JP2020202856A - 人工組織前駆体及びそれを調製する方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、組織工学及び３Ｄプリンティングの技術分野に関し、特に、人工組織前駆体及びその調製方法に関する。【解決手段】特に、本発明は、固体支持体及び複数のマイクロカプセルを含む人工組織前駆体であって、ここで、少なくとも１つのマイクロカプセルは固体支持体に結合され、マイクロカプセルは細胞及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含む、上記人工組織前駆体に関し、人工組織前駆体を調製する方法に関し、人工組織前駆体を調製するのに有用なキット及びパッケージに関し、人工内腔などの人工組織前駆体を培養することによって得られる人工組織に関し、人工組織前駆体を含有する内腔インプラント若しくは内腔モデル、又は人工内腔に関し、人工組織、内腔インプラント又は内腔モデルの製造における人工組織前駆体の使用に関し、及び内腔インプラント又は内腔モデルの製造における人工組織の使用に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、組織工学分野及び３Ｄプリント分野に関する。特に、本発明は、固体支持体及び複数のマイクロカプセルを含む人工組織前駆体に関し、ここで、少なくとも１つのマイクロカプセルが固体支持体に付着され、マイクロカプセルが細胞及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含み、本発明は、人工組織前駆体を調製するための方法、人工組織前駆体の調製に有用なキット及びパッケージ、人工内腔などの人工組織前駆体を培養することによって得られる人工組織、人工組織前駆体を含む内腔インプラント又は内腔モデル又は人工内腔、人工組織、内腔インプラント又は内腔モデルの製造における人工組織前駆体の使用、及び内腔インプラント又は内腔モデルの製造における人工組織の使用に関する。
血管移植及び血管パッチによる血管修復は、狭窄、閉塞、拡張、損傷、又は変形した血管を置換、再構築又は修復するために使用され得る。典型的な血管移植片又は血管パッチは、患者の自己動脈又は静脈からのものである。しかしながら、患者の自己血管が十分に供給されていない場合（例えば、患者が血管疾患に罹患している、又は以前に血管疾患にかかっている場合）には、置換として、人工血管（パッチ）又は自己血管（パッチ）を用いる必要がある。
人工血管の開発は２０世紀初頭に始まり、人工血管の材料には金属、ガラス、ポリエチレン、シリコーンゴムなどがある。多数の動物実験から、これらの材料で作られた人工血管は、短期間で内腔の血栓形成をもたらし、したがって臨床的に適用することができないことが見出されている。
１９５２年に、Ｖｏｏｒｈｅｅｓは、動物実験でビニロン製の人工血管をうまく適用した（Ｖｏｏｒｈｅｅｓ ＡＢ Ｊｒ，Ｊａｒｅｔｚｋｉ Ａ ３ｒｄ，Ｂｌａｋｅｍｏｒｅ ＡＨ．Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｕｂｅｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｖｉｎｙｏｎ“Ｎ”ｃｌｏｔｈ ｉｎ ｂｒｉｄｇｉｎｇ ａｒｔｅｒｉａｌ ｄｅｆｅｃｔｓ．Ｊ．Ａｎｎａｌｓ ｏｆ Ｓｕｒｇｅｒｙ，１９５２，１３５（３）：３３２−３３６参照）。１９５０年代から１９７０年代にかけて、壁にメッシュを有する人工血管が連続して現れ、使用された材料には、ポリエステル、シルク、発泡ポリテトラフルオロエチレンなどが含まれていた。しかしながら、血栓症及び新生内膜肥厚によって引き起こされる血管再狭窄又は閉塞に関連する問題は、材料の改善のみによっては解決することができない。研究者らはさらに、人工血管の材料を最適化しようと試みた。例えば、１９８０年以降、人工血管の内面に材料コーティング（例えば、炭素コーティング、ナノ粒子コーティング、及びタンパク質コーティングなど）を加えること、１９８２年以来の人工血管の製造のための複合材料の使用；１９８４年以来の人工血管の内面の材料の改質、例えば、抗凝固剤（例えば、ヘパリン又はウロキナーゼなど）の材料への添加、内壁の材料のスルホン化又はプラズマ処理；ポリウレタンなどの１９９２年以降の新しい生体適合性抗凝固材料の研究開発；無細胞血管マトリックス材料のステントなどの、１９９８年以降の天然の生体材料の使用が挙げられる。これらの方法は、人工血管の性能をある程度向上させる。しかし、これらの人工血管は、正常な血管と同じ機能を達成することができず、身体に移植された後でも依然として血栓及び再狭窄を生じる。これらの現象は関連文献に報告されている。例えば、ＭａｃＬｅｏｄ ＤＣ，Ｓｔｒａｕｓｓ ＢＨ，ｄｅ Ｊｏｎｇ Ｍ，Ｅｓｃａｎｅｄ Ｊ，Ｕｍａｎｓ ＶＡ，ｖａｎ Ｓｕｙｌｅｎ ＲＪ，Ｖｅｒｋｅｒｋ Ａ，ｄｅ Ｆｅｙｔｅｒ ＰＪ，Ｓｅｒｒｕｙｓ ＰＷ，“Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｍａｔｒｉｘ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｍｏｏｔｈ ｍｕｓｃｌｅ ｃｅｌｌｓ ｃｕｌｔｕｒｅｄ ｆｒｏｍ ｈｕｍａｎ ｃｏｒｏｎａｒｙ ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｔｉｃ ａｎｄ ｒｅｓｔｅｎｏｔｉｃ ｌｅｓｉｏｎｓ”，Ｊ．