JP2014183896A - 半月板再生基材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材であって、架橋コラーゲンスポンジと膝蓋下脂肪体とからなり、前記架橋コラーゲンスポンジは、厚みが1〜30mm、平均孔径が1〜1000μmである半月板再生基材。
【選択図】 なし
Description
以下に本発明を詳述する。
架橋コラーゲンスポンジと膝蓋下脂肪体とを併せて用いることで、半月板の再生を促進することができる。これは、膝蓋下脂肪体に多く含まれる間葉系幹細胞が、架橋コラーゲンスポンジを足場として半月板を再生することができるためと考えられる。また、膝蓋下脂肪体は、関節液の産生を行う機能を有するため、半月板の欠損部分に充填することで、外傷から関節を保護しながら半月板の再生を促進することができる。架橋コラーゲンスポンジのみを移植した場合であっても、膝蓋下脂肪体のみを移植した場合であっても、恒久的に充分な半月板を再生することができない。半月板の欠損部分とは、半月板の損傷又は変形により半月板の一部又は全部を切除した場合を含む。
架橋コラーゲンスポンジの厚みが1mmより薄くても、30mmより厚くても、半月板の切除部分又は欠損部分を充分に埋めることができないことがある。架橋コラーゲンスポンジの厚みの好ましい下限は2mm、好ましい上限は10mmである。架橋コラーゲンスポンジの厚みは、例えば、ノギスにより架橋コラーゲンスポンジと膝蓋下脂肪体との接合面から、接合面と反対面までの距離を、5箇所で測定しその平均値を算出することにより得られる。
上記架橋コラーゲンスポンジは、スポンジ状であり、微細な多数の小孔を有する。上記架橋コラーゲンスポンジの平均孔径が1μm未満であると、線維芽細胞が浸入しにくく治癒が遅れることがあり、1000μmを超えると、半月板再生基材の強度が不足したり、かえって治癒に時間がかかったりすることがある。架橋コラーゲンスポンジの好ましい平均孔径の下限は10μm、好ましい上限は300μmである。架橋コラーゲンスポンジの平均孔径は、例えば、電子顕微鏡(日立社製、Miniscope、TM−1000)による画像解析法等の従来公知の方法により測定することができる。
生体内でのコラーゲンスポンジの分解速度は、架橋度を変えることでコントロールすることができ、架橋度が高いほど、生体内でのコラーゲンスポンジの分解速度は遅くなる。架橋コラーゲンスポンジの製造方法の一例を挙げると、まずpH3程度のコラーゲンの希釈溶液を調製し、ホモジナイザーによりホモジナイズして発泡液を得る。得られた発泡液を凍結乾燥し1次コラーゲンスポンジとし、架橋剤により1次コラーゲンスポンジを架橋することで架橋コラーゲンスポンジを得ることができる。
より低侵襲で拒絶反応を起こし難い半月板再生基材を得ることができるため、患者本人の膝蓋下脂肪体を用いることがより好ましい。また、間葉系幹細胞を多く含むため、関節面側の膝蓋下脂肪体を用いることがより好ましい。
架橋コラーゲンスポンジに対する膝蓋下脂肪体の割合が1重量%未満であると、半月板を充分に再生できないことがあり、99重量%より高いと、半月板再生基材としての強度が弱くなることがある。上記架橋コラーゲンスポンジに対する上記膝蓋下脂肪体の割合のより好ましい下限は10重量%、より好ましい上限は98重量%である。
I型コラーゲン溶液(新田ゼラチン社製、Lot:120312)を原料とし、精製水及び5N−酢酸を用いて濃度0.3%、pH3.0のコラーゲン希釈溶液を調製した。得られたコラーゲン希釈溶液132gを凍結乾燥用のステンレス製枠(12cm×16cm)内に流し込んだ。ステンレス製枠を−40℃に冷却してコラーゲン溶液を凍結し、真空減圧下(0.01mmHg)40℃で24時間凍結乾燥を行った。更に真空減圧下(0.01mmHg)110℃で24時間加熱乾燥を行い、1次コラーゲンスポンジを得た。
