JP2007054374A - Manufacturing method for bone supplementation body - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、骨補填体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a bone filling material.
近年、腫瘍摘出や外傷等により生じた骨欠損部に、骨補填材を補填することにより、生体組織を再生させて骨欠損部を修復することが可能になってきている。骨組織の再生には、細胞、成長因子、足場(担体)となる骨補填材が必要不可欠である。骨補填材としては、ハイドロキシアパタイト(HAP)やリン酸三カルシウム(TCP)が知られているが、体内に異物を残さないとする考え方から、例えば、β−TCPのようなリン酸カルシウム多孔体からなる足場材が使用される。β−TCPを骨欠損部に補填すると、破骨細胞がβ−TCPを吸収し、骨芽細胞が新しい骨を形成する、いわゆるリモデリングが行われる。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に自家骨に置換されていくことになる。 In recent years, it has become possible to regenerate a living tissue and repair a bone defect by repairing a bone defect caused by excision of a tumor, trauma, or the like with a bone filling material. For bone tissue regeneration, bone prosthetic materials that become cells, growth factors, and scaffolds (carriers) are indispensable. Hydroxyapatite (HAP) and tricalcium phosphate (TCP) are known as bone prosthetic materials, but from the idea that no foreign matter remains in the body, for example, it is made of a calcium phosphate porous material such as β-TCP. Scaffolding material is used. When β-TCP is compensated for in a bone defect portion, so-called remodeling is performed in which osteoclasts absorb β-TCP and osteoblasts form new bone. That is, the bone prosthetic material supplemented in the bone defect portion is replaced with autologous bone over time.
一方、術後の骨欠損部の修復速度を高めるために、患者から採取した骨髄間葉系幹細胞を骨補填材とともにin vitroで培養することにより製造される培養骨を使用することが提案されている。培養されることにより骨補填材を足場にして増殖した多くの骨髄間葉系幹細胞を含む培養骨を骨欠損部に補填するので、骨補填材のみを補填する方法と比較すると、自家骨に置換されるまでの日数を大幅に短縮することができる(例えば、非特許文献1参照。)。
しかしながら、培養骨は培養に要する時間が長いので、コストが比較的高く付く。また、腸骨等からの骨髄液の採取は侵襲が比較的高く、患者に負担がかかる。その上、骨髄液の採取手術から培養骨の移植手術までの長期間にわたり患者を待たせておかなければならず、緊急を要する患者には適用できないという不都合もある。また、培養時の継代作業等による細胞のロスも多く、分化の時期に個人差があるために、システマティックな培養骨の製造が困難であるという問題もある。 However, the cost of cultured bone is relatively high because of the long time required for culture. In addition, the collection of bone marrow fluid from the iliac and the like is relatively invasive and places a burden on the patient. In addition, the patient has to wait for a long period from the operation of collecting bone marrow fluid to the operation of transplanting cultured bone, and there is a disadvantage that it cannot be applied to an emergency patient. In addition, there is also a problem that it is difficult to produce systematic cultured bone because there are many cell losses due to subculture work during culture and there are individual differences in the stage of differentiation.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、患者の体内に移植されることにより患部を迅速に修復する骨補填体を簡易かつ迅速に製造でき、患者にかかる負担を軽減することができる骨補填体の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can easily and quickly manufacture a bone filling body that quickly repairs an affected part by being transplanted into a patient's body, thereby reducing the burden on the patient. An object of the present invention is to provide a method for producing a bone filling material that can be used.
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、末梢血を採取し、採取した末梢血からマクロファージを収集し、収集したマクロファージを骨補填材に播種する骨補填体の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention provides a method for producing a bone filling material by collecting peripheral blood, collecting macrophages from the collected peripheral blood, and seeding the collected macrophages on a bone filling material.
本発明によれば、末梢血から収集したマクロファージを用いて骨補填体を製造するので、細胞ソースを末梢血の採取により低侵襲で行うことができ、患者の負担を大幅に軽減することができる。末梢血は大量に採取でき、末梢血内にはマクロファージが多く存在するので、培養を行うことなく多くのマクロファージを得ることができる。 According to the present invention, since a bone filling material is produced using macrophages collected from peripheral blood, a cell source can be performed in a minimally invasive manner by collecting peripheral blood, and the burden on the patient can be greatly reduced. . Peripheral blood can be collected in large quantities, and since there are many macrophages in the peripheral blood, many macrophages can be obtained without culturing.
マクロファージは、骨芽細胞および破骨細胞に分化できるので、骨補填材に播種して構成された骨補填体を骨欠損部に補填することにより、マクロファージから分化した破骨細胞が骨補填材を吸収し、骨芽細胞が骨基質を形成して骨組織が修復されていくことになる。したがって、本発明に係る骨補填体の製造方法によれば、低侵襲で迅速に骨補填体を製造でき、患者にかかる負担を大幅に低減することができる。 Since macrophages can differentiate into osteoblasts and osteoclasts, osteoclasts differentiated from macrophages can be used as bone substitutes by filling the bone defect with bone substitutes that have been seeded on bone substitutes. It is absorbed, and osteoblasts form a bone matrix and bone tissue is repaired. Therefore, according to the method for manufacturing a bone substitute according to the present invention, the bone substitute can be quickly manufactured with minimal invasiveness, and the burden on the patient can be greatly reduced.