Ａｍ．Ｃｏｌｌ．Ｃａｒｄｉｏｌ．１９９４，２３（１）：５９−６５；Ｂａｕｍｇａｒｔｎｅｒ Ｉ，Ｓｃｈａｉｎｆｅｌｄ Ｒ，Ｇｒａｚｉａｎｉｌ，“Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｄｉｓｅａｓｅ”，Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，２００５，５６（１）：２４９−２７２がある。
正常な血管が血栓を生じない理由は、内腔の内壁に内皮細胞の層があることである。したがって、人工血管に正常血管と同等の機能を発揮させるためには、人工血管の内皮化が最も根本的な解決策であり、人工血管の内壁に内皮細胞の無傷層が形成される。
１９７８年に、自己血管内皮細胞を播種することによる人工血管の内皮化に関する実験的研究に関して、最初にＨｅｒｒｉｎｇらによって報告された（ＨｅｒｒｉｎｇＭ，ＧａｒｄｎｅｒＡ，Ｇｌｏｖｅｒ Ｊ．“Ａ ｓｉｎｇｌｅ−ｓｔａｇｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｓｅｅｄｉｎｇ ｖａｓｃｕｌａｒ ｇｒａｆｔｓ ｗｉｔｈ ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｕｍ”，Ｓｕｒｇｅｒｙ．１９７８，８４（４）：４９８−５０４参照）。この技術では、自家内皮細胞を培養し、インビトロで増幅し、人工血管の内壁の表面に直接播種し、これらの内皮細胞が、インビトロで短時間培養して、播種した後に内皮細胞の無傷の層を形成できることを期待していた。この研究は、内皮細胞の臨床的播種を研究するための扉を開いた。しかしながら、インビトロ培養中に内皮細胞はゆっくりと増殖し、十分な数の細胞を得ることは困難であり、５〜８継代後に急速に老化し、播種後の細胞の機能に直接影響を及ぼす。インビトロ及びインビボ実験の多くは、以下のことを証明している：人工血管の内壁に直接内皮細胞を播種する方法を用いることにより、細胞は、血流に対する耐性が弱く、脱落し易くなり、したがって、内皮細胞の層を形成することができない；したがって、内皮細胞を播種していない人工血管と比較して抗血栓症に有意差はない（例えば、Ｈｅｒｒｉｎｇ Ｍ，Ｓｍｉｔｈ Ｊ，Ｄａｌｓｉｎｇ Ｍ，Ｇｌｏｖｅｒ Ｊ，Ｃｏｍｐｔｏｎ Ｒ，Ｅｔｃｈｂｅｒｇｅｒ Ｋ，Ｚｏｌｌｉｎｇｅｒ Ｔ．，“Ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ ｓｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｆｅｍｏｒａｌ ｐｏｐｌｉｔｅａｌ ｂｙｐａｓｓｅｓ：ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ ｓｅｅｄｉｎｇ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐａｔｅｎｃｙ”，Ｊ．Ｖａｓｃ．Ｓｕｒｇ，１９９４；２０（４）：６５０−６５５；Ｊｅｎｓｅｎ Ｎ，Ｌｉｎｄｂｌａｄ Ｂ，Ｂｅｒｇｑｖｉｓｔ Ｄ．，“Ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌ ｓｅｅｄｅｄ ｄａｃｒｏｎ ａｏｒｔｏｂｉｆｕｒｃａｔｅｄ ｇｒａｆｔｓ：ｐｌａｔｅｌｅｔ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ ｆｏｌｌｏｗ−ｕｐ”，Ｊ．Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃ．Ｓｕｒｇ．（Ｔｏｒｉｎｏ），１９９４；３５（５）：４２５−４２９参照）。
１９８６年に、研究者は組織工学的血管の研究を始め、幹細胞を種細胞として人工血管を構築した。幹細胞の主な供給源には、胚性幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞及び誘導多能性幹細胞（ＩＰＳ）が含まれる。幹細胞を種細胞として使用して人工血管を構築する方法は、以下：血管ステントの材料を調製し、インビトロで幹細胞を血管細胞（内皮細胞、平滑筋細胞及び線維芽細胞を含む）に誘導し、血管細胞をステント材料に播種し、インビボ移植を実施すること；あるいは、幹細胞を血管ステントの材料に直接播種することを含む。後者の方法は、以下：血管ステントを調製し、培養した種細胞の細胞懸濁液を血管ステントの表面上に滴下し、インビトロ培養して細胞をステントの表面に付着させ、ステントを体内に移植する手順を含む。細胞は、ステントの内部に入るように移動プロセスを受ける必要がある。したがって、２つの方法で調製された人工血管は、一般に、ステントの表面に多数の細胞が凝集しており、ステント内部に細胞が少量しか存在しない細胞が均一に分布していないため、調製された人工血管は完全な構造と機能をほとんど形成することができない。様々な細胞がステント内に播種されると、ランダムに分布した細胞の現象が現れる。したがって、血管細胞は、２つの方法で調製された人工血管内にランダムに配置されており、内皮細胞の無傷の層と平滑筋細胞の構造層とを形成することは困難であり、依然として臨床的に適用することができない。
