣るものとなる。一方、２００℃を超えると顆粒状の生分解性多孔質高分子が変性してしまう虞がある。

＜実施例１＞
ジオキサン中に乳酸−グリコール酸共重合体（乳酸：グリコール酸＝７５：２５，重量平均分子量約２５０,０００）を１２重量％の濃度となるように入れ、攪拌機で攪拌し溶解した。かくして乳酸−グリコール酸共重合体が溶解されたジオキサン溶液に塩化ナトリウム粉末（粒子径３００〜７００μｍ）を濃度が約１.１８ｇ／ｃｍ³となるように略均一に混合し、型内に入れた。その後、フリーザー（商品名：MDf-0281AT，三洋電機社製）にて−３０℃の条件で凍結させ、次いで真空乾燥機（商品名：DP43，ヤマト科学社製）にて減圧下で４８時間乾燥させることによってジオキサンを取り除いて塩化ナトリウム粉末を略均一に含有した高分子体を得た。この高分子体を小片に切断し、遊星回転用のポットミルで５０分間粉砕した。粉砕した高分子体をフラスコに入れ蒸留水を加え攪拌させて塩化ナトリウムを取り除いた後、シャーレに移して真空乾燥機で４８時間乾燥させ、篩にかけて粒子径３００〜７００μｍ，平均孔径約５μｍの図１に示す電子顕微鏡写真のような生体吸収性顆粒状多孔質物質を得た。この生体吸収性顆粒状多孔質物質を内径９ｍｍ×高さ１０ｍｍのガラス容器内に高さが約８ｍｍとなるように入れ、直径９ｍｍのガラス棒で１５００ｇ／ｃｍ²で加圧した状態の体積を保って８０℃で３０分間加熱して図２に示す電子顕微鏡写真のような隔壁に５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の略６０％を占める不定形な連続孔を有する構造の直径９ｍｍ×高さ約４ｍｍの円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体を得た。

＜実施例２＞
ジクロロメタン中にポリグリコール酸（重量平均分子量約２００,０００）を９重量％の濃度となるように入れ、攪拌機で攪拌し溶解した。かくしてポリグリコール酸が溶解されたジクロロメタン溶液を塩化ナトリウム粉末（粒子径３００〜７００μｍ）の入った型内に塩化ナトリウムの濃度が約１.１８ｇ／ｃｍ³となるように注入した。その後、フリーザー（商品名：MDf-0281AT，三洋電機社製）にて−３０℃の条件で凍結させ、次いで真空乾燥機（商品名：DP43，ヤマト科学社製）にて減圧下で４８時間乾燥させることによってジクロロメタンを取り除いて塩化ナトリウム粉末を略均一に含有した高分子体を得た。この高分子体を小片に切断し、遊星回転用のポットミルで２０分間粉砕した。粉砕した高分子体をフラスコに入れ蒸留水を加え攪拌させて塩化ナトリウムを取り除いた後、シャーレに移して真空乾燥機で４８時間乾燥させ、篩にかけて粒子径７００〜１４００μｍ，平均孔径約５μｍの生体吸収性顆粒状多孔質物質を得た。この生体吸収性顆粒状多孔質物質を内径９ｍｍ×高さ１０ｍｍのガラス容器内に高さが約７ｍｍとなるように入れ、直径９ｍｍのガラス棒で１５００ｇ／ｃｍ²で加圧した状態の体積を保って１６０℃で３０分間加熱して隔壁に５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の略６０％を占める不定形な連続孔を有する構造の直径９ｍｍ×高さ約４ｍｍの円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体を得た。

＜実施例３＞
ジオキサン中に乳酸−グリコール酸共重合体（乳酸：グリコール酸＝７５：２５，重量平均分子量約２５０,０００）を１２重量％の濃度となるように入れ、攪拌機で攪拌し溶解した。かくして乳酸−グリコール酸共重合体が溶解されたジオキサン溶液を塩化カリウム粉末（粒子径４００μｍ）の入った型内に塩化カリウムの濃度が約１.０８ｇ／ｃｍ³となるように注入した。その後、フリーザー（商品名：MDf-0281AT，三洋電機社製）にて−３０℃の条件で凍結させ、次いで真空乾燥機（商品名：DP43，ヤマト科学社製）にて減圧下で４８時間乾燥させることによってジオキサンを取り除いて塩化カリウム粉末を略均一に含有した高分子体を得た。この高分子体を小片に切断し、遊星回転用のポットミルで５０分間粉砕した。粉砕した高分子体をフラスコに入れ蒸留水を加え攪拌させて塩化カリウムを取り除いた後、シャーレに移して真空乾燥機で４８時間乾燥させ、篩にかけて粒子径３００〜７００μｍ，平均孔径約５μｍの生体吸収性顆粒状多孔質物質を得た。この生体吸収性顆粒状多孔質物質を内径９ｍｍ×高さ１０ｍｍのガラス容器内に高さが約８ｍｍとなるように入れ、直径９ｍｍのガラス棒で１５００ｇ／ｃｍ²で加圧した状態の体積を保って８０℃で３０分間加熱して隔壁に５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の略６０％を占める不定形な連続孔を有する構造の直径９ｍｍ×高さ約４ｍｍの円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体を得た。