実施例1と同様にして得た1次コラーゲンスポンジを0.2重量%のグルタルアルデヒド/酢酸溶液中に浸漬し、5℃で24時間架橋反応を行った。その後、実施例1と同様に2次コラーゲンスポンジ(以下、GA0.2%架橋コラーゲンスポンジともいう。)を作製し、膝蓋下脂肪体と積層し、実施例2の半月板再生基材を得た。実施例1と同様に実施例2の半月板再生基材が有する架橋コラーゲンスポンジの厚さ及び平均孔径を測定した。実施例2の半月板再生基材が有する架橋コラーゲンスポンジの厚さは6mm、平均孔径は100μmであった。
実施例1と同様にして得た1次コラーゲンスポンジを0.4重量%のグルタルアルデヒド/酢酸溶液中に浸漬し、5℃で24時間架橋反応を行った。その後、実施例1と同様に2次コラーゲンスポンジ(以下、GA0.4%架橋コラーゲンスポンジともいう。)を作製し、膝蓋下脂肪体と積層し、実施例3の半月板再生基材を得た。実施例1と同様に実施例3の半月板再生基材が有する架橋コラーゲンスポンジの厚さ及び平均孔径を測定した。実施例3の半月板再生基材が有する架橋コラーゲンスポンジの厚さは6mm、平均孔径は100μmであった。
実施例1と同様にして得た1次コラーゲンスポンジを架橋せずに、−135℃で凍結し、真空減圧下(0.01mmHg)40℃で24時間凍結乾燥して2次コラーゲンスポンジ(以下、未架橋コラーゲンスポンジともいう。)を作製した。2次コラーゲンスポンジを1cm×1cm、厚さ3mmに切断し、それを半分に折り、重ねあわせ、ウサギから採取した膝蓋下脂肪体を2次コラーゲンスポンジの表面に積層し、比較例1の半月板再生基材を得た。未架橋コラーゲンスポンジに対する膝蓋下脂肪体の割合は、98重量%であった。また、比較例1の半月板再生基材が有する架橋コラーゲンスポンジの厚さは6mm、平均孔径は100μmであった。
評価試験1では、上記で得られた半月板再生基材を用いて動物実験を行い、半月板の再生程度について検討を行った。
評価試験2では、コラーゲンスポンジの架橋度を変えて、再生した半月板様組織の病理学的特性を評価した。
評価試験3では、評価試験2で用いた検体D〜Kについて、軟骨組織及び周辺組織への影響を評価した。
一方で、未架橋コラーゲンスポンジとIPFPとを併せて用いた検体Eは、未架橋コラーゲンスポンジのみを用いた検体Dよりもスコアが顕著に高く、GA0.4%架橋コラーゲンスポンジとIPFPとを併せて用いた検体Kは、GA0.4%架橋コラーゲンスポンジのみを用いた検体Jよりもスコアが顕著に高いことから、軟骨組織及び周辺組織への影響が大きいことが分かった。
2:膝蓋下脂肪体
3:軟骨
4:大腿骨
5:脛骨
6:膝蓋骨
7:関節包
8:関節液
Claims (5)
- 半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材であって、
架橋コラーゲンスポンジと膝蓋下脂肪体とからなり、
前記架橋コラーゲンスポンジは、厚みが1〜30mm、平均孔径が1〜1000μmである
ことを特徴とする半月板再生基材。 - 架橋コラーゲンスポンジは、濃度0.1重量%以上、0.2重量%以下のグルタルアルデヒドを用いて架橋されることを特徴とする請求項1に記載の半月板再生基材。
- 架橋コラーゲンスポンジと膝蓋下脂肪体とが積層されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半月板再生基材。
- 架橋コラーゲンスポンジが膝蓋下脂肪体に包埋されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半月板再生基材。
- 架橋コラーゲンスポンジに対する膝蓋下脂肪体の割合は、1〜99重量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半月板再生基材。
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