上記の技術的課題を解決するために、本出願人は、人工組織前駆体の新規な製造方法を開発した。いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、人工内腔（例えば、人工血管）を形成することができる人工内腔前駆体である。
一態様では、本発明は、固体支持体及び複数のマイクロカプセルを含む人工組織前駆体に関し、少なくとも１つのマイクロカプセルが固体支持体に付着し、マイクロカプセルが、細胞及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、内腔（例えば、循環内腔、消化内腔、呼吸内腔、尿内腔、又は生殖器内腔）前駆体である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔は、上皮細胞（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸を含む、十二指腸、空腸、回腸（盲腸を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左腸間膜屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸、直腸）、卵管、脳灌流、尿管、膀胱又はリンパ管）を含むが、これらに限定されない。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は管状又はシート状である。
いくつかの好ましい実施形態において、複数のマイクロカプセルは、１つ以上の生物学的構築物を構成する。
いくつかの好ましい実施形態では、１つ以上の生物学的構築物が固体支持体に結合される。
１つの局面において、本発明は、管の形態である前記人工組織前駆体を調製する方法であって、以下：
（Ｉ）管状（例えば、円形の管の形状で、例えば、側壁に開口部を有する又は有しない管の形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程
を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
（１）その表面の全部又は一部に付着した第１の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は第１の薬剤に含まれる；
（２）仮支持体の表面の所定の領域に第２の成分を含む第２の薬剤を塗布する工程であって、第１の成分と第２の成分とが接触した場合に粘着作用を達成する粘着作用を生じさせ、一時的な支持体は、管状又は円筒状（例えば、側壁に開口部を有しない円形管、側壁に開口部を有する円形管、円柱又は円周の一部に沿って配置される円柱）支持体であり、所定の領域は仮支持体の曲面上に位置する。場合により、第２の薬剤をコーティングする前に仮支持体の表面の所定の領域に基材材料をコーティングする工程；
（３）工程（１）において第１成分が表面に付着したマイクロカプセルを第２剤でコーティングされた所定領域に配置し、マイクロカプセルの表面の第１成分と接触させる工程、それにより、第１の層構造が管状構造である第１の層構造にマイクロカプセルを組み立てる（付着させる）工程；
場合により、この方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前の工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
（５）工程（１）で表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で作製した構造体上に置き、マイクロカプセル表面の第１成分が、粘着性の効果を生じさせて、前の工程で製造された構造上の別の層構造にマイクロカプセルを組み立てる（付着させる）工程；そして
（６）任意に、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返す工程
が含まれ、それにより、管状生物学的構築物を得る。
一態様では、本発明は、管形態である前記人工組織前駆体を調製する別の方法であって、以下：
（Ｉ）管状（例えば、円形の管の形状で、例えば、側壁に開口部を有する又は有しない管の形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程
ことを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
（１）その表面の全部又は一部に付着した第１の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は第１の薬剤に含まれる；
（２）仮支持体の表面上に所定の環状（例えば円形又は環帯の扇形）パターンを第２の成分を含む第２の薬剤で描かれ、粘着性効果を生じさせて、第１の構成要素と第２の構成要素とは互いに接触している。ここで、前記仮支持体は少なくとも１つの平面を有し、前記環状パターンは前記仮支持体の平面上に位置する；