＜実施例４＞
ジクロロメタン中にポリ−（Ｌ）−乳酸（重量平均分子量約２５０,０００）を６重量％の濃度となるように入れ、攪拌機で攪拌し溶解した。かくしてポリ−（Ｌ）−乳酸が溶解されたジクロロメタン溶液にクエン酸三ナトリウム粉末（粒子径２００〜５００μｍ）を濃度が約１.０２ｇ／ｃｍ³となるように略均一に混合し、型内に入れた。その後、フリーザー（商品名：MDf-0281AT，三洋電機社製）にて−３０℃の条件で凍結させ、次いで真空乾燥機（商品名：DP43，ヤマト科学社製）にて減圧下で４８時間乾燥させることによってジクロロメタンを取り除いてクエン酸三ナトリウム粉末を略均一に含有した高分子体を得た。この高分子体を小片に切断し、遊星回転用のポットミルで２０分間粉砕した。粉砕した高分子体をフラスコに入れ蒸留水を加え攪拌させてクエン酸三ナトリウムを取り除いた後、シャーレに移して真空乾燥機で４８時間乾燥させ、篩にかけて粒子径７００〜１４００μ，平均孔径約５μｍの図３に示す電子顕微鏡写真のような生体吸収性顆粒状多孔質物質を得た。この生体吸収性顆粒状多孔質物質を内径９ｍｍ×高さ１０ｍｍのガラス容器内に高さが約７ｍｍとなるように入れ、直径９ｍｍのガラス棒で１５００ｇ／ｃｍ²で加圧した状態の体積を保って１８０℃で３０分間加熱して図４に示す電子顕微鏡写真のような隔壁に５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の略６０％を占める不定形な連続孔を有する構造の直径９ｍｍ×高さ約４ｍｍの円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体を得た。

＜比較例１＞
ジオキサン中に乳酸−グリコール酸共重合体（乳酸：グリコール酸＝７５：２５，重量平均分子量約２５０,０００）を１２重量％の濃度となるように入れ、攪拌機で攪拌し溶解した。かくして乳酸−グリコール酸共重合体が溶解されたジオキサン溶液に塩化ナトリウム粉末（粒子径３００〜７００μｍ）を濃度が約１.１８ｇ／ｃｍ³となるように略均一に混合し、内径９ｍｍ×高さ１０ｍｍのガラス容器内に高さが約５ｍｍとなるように入れた。その後、フリーザー（商品名：MDf-0281AT，三洋電機社製）にて−３０℃の条件で凍結させ、次いで真空乾燥機（商品名：DP43，ヤマト科学社製）にて減圧下で４８時間乾燥させることによってジオキサンを取り除いて塩化ナトリウム粉末を略均一に含有した高分子体を得た。この高分子体に蒸留水を加え塩化ナトリウムを取り除いた後、真空乾燥機で４８時間乾燥させ平均孔径３００〜７００μｍであって壁面に平均孔径約５μｍの小孔構造を有するスポンジ状の直径９ｍｍ×高さ約４ｍｍの円柱形状をした生体吸収性多孔質物質を得た。

＜比較例２＞
ジオキサン中に乳酸−グリコール酸共重合体（乳酸：グリコール酸＝７５：２５，重量平均分子量約２５０,０００）を１２重量％の濃度となるように入れ、攪拌機で攪拌し溶解した。かくして乳酸−グリコール酸共重合体が溶解されたジオキサン溶液に塩化ナトリウム粉末（粒子径３００〜７００μｍ）を濃度が約１.１８ｇ／ｃｍ³となるように略均一に混合し、内径９ｍｍ×高さ３０ｍｍのガラス容器内に高さが約２５ｍｍとなるように入れた。その後、フリーザー（商品名：MDf-0281AT，三洋電機社製）にて−３０℃の条件で凍結させ、次いで真空乾燥機（商品名：DP43，ヤマト科学社製）にて減圧下で４８時間乾燥させることによってジオキサンを取り除いて塩化ナトリウム粉末を略均一に含有した高分子体を得た。この高分子体に蒸留水を加え塩化ナトリウムを取り除いた後、真空乾燥機で４８時間乾燥させ平均孔径３００〜７００μｍであって壁面に平均孔径約５μｍの小孔構造を有するスポンジ状の直径９ｍｍ×高さ２０ｍｍの円柱形状をした生体吸収性多孔質物質を得た。この生体吸収性多孔質物質を前記ガラス容器に入れたまま直径９ｍｍのガラス棒で１００ｇ／ｃｍ²で加圧した状態の体積を保って８０℃で３０分間加熱して隔壁に５μｍの小孔構造を有する直径９ｍｍ×高さ約４ｍｍの円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体を得た。

