JP2017185248A - 手術用縫合糸ならびにその作製および使用の方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定の容積の孔または間隙を含み、該容積が結合表面を含む、多孔性内部成分;および、該容積内に分散された第1の数の生物学的細胞を含む、縫合糸であって、該容積内の生物学的細胞の第1の数が、該結合表面上の集密度100%での該生物学的細胞の第2の数に相当する閾値数を上回る、縫合糸。第1の数が閾値数の2倍以上、好ましくは4倍以上、特に好ましくは10倍以上であることが望ましい、縫合糸。閾値数が2000〜3000個/cm2、好ましくは2200〜2600個/cm2であり、第1の数が縫合糸の長さ当たりで決定され、縫合糸の直径当たり7500000個以上である縫合糸。
【選択図】図1
Description
本出願は、2011年9月6日に提出された米国仮出願第61/531,424号による優先権を主張し、それはその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
手術用縫合糸は、ヒト身体の組織を、それらが傷害または外科手術によって切断された後につなぎ止めるために、広範囲にわたる医療処置において一般的に用いられている。縫合糸および他の細長い糸状の医療用具は、組織の締結具としての役を果たすことに加えて、例えば腱修復などにおいて、患者における標的組織部位での新たな組織の成長のためのまたはその間における組織スカフォールドまたは構造支持体としての役も果たすことができる。
前記のことに鑑みて、本発明者らは、制御された高密度の生物学的細胞が装入(load)され、かつ/またはその異なる部分でさまざまな疎水性を有する、手術用縫合糸および/または多孔性医療用インプラントの利点を認識し、理解した。
[本発明1001]
ある容積の孔または間隙を含み、該容積が結合表面を含む、多孔性内部成分;および
該容積内に分散された第1の数の生物学的細胞
を含む縫合糸であって、
該容積内の生物学的細胞の第1の数が、該結合表面上の集密度100%での該生物学的細胞の第2の数に相当する閾値数を上回る、縫合糸。
[本発明1002]
前記多孔性内部成分が、
多孔性内部コア;および
内部多孔性コアに対して外側にある外部成分
を含む、本発明1001の縫合糸。
[本発明1003]
第1の数が前記閾値数の少なくとも約2倍を上回る、本発明1001の縫合糸。
[本発明1004]
第1の数が前記閾値数の少なくとも約4倍を上回る、本発明1001の縫合糸。
[本発明1005]
第1の数が前記閾値数の少なくとも約10倍を上回る、本発明1001の縫合糸。
[本発明1006]
前記閾値数が細胞2000〜3000個/cm2である、本発明1001の縫合糸。
[本発明1007]
第1の数が縫合糸の長さ当たりで決定され、かつ、縫合糸の直径当たり細胞約7,500,000個を上回る、本発明1001の縫合糸。
[本発明1008]
前記生物学的細胞が、イオン結合、共有結合、吸着、吸収、封じ込め、絡み合いもしくは巻き込み、またはそれらの組み合わせによって、孔または間隙の中に保持される、本発明1001の縫合糸。
[本発明1009]
前記生物学的細胞が、ほぼ球状の構成を有する始原細胞または幹細胞を含む、本発明1001の縫合糸。
[本発明1010]
前記孔および間隙の容積中にある前記生物学的細胞が、粘性液体、発泡体、ゲルおよびエマルションのうち少なくとも1つである媒質中にある、本発明1001の縫合糸。
[本発明1011]
前記生物学的細胞が間葉系幹細胞を含む、本発明1001の縫合糸。
[本発明1012]
前記多孔性内部成分が、