（３）工程（１）において第１成分が表面に付着したマイクロカプセルを第２剤で描いた所定の環状パターン上に載置してマイクロカプセル表面の第１成分を接触させ、それにより、第１の層構造が環状構造である第１の層構造にマイクロカプセルを組み立てる（付着させる）工程；
（４）環状構造の上に第２の薬剤をコーティングする工程；
（５）工程（１）で表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で作製した構造体上に置き、マイクロカプセル表面の第１成分が、粘着性の効果を生じさせて、前の工程で製造された構造上の別の層構造にマイクロカプセルを組み立てる（付着させる）工程；そして
（６）任意に、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返す工程
が含まれ、それにより、管状生物学的構築物を得る。
一態様では、本発明は、シートの形態である前記人工組織前駆体を調製する方法であって、以下：
（Ｉ）シート状（例えば、平面シートの形状、又は湾曲シートの形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）シート状の生物学的構築物をシート状の固体支持体に取り付ける工程
を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
（１）その表面の全部又は一部に付着した第１の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は、第１の薬剤に含まれる；
（２）仮支持体の表面の所定の領域に第２の成分を含む第２の薬剤を塗布する工程であって、第１の成分と第２の成分とが接触した場合に粘着作用を達成する粘着作用を生じさせ、仮支持体は少なくとも１つの平面を有し、所定領域は仮支持体の平面上に位置する；
（３）工程（１）において第１成分が表面に付着したマイクロカプセルを第２剤でコーティングされた所定領域に配置し、マイクロカプセルの表面の第１成分と接触させる工程第１の層構造がシート状構造であり、それにより第１の層構造にマイクロカプセルを組み立てる（付着する）工程；
場合により、この方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前の工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
（５）工程（１）で表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で作製した構造体上に置き、マイクロカプセル表面の第１成分が、粘着性の効果を生じさせて、前の工程で製造された構造上の別の層構造にマイクロカプセルを組み立てる（付着させる）工程；そして
（６）任意に、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返すことにより、平面状のシート状生物学的構築物を得る工程；
を含み、
場合により、この方法は、湾曲したシート状の生物学的構築物を得るために、平面状のシート状生物学的構築物を曲げる工程をさらに含む。
一態様では、本発明は、シートの形態である前記人工組織前駆体を調製する別の方法に関し、以下：
（Ｉ）上記シート状生物学的構築物を調製する方法に従って、シート状生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）固体支持体を調製するための材料（例えば、生体適合性材料）を提供し、及びシート状生物学的構築物上にシート状固体支持体を調製する工程
を含む
いくつかの好ましい実施形態では、シート状固体支持体は、３Ｄプリンティング又は噴霧プロセスによって調製される。
一態様では、本発明は、管の形態である前記人工組織前駆体を調製する別の方法であって、以下：
（Ｉ）上記シート状生物学的構築物を調製する方法に従って、シート状生物学的構築物を調製する工程；
（ＩＩ）工程（Ｉ）で調製されたシート状生物学的構築物を曲げ、及び／又はシート状生物学的構築物の縁を付着して管状生物学的構築物を得る工程；そして
（ＩＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程
を含む。
一態様では、本発明は、管形態である前記人工組織前駆体を調製する別の方法であって、以下：
（Ｉ）上記項目のいずれかに記載の管状生物学的構築物を調製するための方法に従って、管状生物学的構築物を調製する工程；
又は上記のようなシート状の生物学的構築物を調製するための方法に従って、シート状の生物学的構築物を調製し；シート状の生物学的構築物を曲げ、及び／又はシート状の生物学的構築物の縁を付着させて管状生物学的構築物を得る工程；そして
（ＩＩ）固体支持体を調製するための材料（例えば、生体適合性材料）を提供し、及び管状生物学的構築物の外壁上に管状固体支持体を調製する工程
を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、管状固体支持体は、３Ｄプリンティング又は噴霧プロセスによって調製される。