各実施例及び比較例の円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体を用いて以下の試験を行った。

＜弾性係数＞
前記各実施例及び比較例の円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体をガラス容器から取り出し、円柱の軸方向に圧縮荷重を付加してその荷重とひずみとから弾性係数を求めた。結果を纏めて表１に示す。

＜水漬浸による体積変化率＞
前記各実施例及び比較例の円柱形状をしたブロック状細胞工学用支持体を内径１０ｍｍ×高さ２０ｍｍのガラス容器内に置き、ブロック状細胞工学用支持体が充分に浸漬される量の水を加えた。水を加える前と２４時間後のブロック状細胞工学用支持体の体積の変化から水漬浸による体積変化率を求めた。結果を纏めて表１に示す。

実施例から明らかなように、本発明に係るブロック状細胞工学用支持体は孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占める不定形な連続孔を有し、その弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａであるので形状安定性に優れ且つ水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％であるので培養液や体液などの水分で膨張してしまうことがないのに対し、比較例１の細胞工学用支持体は本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造過程で製造した高分子体を粉砕せずに粒子状物質を生体吸収性高分子を溶解しない液で溶解して取り除いたものであるので隔壁が一体構造を形成したままのスポンジ構造であるためその弾性形数が非常に小さくて形状安定性が悪く且つ培養液や体液などの水分で収縮してしまい、また比較例２の細胞工学用支持体は本発明に係るブロック状細胞工学用支持体の製造過程で製造した高分子体を粉砕せずに粒子状物質を生体吸収性高分子を溶解しない液で溶解して取り除いた比較例１と同様のものを加圧・加熱したものであるが、隔壁が一体構造を形成したままでその弾性形数が非常に小さいスポンジ構造のものであるため僅かな加圧で大きく変形してしまいそのため密度が大きくなってその弾性係数は所望の範囲になったが加圧・加熱により蓄積された隔壁の応力が培養液や体液などの水分で湿潤されると開放されて膨張してしまってブロック状細胞工学用支持体としては使用不可能であることが分かった。

実施例１におけるブロック状細胞工学用支持体を製造するのに使用した生体吸収性顆粒状多孔質物質の電子顕微鏡写真である。実施例１において製造したブロック状細胞工学用支持体の電子顕微鏡写真である。実施例４におけるブロック状細胞工学用支持体を製造するのに使用した生体吸収性顆粒状多孔質物質の電子顕微鏡写真である。実施例４において製造したブロック状細胞工学用支持体の電子顕微鏡写真である。

Claims

生体吸収性高分子材料から成り、孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占める不定形な連続孔を有し、その弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａで、水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％であることを特徴とするブロック状細胞工学用支持体。
生体吸収性高分子材料が、ポリグリコール酸，ポリ乳酸，乳酸−グリコール酸共重合体，ポリ−ε−カプロラクトン，乳酸−ε−カプロラクトン共重合体，ポリアミノ酸，ポリオルソエステル及びそれらの共重合体中から選択される少なくとも一種である請求項１に記載のブロック状細胞工学用支持体。
生体吸収性高分子が有機溶媒に溶解された溶液に該有機溶媒には溶解せず且つ該生体吸収性高分子を溶解しない液で溶解する粒径が１００〜２０００μｍの粒子状物質を略均一に混合し凍結した後に乾燥して該有機溶媒を取り除くことによって粒子状物質を含有した孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する高分子体を作製し、該高分子体を粉砕してから該粒子状物質を前記生体吸収性高分子を溶解しない液で溶解して取り除いた後、篩にかけて１００〜３０００μｍの粒径の生体吸収性顆粒状多孔質物質を作製し、該生体吸収性顆粒状多孔質物質を型に入れ加圧・加熱することにより孔径が５〜５０μｍの小孔構造を有する立体的な網目構造中に断面積中の２０〜８０％を占める不定形な連続孔を有し、その弾性係数が０.１〜２.５ＭＰａで、水中に２４時間浸漬した際の体積変化率が９５〜１０５％であるブロック状細胞工学用支持体を製造することを特徴とするブロック状細胞工学用支持体の製造方法。
生体吸収性高分子材料として、ポリグリコール酸，ポリ乳酸，乳酸−グリコール酸共重合体，ポリ−ε−カプロラクトン，乳酸−ε−カプロラクトン共重合体，ポリアミノ酸，ポリオルソエステル及びそれらの共重合体中から選択される少なくとも一種を使用する請求項３に記載のブロック状細胞工学用支持体の製造方法。
有機溶媒として、クロロホルム，ジクロロメタン，四塩化炭素，アセトン，ジオキサン，テトラハイドロフランから選ばれる少なくとも一種を使用する請求項３又は４に記載のブロック状細胞工学用支持体の製造方法。
生体吸収性顆粒状多孔質物質を５００〜３０００ｇ／ｃｍ²で加圧した状態の体積を保って６０〜２００℃で加熱することによりブロック状細胞工学用支持体を製造する請求項３から５までのいずれか１項に記載のブロック状細胞工学用支持体の製造方法。