(a)編まれたかもしくは織られたフィラメントのマルチフィラメントもしくはマトリックスであって、該フィラメント間に配された複数の間隙を含む、マルチフィラメントもしくはマトリックス;または
(b)複数の孔を含む多孔性モノフィラメント
をさらに含み、前記生物学的細胞が該複数の孔または間隙の少なくとも一部の中に保持されている、本発明1001の縫合糸。
[本発明1013]
保有区分および連続するリーダー区分をさらに含み、該保有区分が、治療的に有効なレベルの生物学的細胞を含む長さの縫合糸材料を含む、本発明1001の縫合糸。
[本発明1014]
前記縫合糸の長さ方向に沿って複数の区分を含み、該複数の区分が複数のレベルの疎水性を有する、本発明1001の縫合糸。
[本発明1015]
前記多孔性内部成分が、
多孔性内部コア;および
内部多孔性コアに対して外側にある外部成分
を含み、多孔性内部多孔性コアの少なくとも一部分が親水性であって、該外部成分の少なくとも一部分が疎水性である、本発明1001の縫合糸。
[本発明1016]
縫合糸を、それを必要とする対象に植え込む方法であって、
ある容積の孔または間隙を含む多孔性内部成分を含む縫合糸を、第1の数の生物学的細胞が該孔または間隙の該容積内に分散されるよう、ある濃度の該生物学的細胞を含む媒質に曝露する段階であって、該容積が結合表面を含む、段階;および
該縫合糸を該対象に植え込む段階
を含み、該生物学的細胞の該濃度が、該生物学的細胞の第1の数が該結合表面上の集密度100%での該生物学的細胞の第2の数に相当する閾値数を上回るように十分に高い、方法。
[本発明1017]
前記閾値数が細胞2000〜3000個/cm2である、本発明1016の方法。
[本発明1018]
前記曝露する段階が、前記生物学的細胞の少なくとも一部がほぼ球状の構成を保持するように十分に迅速に実行される、本発明1016の方法。
[本発明1019]
前記植え込む段階が、植え込み前に縫合糸上で培養された生物学的細胞を有する異なる縫合糸よりも多数の該生物学的細胞を、前記対象に移行させる結果をもたらす、本発明1016の方法。
[本発明1020]
前記曝露する段階の後に、前記生物学的細胞の細胞活性を少なくとも約8時間妨害する段階をさらに含む、本発明1016の方法。
[本発明1021]
孔または間隙を含む多孔性内部成分;および
複数の該孔または間隙の中に分散された第1の数の生物学的細胞
を含む縫合糸であって、複数のレベルの疎水性を有する複数の部分を有する、縫合糸。
[本発明1022]
前記多孔性内部成分が複数のフィラメントの編まれた構造を含み、該フィラメントの少なくとも一部が親水性であって、該フィラメントの少なくとも一部が疎水性である、本発明1021の縫合糸。
[本発明1023]
前記多孔性内部成分が、
多孔性内部コア;および
内部多孔性コアに対する外部成分
を含み、該内部多孔性コアの少なくとも一部分が親水性であって、該外部成分の少なくとも一部分が疎水性である、本発明1021の縫合糸。
[本発明1024]
前記複数の部分が、前記縫合糸の長さ方向に沿っている、本発明1021の縫合糸。
[本発明1025]
縫合糸の長さ方向に沿って少なくとも2つの疎水性区分の間に挟まれた親水性部分を含む、本発明1021の縫合糸。
[本発明1026]
縫合糸の長さ方向に沿って2つの疎水性区分の間に挟まれた親水性部分を含み、第1の数の生物学的細胞が該親水性部分に分散されている、本発明1021の縫合糸。
以下は、高密度の生物学的細胞が装入された本発明の手術用縫合糸および多孔性医療用インプラントに関するさまざまな発想、ならびにその態様の、さらに詳細な説明である。上記で取り上げて、以下でさらに詳細に考察しているさまざまな発想は、開示された発想が任意の特定の実行様式には限定されないことから、数多くのやり方のうち任意のもので実行しうることが理解されるべきである。具体的な実行および適用の例は、主として例示を目的として提示される。