一態様では、本発明は、以下の工程を含む前記人工組織前駆体を調製する方法に関する。該方法は、以下：
（１）その表面の全部又は一部に付着した第１成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は第１の薬剤に含まれる；
（２）固体支持体を準備し、固体支持体の表面の所定領域に第２成分を含む第２の薬剤をコーティングする工程、ここで、第１成分及び第２成分が互いに接触している場合に、粘着性作用が生じ、付着作用を達成することができる；
（３）工程（１）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、第２剤で被覆された所定領域に配置し、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分を、所定領域上の第２成分と接触させて、粘着性作用を生じさせ、それにより、マイクロカプセルを固体支持体の表面上の第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）。
場合により、この方法は、以下の工程をさらに含む；
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする；そして、
（５）工程（１）において、表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で作製した構造体上に置き、それにより、マイクロカプセル表面上の第１成分が、前工程において生成された構造上の第２成分と接触して、前工程で生成された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブルさせる（付着させる）；そして、
（６）任意に、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返す工程
を含み、それにより人工組織前駆体を得る。
いくつかの好ましい実施形態では、固体支持体は管状又はシート状の支持体である。
いくつかの好ましい実施形態では、固体支持体は管状支持体であり、所定領域は固体支持体の内壁に位置する。
本発明の人工組織前駆体の調製方法において、好ましくは、第１成分及び／又は第２成分は、生体適合性材料、生体由来材料、及び／又は生分解性材料である。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分と第２成分との接触から生じる粘着性作用を用いて、２つのマイクロカプセルを互いに付着させて、生物学的構築物を形成することができる。このようにして得られた生物学的構築物は、１０Ｐａ以上の引張り弾性係数を有し、例えば、２０Ｐａ以上、３０Ｐａ以上、４０Ｐａ以上、５０Ｐａ以上、６０Ｐａ以上、７０Ｐａ以上、８０Ｐａ以上、９０Ｐａ以上、１００Ｐａ以上、２００Ｐａ以上、３００Ｐａ以上、４００Ｐａ以上、５００Ｐａ以上、６００Ｐａ以上、７００Ｐａ以上、８００Ｐａ以上、９００Ｐａ以上、又は１０００Ｐａ以上が挙げられる。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分と第２成分との組み合わせは、以下から選択される：
（１）フィブリノーゲン及びトロンビン；
（２）アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、及びＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質（例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））；
（３）マレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））及び遊離チオール基含有分子（例えば、遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ））；
（４）アニオン含有物質（例えば、アニオンを含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
（５）フィブリノーゲン及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
（６）血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）及びグルタルアルデヒド；
（７）カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含むか、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）及び反応性水素を含む分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）；
（８）ゼラチン−レゾルシノール及びグルタルアルデヒド；
（９）カルボジイミド架橋ゼラチン及びポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）；そして
（１０）アミノ化ゼラチン及び多糖アルデヒド。