上記発明においては、収集したマクロファージを活性化させることが好ましい。
このようにすることで、マクロファージをより早期に骨芽細胞および破骨細胞に分化させることができ、骨欠損部のより迅速な修復を図ることができる。
In the above invention, it is preferable to activate the collected macrophages.
In this way, macrophages can be differentiated into osteoblasts and osteoclasts at an earlier stage, and more rapid repair of bone defects can be achieved.
また、上記発明においては、マクロファージの活性化が、サイトカインの添加により行われることとしてもよい。また、マクロファージの活性化が、タンパクとペプチドの導入により行われることとしてもよい。 Moreover, in the said invention, activation of a macrophage is good also as being performed by addition of a cytokine. Alternatively, macrophage activation may be performed by introducing proteins and peptides.
本発明に係る骨補填体の製造方法によれば、患者の体内に移植されることにより患部を迅速に修復する骨補填体を簡易かつ迅速に製造でき、患者にかかる負担を軽減することができるという効果を奏する。 According to the method for manufacturing a bone filling device according to the present invention, a bone filling material for quickly repairing an affected part by being transplanted into the body of a patient can be easily and quickly manufactured, and the burden on the patient can be reduced. There is an effect.
本発明の一実施形態に係る骨補填体の製造方法ついて、図1を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る骨補填体の製造方法は、図1に示されるように、患者の末梢血を採取するステップS1と、採取した末梢血からマクロファージを収集するステップS2と、収集したマクロファージを活性化するステップS3と、活性化されたマクロファージを骨補填材に播種するステップS4とを備えている。
A method for manufacturing a bone prosthesis according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a bone substitute according to the present embodiment includes step S1 for collecting peripheral blood of a patient, step S2 for collecting macrophages from the collected peripheral blood, and activating the collected macrophages. And step S4 for seeding the activated macrophages on the bone grafting material.
末梢血からマクロファージを収集するステップS2は、例えば、マクロファージの接着性を利用し、遠沈管に収容した末梢血を遠心分離することにより、遠沈管の内壁に付着するマクロファージを収集する。遠沈管内壁からのマクロファージの収集は、例えば、トリプシンを添加することにより行うことができる。遠沈管の内壁に温度応答性処理を施しておくことにより、温度変化でマクロファージを剥離させ、収集することにしてもよい。これにより、末梢血内のマクロファージを容易に収集することができる。
末梢血の細胞ソースとしては、単核細胞の他、ヒト単球由来樹状細胞、T細胞、リンパ細胞、骨形成細胞、末梢血中のPPP成分等が挙げられる。
In step S2 of collecting macrophages from peripheral blood, for example, the macrophages adhering to the inner wall of the centrifuge tube are collected by centrifuging the peripheral blood contained in the centrifuge tube using the adhesion of the macrophages. Collection of macrophages from the inner wall of the centrifuge tube can be performed, for example, by adding trypsin. By performing a temperature-responsive treatment on the inner wall of the centrifuge tube, the macrophages may be detached by the temperature change and collected. Thereby, macrophages in peripheral blood can be easily collected.
Peripheral blood cell sources include mononuclear cells, human monocyte-derived dendritic cells, T cells, lymphocytes, osteogenic cells, and PPP components in peripheral blood.
マクロファージを活性化するステップS3は、例えば、bFGF、BMP−2、TGF−b、PDGF、EGF、IGF、IL−1、IL−11、IL−17、M−CSF、RANKL、EFMF、VFGF、HGFまたはIHGのようなサイトカインを添加することにより行うことができる。
また、これに代えて、タンパクとペプチドの導入、抗原ペプチドの投与、リン酸カルシウムの投与、ペプチドとサイトカインの投与、CD40刺激等遺伝子の投与、リポソーム投与、多糖体修飾等によりマクロファージを活性化することにしてもよい。
また、モノサイト活性化因子(Monocyte Activating Factor)、単核細胞の白血球活性化因子、ケモキネシン、ケモタキシンマ等の親和作用を有する物質を添加してもよい。
The step S3 for activating macrophages is, for example, bFGF, BMP-2, TGF-b, PDGF, EGF, IGF, IL-1, IL-11, IL-17, M-CSF, RANKL, EFMF, VFGF, HGF. Alternatively, it can be performed by adding a cytokine such as IHG.
Alternatively, macrophages are activated by introduction of proteins and peptides, administration of antigenic peptides, administration of calcium phosphate, administration of peptides and cytokines, administration of genes such as CD40 stimulation, liposome administration, polysaccharide modification, etc. May be.