本明細書に記載の材料および方法は、医療従事者、より具体的には外科手術チームが、即時使用を必要としうるか、または貯蔵必要条件に制限のある治療用材料、特に採取された幹細胞を利用することを可能にする。材料は、医療処置の意図したレシピエントである患者から抽出することができ(本明細書では自己移植片または自家組織と称する);その例には、幹細胞、始原細胞および他の生物学的細胞、生物活性分子ならびに他の治療用材料が含まれる。幹細胞、始原細胞および他の細胞ならびに生物活性分子は、骨髄、脂肪組織、筋肉組織および神経組織ならびにそれらの組織に付随する任意の流体を含む、その材料が存在する身体の任意の組織に由来しうる。代替的または追加的に、細胞および分子は、同種および異種移植材料、例えば同種移植片、異種移植片(ゼノグラフト(zenograft)とも言う)、組織の合成模倣物、または遺伝的に操作された分子もしくは細胞を含む、他の供給源に由来する材料を一部に含んでもよく、この材料には生物活性分子ならびに幹細胞、始原細胞および他の細胞が含まれうる。または、細胞および本明細書に記載の分子が、自己移植片、同種移植片および異種移植片を含めて、ヒトまたは哺乳動物の生殖器系の産物に由来してもよい。縫合糸が自己移植片である1つの態様において、生物活性材料(例えば、生物学的細胞)は外科手術チームによって抽出されて、本明細書に記載の手術用縫合糸または前駆構築物に導入された後に、患者(または対象)に再導入することができる。1つの態様において、これは単回の外科的処置において行うことができる。
本明細書に記載の縫合糸は、生物学的細胞、または前述した生物活性分子の任意のものを含有しうる。1つの態様においては、以下を含む縫合糸が提供される:ある容積の孔または間隙を含み、該容積が結合表面を含む、多孔性内部成分;および、該容積内に分散された第1の数の生物学的細胞。1つの態様において、該容積内の生物学的細胞の第1の数は、内部結合表面上の、別の方式による集密度100%での生物学的細胞の第2の数に相当する閾値数を上回る。
本明細書に記載の縫合糸は、縫合糸の異なる成分内に種々のレベルの疎水性を有しうる。1つの態様は、以下を含む縫合糸を提供する:孔または間隙を含む多孔性内部成分;および、複数の孔または間隙の中に分散された第1の数の生物学的細胞。ここで、縫合糸は複数のレベルの疎水性を有する複数の部分を有する。縫合糸は、上記のような構成の任意のものを有しうる。
いくつかの態様においては、本明細書に記載の縫合糸を用いる方法が提供される。その使用は、それを必要とする対象への植え込みを伴いうる。1つの態様において、記載される縫合糸は、縫合糸に細胞を装入した後のある期間にわたって細胞活性を一時的に低下させるかまたは遅らせるための方法を利用して使用することができる。この期間は、用途に応じて任意の長さであってよい。例えば、期間は少なくとも約6時間、少なくとも約8時間、少なくとも約10時間、少なくとも約12時間、少なくとも約14時間、またはそれ以上であってよい。
1つの態様は、縫合糸材料とともに用いるための包装されたキットに、1つまたは複数の手術用縫合針または類似の用具を含めることを提供する。針は組織の貫通および縫合糸材料を組織を通して引っ張ることを容易にし、それ故に、縫合糸材料を針に通す、または他の方法で縫合糸材料を針に取り付ける必要が軽減されるように、包装容器の中にある時に縫合糸材料と一体化していてもよく、縫合糸材料に取り付けられてもよい。1つの態様において、針の鋭い先端部に尖端保護具‐例えば、尖端が容易に貫通できない一つの材料が設けられてもよい。または、包装容器の取り扱いまたは開封の際の刺創の可能性を小さくするように、針を包装容器の中に取り付けてもよい。