１つの局面において、本発明は、上記項目のいずれか１つに定義される生物学的構築物の調製方法によって得られる生物学的構築物に関する。
一態様では、本発明は、マイクロカプセルと、互いに分離された第１の薬剤及び第２の薬剤とを含む、人工組織前駆体を調製するために有用なキットに関し、前記マイクロカプセルは、細胞と細胞をカプセル化した生体適合性材料を含み、第１の薬剤は第１の成分を含み、第２の薬剤は第２の成分を含み、第１成分が第２成分と接触すると、粘着性作用を生じて付着作用を達成することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分と第２成分との接触から生じる粘着性作用を用いて、２つのマイクロカプセルを互いに付着させて、生物学的構築物を形成することができる。このようにして得られた生物学的構築物は１０Ｐａ以上（例えば、１００Ｐａ以上）の引張り弾性係数を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分及び／又は第２成分は、生体適合性材料、生体由来材料、及び／又は生分解性材料である。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分と第２成分との組み合わせは、以下から選択される：
（１）フィブリノーゲン及びトロンビン；
（２）アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、及びＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質（例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））；
（３）マレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））及び遊離チオール基含有分子（例えば、遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ）；
（４）アニオン含有物質（例えば、アニオンを含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
（５）フィブリノーゲン及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）：
（６）血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）及びグルタルアルデヒド；
（７）カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含むか、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）及び反応性水素を含む分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）；
（８）ゼラチン−レゾルシノール及びグルタルアルデヒド；
（９）カルボジイミド架橋ゼラチン及びポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）；そして
（１０）アミノ化ゼラチン及び多糖アルデヒド。
一態様では、本出願は、本発明の１つ以上のキットを含む、人工組織前駆体を調製するために有用なパッケージに関する。
ある態様において、本出願は、本発明の人工組織前駆体を培養（例えば、インビトロ培養又はインビボ培養）することによって得られる人工組織に関する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織は人工内腔である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔は、上皮細胞を含む内腔（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸、例えば十二指腸、空腸、回腸（例えば、盲腸）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左腸間膜屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸、直腸）、卵管、脳灌流、尿管、膀胱又はリンパ管）である。
いくつかの好ましい実施形態では、人工内腔は、管状人工内腔又はシート状人工内腔である。
いくつかの好ましい実施形態では、人工内腔は、人工血管又は血管パッチである。
一態様では、本出願は、本発明の人工組織前駆体（例えば、管状人工組織前駆体又はシート様人工組織前駆体）又は人工内腔を含む内腔インプラントに関する。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、本発明の１つ以上の人工組織前駆体（例えば、管状人工組織前駆体又はシート様人工組織前駆体）、又は本発明の１つ以上の人工内腔（例えば、管状人工内腔又はシート状工内腔）を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、線形管状構造体又は分枝管状構造体である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、Ｘ字形管、Ｙ字形管又はＴ字形管の形態である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔は、上皮細胞、例えば血管を含む内腔である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、本発明の人工血管又は血管パッチを含む血管インプラントである。
