JP2016144641A - invivo移植のための微生物由来セルロースの多孔性構造 - Google Patents
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Abstract
Description
[0044]本実施例は、バイオバーデン(微生物汚染)を最小限にするため、制御された環境内でA.キシリナムによって産生される、多孔性微生物由来セルロース・フィルムの調製に関する。増殖容器から、滅菌培地にA.キシリナムを接種し、空気液体界面の上および下から出た突起を取り付け可能なバイオリアクター・トレー内に充填した。突き出すピンのサイズは、望ましい孔に応じて多様であり、そして200ミクロン〜10mmの範囲であってもよい。望ましいペリクルの厚さおよび最終的なセルロース密度に応じて、充填体積は、180〜550gの範囲であり、そして10〜35日間インキュベーションした。トレイからペリクルを抽出し、そして次いで、約90℃〜95℃に加熱された8%水酸化ナトリウムのタンク中で、約1時間、化学的プロセシング(発熱物質除去)を経た。次いで、pHが10.0未満になるまで、ペリクルをろ過水で連続してリンスした。材料を0.25%過酸化水素で、44℃〜45℃で約30分間処理し、このとき、フィルムが適切に漂白されるのが観察された。次いで、過酸化水素レベルが1000ppm未満になるまで、フィルムをろ過水でリンスした。空気圧プレス内で、フィルムを圧縮して、およそ2mmの厚さ、約95%の水分含有量、および5%に近い微生物由来セルロース含量を有するペリクルを生じた。
[0046]30g、110g、180g、および530gの充填体積の試料を実施例1にしたがって調製した。試料を非多孔性で放置するか、または試料の片側(片面)または両側(両面)で極微針アレイを用いて、100〜300μm直径孔を生成した。さらに、最終圧縮後、試料を水和したままにするか、または制御された乾燥(CD)チャンバー中でさらに乾燥させた。
[0049]100〜300μm直径孔を持つ3つの試料セットの機械的特性を試験した。最初の試料セットは、実施例1にしたがって調製した30g、110g、および180gの充填体積の試料からなった。最終脱水プレス後、試料は水和されたままであり、そして極微針アレイを用いて孔を生成した。第二のセットは、実施例1にしたがって調製した530gの充填体積の試料からなった。制御乾燥前、または最終再水和工程後の制御された湿度チャンバー中での乾燥後のいずれかで、極微針アレイを用いて、片側(片面)または両側(両面)上の孔を生成した。第三の試料セットは、Johnson & Johnson特許の実施例9にしたがって、実施例2におけるように調製した多孔性および非多孔性試料を含有した。
[0050]試験標本をより大きい片(4cm × 5cm)から1cm × 4cm試験片にカットし、そして較正100Nロードセルを備えたUnited Tensile Tester(モデルSSTM−2kN)の空気圧クランプ内に載せた。標本のゲージ長は25mmであった。標本が完全に脱落する(fail)まで300mm/分の速度で標本を変位に供した。力−変位曲線から、最大力(N)として脱落を決定した。引っ張り強さ試験結果を図2、4、および6に示す。
[0051]標本をより大きい片(4cm × 5cm)から1cm × 4cm試験片にカットした。試験直前に、曲がった針を用いて、2−0ポリプロピレン縫合糸(Prolene、Ethicon Inc.)で、縫合引き抜き試験標本を調製した。単一の縫い目を各側面からおよそ5mmに、そして標本の底の端から4mmに取り付けた。縫合糸をおよそ10cmに切った。較正100Nロードセルおよび60mmのゲージ長のUnited Tensile Tester(モデルSSTM−2kN)上の空気圧クランプ内に標本の上端を載せた。縫合の両端を空気圧クランプのより低いセット内に乗せた。標本が完全に脱落するまで、標本を300mm/分で変位に供した。SPOS結果を図3、5、および6に示す。
[0052]530gの充填体積の試料を実施例1にしたがって作製した。最終乾燥工程後、極微針アレイを用いて、100〜300μm直径孔を作製し、そして試料を再水和しなかった。
[0054]530gの充填体積の試料を実施例1にしたがって作製した。最終再水和工程後、極微針アレイを用いて、およそ100〜300μmの直径を持つ孔を産生した。
[0056]次いで、異なる時点で採取したセルロース物品を顕微鏡評価用に調製した。カット切片をガラススライド上に置き、そして細胞を同定するために染色した。染色した細胞は、材料の最上部から孔内に移動していることが示された。細胞浸潤実験によって、軟骨細胞(長さ約10ミクロン)が、直径およそ150ミクロンと測定される孔チャネル内に移動していることが立証され、孔が材料内への細胞浸潤を許すことが示された。細胞浸潤試料の顕微鏡写真を図9、10、11、および12に示す。
発明の態様
[1] 顕微鏡によって決定した際の孔直径が約50〜500ミクロンの範囲である、孔を含む微生物セルロース材料。
[2] 微生物セルロース材料がシート型である、[1]の材料。
[3] 孔直径が約100〜400ミクロンである、[1]の材料。
[4] 孔直径が約150〜250ミクロンである、[1]の材料。
[5] 孔が部分的に片側でシートに穿通しているか、または完全にシートを突き抜けている、[2]の材料。
[6] シートの厚さが約0.1mm〜約10mmである、[2]の材料。