実施例1:
ヒトMSCを、骨髄吸引液から従来の手法を用いて入手した。MSCを続いて、5% CO2入りのインキュベーター内で37℃で1週間かけて、組織培養フラスコ上で集密度90%まで増殖させた。MSCを3mL PBSですすぎ洗いし、続いて余分なPBSを培養フラスコから吸引した。1.5mLのトリプシン-EDTAを組織培養フラスコ内のMSCに添加し、フラスコを37℃で5分間インキュベートした。続いて、トリプシン-EDTAを3mLの間葉系幹細胞基礎培地で中和した。この溶液を15mLコニカルチューブに移して、遠心機により2500rpmで10分間遠心沈降させた。上清を吸引除去し、続いて細胞を保有するペレットを1mL間葉系幹細胞基礎培地中に再懸濁させた。続いて血球計算器を用いてMSCを計数した。続いて、ほぼ200万個のMSCを含む溶液媒質を遠心機により2500rpmで10分間遠心沈降させて、上清を吸引除去し、細胞を保有するペレットを15μLの間葉系幹細胞基礎培地中に再懸濁させて、縫合糸への装入のための媒質を得た。
細胞装入を媒質中に100万個とし、縫合糸における実際の保持が平均770,000個であったことを除き、No.2幹細胞保有縫合糸を実施例1に記載された通りに構築した。続いて縫合糸を、適切な実験プロトコールの下で実験用ラットの後四半部の腱に切開を加えた3mmギャップを修復させるために用いた。後四半部の第2の腱における3mmギャップは、陰性対照として、MSCを有しない縫合糸を用いて修復させた。第28日に、修復された腱を比較した。MSCを装入した縫合糸によって修復された腱は、より強固で秩序立った組織(瘢痕がより少ない組織)を生じたことが見いだされた。具体的に、実施例2について以下により詳細に説明する:
上記の態様の1つにおける高密度装入手法を用いて構築したNo.2幹細胞保有縫合糸がMSCを外科的修復部位に送達する有効性を調べるために、インビトロ試験を実施した。この試験では、No.2幹細胞保有縫合糸に装入したMSCに関する3つの異なる幹細胞培養時点について検討した:(1)1cm当たり平均33,333個のMSCを装入し、縫合糸上で幹細胞を3日間培養した、長さ30cmのNo.2幹細胞保有縫合糸;(2)1cm当たり平均55,555個のMSCを装入し、縫合糸上で幹細胞を5日間培養した長さ18cmのNo.2幹細胞保有縫合糸;(3)1cm当たり平均535,871個のMSCを装入し、外科的修復部位に直ちに用いた高密度幹細胞保有縫合糸である、長さ18cmのNo.2幹細胞保有縫合糸。
特許、特許出願、物品、書籍、論文およびウェブページを非限定的に含む、本出願に引用された文献および類似の材料はすべて、そのような文献および類似の材料の形式にかかわらず、その全体が参照により明示的に組み入れられる。定義された用語、用語の使用法、記載された手法などを非限定的に含む、組み入れられた文献および類似の材料のうち1つまたは複数が本出願と異なるかまたは食い違う場合には、本出願が優先する。
Claims (26)
- ある容積の孔または間隙を含み、該容積が結合表面を含む、多孔性内部成分;および
該容積内に分散された第1の数の生物学的細胞
を含む縫合糸であって、
該容積内の生物学的細胞の第1の数が、該結合表面上の集密度100%での該生物学的細胞の第2の数に相当する閾値数を上回る、縫合糸。 - 前記多孔性内部成分が、
多孔性内部コア;および
内部多孔性コアに対して外側にある外部成分
を含む、請求項1記載の縫合糸。 - 第1の数が前記閾値数の少なくとも約2倍を上回る、請求項1記載の縫合糸。
- 第1の数が前記閾値数の少なくとも約4倍を上回る、請求項1記載の縫合糸。
- 第1の数が前記閾値数の少なくとも約10倍を上回る、請求項1記載の縫合糸。