In addition, substances having an affinity such as monocyte activating factor, leukocyte activating factor of mononuclear cells, chemokinesin, and chemotaxin may be added.
骨補填材としては、ブロック状あるいは顆粒状の固体または液体の8リン酸カルシウム、βリン酸三カルシウム多孔体、ハイドロキシアパタイト、ポリ乳酸、ポリグリコール酸等、補填すべき患部の形態に合わせて任意に採用することができる。 As bone replacement material, block or granule solid or liquid 8-phosphate calcium, β-tricalcium phosphate porous body, hydroxyapatite, polylactic acid, polyglycolic acid, etc. are arbitrarily adopted according to the form of the affected area to be supplemented can do.
本実施形態に係る製造方法により製造される骨補填体は、播種されたマクロファージが活性化されているので、骨芽細胞および破骨細胞に分化し易くされており、骨欠損部等に補填されることにより、分化した破骨細胞が骨補填材を吸収し、骨芽細胞が骨基質を形成して骨欠損部を迅速に修復することができる。 Since the seeded macrophages are activated in the bone substitute produced by the production method according to the present embodiment, the bone substitute is easily differentiated into osteoblasts and osteoclasts, and is compensated for in a bone defect portion or the like. As a result, the differentiated osteoclasts absorb the bone filling material, and the osteoblasts can form a bone matrix to quickly repair the bone defect.
このように本実施形態に係る骨補填体の製造方法によれば、腸骨等に穿孔して骨髄液を採取する場合と比較して、末梢血の採取は、血管にシリンジの針を刺すだけで細胞ソースを採取できるので、極めて低侵襲であり、手術の必要がなく、患者にかかる負担を大幅に低減できるという利点がある。 As described above, according to the method for manufacturing a bone filling material according to the present embodiment, in comparison with the case where bone marrow fluid is collected by perforating the iliac bone or the like, peripheral blood is collected only by inserting a needle of a syringe into a blood vessel. Therefore, there is an advantage that the burden on the patient can be greatly reduced because the cell source can be collected by the method, and is extremely minimally invasive, does not require surgery.
また、量に限りのある骨髄液と異なり、体内に多量に存在する末梢血からマクロファージを収集するので、骨髄液中の間葉系幹細胞と異なり、培養工程を経ることなく、比較的多量のマクロファージを得ることができる。したがって、培養工程が不要となり、培養に要する装置や薬品、時間を節約でき、低コストで骨補填体を製造することができるという利点がある。さらに、培養工程が不要となるので、早期に治療が必要な患者に対しても移植手術を行うことができるという利点がある。 Unlike bone marrow fluid, which is limited in volume, macrophages are collected from peripheral blood that is present in large amounts in the body. Therefore, unlike mesenchymal stem cells in bone marrow fluid, a relatively large amount of macrophages can be obtained without going through a culture process. be able to. Therefore, there is an advantage that a culture process is not required, and equipment, chemicals, and time required for culture can be saved, and a bone substitute can be manufactured at low cost. Furthermore, since the culturing step is not required, there is an advantage that transplantation surgery can be performed even for patients who need treatment early.
なお、本実施形態においては、サイトカイン投与等により活性化したマクロファージを骨補填材に播種することとしたが、これに代えて、収集したマクロファージをそのまま骨補填材に播種することで骨補填体を製造することにしてもよい。このようにして製造される骨補填体中のマクロファージは、活性化される場合と比較すると、骨芽細胞や破骨細胞への分化能力が劣るが、移植先の骨欠損部に近接する骨組織からサイトカインを得ることにより、次第に骨芽細胞や破骨細胞に分化し、骨欠損部を修復することができる。 In this embodiment, macrophages activated by cytokine administration or the like are seeded on the bone grafting material, but instead of this, the collected macrophages are seeded on the bone grafting material as it is to obtain the bone grafting material. You may decide to manufacture. The macrophages in the bone graft produced in this way are inferior in their ability to differentiate into osteoblasts and osteoclasts compared to the activated case, but the bone tissue adjacent to the bone defect site of the transplant destination By obtaining a cytokine from the above, it is possible to gradually differentiate into osteoblasts and osteoclasts and repair the bone defect.
S1 末梢血採取ステップ
S2 マクロファージ収集ステップ
S3 マクロファージ活性化ステップ
S4 マクロファージ播種ステップ
S1 peripheral blood collection step S2 macrophage collection step S3 macrophage activation step S4 macrophage seeding step
Claims (4)
採取した末梢血からマクロファージを収集し、
収集したマクロファージを骨補填材に播種する骨補填体の製造方法。 Collecting peripheral blood,
Collecting macrophages from the collected peripheral blood,
A method for producing a bone filling material, wherein the collected macrophages are seeded on a bone filling material.
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WO2012105223A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | オリンパス株式会社 | Immunity activation drug |
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WO2012105223A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | オリンパス株式会社 | Immunity activation drug |
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