[7] シートの表面上の孔密度が約9〜約81孔/cm2である、[2]の材料。
[8] シートの引っ張り強さが約5ニュートン〜約500ニュートンである、[2]の材料。
[9] シートの縫合耐性が約0.5ニュートン〜約50ニュートンである、[2]の材料。
[10] 医学的治療が必要な被験体の治療部位に[1]の材料を適用する工程を含む、医学的治療。
[11] 医学的治療が、組織増大、組織操作マトリックスの移植、ヘルニア修復、骨盤底再構築、膀胱頸部懸垂、鼠径ヘルニアパッチ、回旋筋腱板補強、または移植可能細胞および他の生物活性剤の送達である、[10]の方法。
[12] 組織修復が必要な被験体の組織修復が必要な部位に、[1]の材料および移植前に該材料上に植え付けられた少なくとも1つの細胞を投与する工程を含む、組織修復のための方法。
[13] 微生物セルロース材料がシート型である、[12]の方法。
[14] 孔直径が約100〜400ミクロンである、[12]の方法。
[15] 孔直径が約150〜250ミクロンである、[12]の方法。
[16] 孔が片側でシートに部分的に穿通しているか、または完全にシートを突き抜けている、[13]の方法。
[17] シートの厚さが約0.1mm〜約10mmである、[13]の方法。
[18] シートの表面上の孔密度が約9〜約81孔/cm2である、[13]の方法。
[19] シートの引っ張り強さが約5ニュートン〜約500ニュートンである、[13]の方法。
[20] シートの縫合耐性が約0.5ニュートン〜約50ニュートンである、[13]の方法。
Claims (23)
- 医学的治療が必要な被験体の治療部位に適用されるように構成されている医学的デバイスであって、孔を含む微生物セルロース材料を含み、顕微鏡によって決定した際の孔直径が50〜500μmの範囲であり、当該微生物セルロース材料は当該材料への細胞浸潤を許す、前記医学的デバイス。
- 微生物セルロース材料がシート型である、請求項1の医学的デバイス。
- 孔直径が100〜400μmである、請求項1の医学的デバイス。
- 孔直径が150〜250μmである、請求項1の医学的デバイス。
- 孔が部分的に片側でシートに穿通しているか、または完全にシートを突き抜けている、請求項2の医学的デバイス。
- シートの厚さが0.1mm〜10mmである、請求項2の医学的デバイス。
- シートの表面上の孔密度が9〜81孔/cm2である、請求項2の医学的デバイス。
- シートの引っ張り強さが5ニュートン〜500ニュートンである、請求項2の医学的デバイス。
- シートの縫合耐性が0.5ニュートン〜50ニュートンである、請求項2の医学的デバイス。
- 医学的治療が、組織増大、組織操作マトリックスの移植、ヘルニア修復、骨盤底再構築、膀胱頸部懸垂、鼠径ヘルニアパッチ、回旋筋腱板補強、または移植可能細胞および他の生物活性剤の送達である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の医学的デバイス。
- 移植前に該材料上に少なくとも1つの細胞が植え付けられる、そして当該少なくとも1つの細胞が植え付けられた医学的デバイスは組織修復が必要な被験体の組織修復が必要な部位に投与される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の医学的デバイス。
- 孔を含む微生物セルロース材料を含む医学的デバイスであって、顕微鏡によって決定した際の孔直径が50〜500μmの範囲であり、当該材料における孔は、
(i)液体培養の空気液体界面の下および/または上からの先細りのピンまたは突起によって当該材料の発酵中に
生成され、
医学的治療が必要な被験体の治療部位に適用されるように構成されている、前記医学的デバイス。 - 材料における孔が、
(i)液体培養の空気液体界面の下および/または上からの先細りのピンまたは突起によって当該材料の発酵中に、ならびに
(ii)極微針アレイを用いることによって当該材料の発酵後に、
生成される、請求項12の医学的デバイス。 - 微生物セルロース材料がシート型である、請求項12または13の医学的デバイス。
- 孔直径が100〜400μmである、請求項12または13の医学的デバイス。
- 孔直径が150〜250μmである、請求項12または13の医学的デバイス。
- 孔が部分的に片側でシートに穿通しているか、または完全にシートを突き抜けている、請求項14の医学的デバイス。
- シートの厚さが0.1mm〜10mmである、請求項14の医学的デバイス。
- シートの表面上の孔密度が9〜81孔/cm2である、請求項14の医学的デバイス。
- シートの引っ張り強さが5ニュートン〜500ニュートンである、請求項14の医学的デバイス。
- シートの縫合耐性が0.5ニュートン〜50ニュートンである、請求項14の医学的デバイス。
- 医学的治療が、組織増大、組織操作マトリックスの移植、ヘルニア修復、骨盤底再構築、膀胱頸部懸垂、鼠径ヘルニアパッチ、回旋筋腱板補強、または移植可能細胞および他の生物活性剤の送達である、請求項12〜21のいずれか一項に記載の医学的デバイス。
- 移植前に該材料上に少なくとも1つの細胞が植え付けられる、そして当該少なくとも1つの細胞が植え付けられた医学的デバイスは組織修復が必要な被験体の組織修復が必要な部位に投与される、請求項12〜22のいずれか一項に記載の医学的デバイス。
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