- 前記閾値数が細胞2000〜3000個/cm2である、請求項1記載の縫合糸。
- 第1の数が縫合糸の長さ当たりで決定され、かつ、縫合糸の直径当たり細胞約7,500,000個を上回る、請求項1記載の縫合糸。
- 前記生物学的細胞が、イオン結合、共有結合、吸着、吸収、封じ込め、絡み合いもしくは巻き込み、またはそれらの組み合わせによって、孔または間隙の中に保持される、請求項1記載の縫合糸。
- 前記生物学的細胞が、ほぼ球状の構成を有する始原細胞または幹細胞を含む、請求項1記載の縫合糸。
- 前記孔および間隙の容積中にある前記生物学的細胞が、粘性液体、発泡体、ゲルおよびエマルションのうち少なくとも1つである媒質中にある、請求項1記載の縫合糸。
- 前記生物学的細胞が間葉系幹細胞を含む、請求項1記載の縫合糸。
- 前記多孔性内部成分が、
(a)編まれたかもしくは織られたフィラメントのマルチフィラメントもしくはマトリックスであって、該フィラメント間に配された複数の間隙を含む、マルチフィラメントもしくはマトリックス;または
(b)複数の孔を含む多孔性モノフィラメント
をさらに含み、前記生物学的細胞が該複数の孔または間隙の少なくとも一部の中に保持されている、請求項1記載の縫合糸。 - 保有区分および連続するリーダー区分をさらに含み、該保有区分が、治療的に有効なレベルの生物学的細胞を含む長さの縫合糸材料を含む、請求項1記載の縫合糸。
- 前記縫合糸の長さ方向に沿って複数の区分を含み、該複数の区分が複数のレベルの疎水性を有する、請求項1記載の縫合糸。
- 前記多孔性内部成分が、
多孔性内部コア;および
内部多孔性コアに対して外側にある外部成分
を含み、多孔性内部多孔性コアの少なくとも一部分が親水性であって、該外部成分の少なくとも一部分が疎水性である、請求項1記載の縫合糸。 - それを必要とする対象の中に植え込むための、請求項1記載の縫合糸。
- 前記閾値数が細胞2000〜3000個/cm2である、請求項16記載の縫合糸。
- 前記第1の数の生物学的細胞がほぼ球状の構成を保持する、請求項16記載の縫合糸。
- 植え込みが、より多数の該生物学的細胞を、前記対象に移行させる結果をもたらす、請求項16記載の縫合糸。
- 第1の数の生物学的細胞の細胞活性が、縫合糸を第1の数の生物学的細胞で装入後少なくとも約8時間遅延する、請求項16記載の縫合糸。
- 複数の孔または間隙を含む多孔性内部成分;および
該複数の該孔または間隙の中に分散された第1の数の生物学的細胞
を含み、
容積内の生物学的細胞の第1の数が、該結合表面上の集密度100%での該生物学的細胞の第2の数に相当する閾値数を上回る、縫合糸であって、
複数のレベルの疎水性を有する複数の部分を有する、縫合糸。 - 前記多孔性内部成分が複数のフィラメントの編まれた構造を含み、該フィラメントの少なくとも一部が親水性であって、該フィラメントの少なくとも一部が疎水性である、請求項21記載の縫合糸。
- 前記多孔性内部成分が、
多孔性内部コア;および
内部多孔性コアに対する外部成分
を含み、該内部多孔性コアの少なくとも一部分が親水性であって、該外部成分の少なくとも一部分が疎水性である、請求項21記載の縫合糸。 - 前記複数の部分が、前記縫合糸の長さ方向に沿っている、請求項21記載の縫合糸。
- 縫合糸の長さ方向に沿って少なくとも2つの疎水性区分の間に挟まれた親水性部分を含む、請求項21記載の縫合糸。
- 縫合糸の長さ方向に沿って2つの疎水性区分の間に挟まれた親水性部分を含み、第1の数の生物学的細胞が該親水性部分に分散されている、請求項21記載の縫合糸。
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