一態様では、本出願は、本発明の人工内腔（例えば、人工血管）を含む内腔（例えば、血管）モデルに関する。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、本発明の人工内腔（例えば、人工血管）の１つ以上を含む。
一態様では、本出願は、人工組織、内腔インプラント又は内腔モデルの製造における本発明の人工組織前駆体の使用に関する。
一態様では、本出願は、内腔インプラント又は内腔モデルの製造における本発明の人工組織の使用に関する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。しかしながら、当業者には、本発明の以下の図面及び詳細な説明は、本発明を説明するためだけに使用され、本発明の範囲を限定する目的のためではないことが理解されるであろう。本発明の様々な目的及び有利な態様は、図面及び本発明の詳細な説明に含まれる開示によれば、当業者には明らかになるであろう。
図１は、細胞及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含む、本発明のマイクロカプセルの例示的な構造を概略的に示す。好ましい態様において、細胞は、マイクロカプセル中に均一に分散されていてもよいし、一緒に凝集してマイクロカプセルの内部に位置していてもよい。 図２Ａ〜図２Ｅは、本発明のバイオブロックの例示的な構造を概略的に示しており、細胞、細胞をカプセル化するコア、及びコアを囲むシェルを含む。特に、図２Ａは、１つのコアと１つのシェルとを含み、コアが細胞をカプセル化し、シェルがコアの外側に位置し、コアを囲む、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示す。 図２Ｂは、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示す図であって、内側から外側に向かって、コアを封入するコア、コアを囲む第１のシェル、及び第１のシェルを囲む第２のシェルを含む。 図２Ｃは、本発明のバイオブロックの構造を模式的に示したものであり、内部から外部に向かって、第１のコアを封止する第１のコアと、第１のコアの外側に位置し、セルを封入する第２のコアと、第１のコア及び第２のコアを囲むシェルを含む。 図２Ｄは、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示しており、内側から外側に向かって、第１のコアを封入するコアと、第１のコアの外側に位置し、セルを封入する第２のコアと、第１のシェル第１のコア及び第２のコアを包囲する第１のシェルと、第１のシェルを囲む第２のシェルとを含む。 図２Ｅは、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示しており、内部から外部に向かって順に、細胞を封入する第１のコア、第１のコアを囲む第１のシェル、細胞を封入する第２のコア、及び第２のコアを包囲する第２のシェルを含む。 図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の複数の管状生物学的構築物を含む管状人工組織前駆体の構造を例示的に示す。図３Ａは、管状の人工組織前駆体の側面図であり、人工組織前駆体は、管状の固体支持体と、管状の生物学的構築物が管状の固体支持体の内側にある複数の管状の生物学的構築物管状固体支持体の軸方向に沿って整列され、各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。図３Ｂは、管状の人工組織前駆体の上面図であり、人工組織前駆体は、管状の固体支持体と、管状の固体支持体の内側にある側壁に開口部を有さない複数の管状の生物学的構築物管状固体支持体と同軸に配置され、最外管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。図３Ｃは、管状の人工組織前駆体の側面図であり、人工組織前駆体は管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は側壁に開口部を有する。管状固体支持体の軸方向に沿って整列され、各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。図３Ｄは、管状の人工組織前駆体の上面図であり、人工組織前駆体は管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は側壁に開口部を有する。管状固体支持体の内部に配置され、管状固体支持体と同軸に配置され、半径方向に整列され、最も外側の管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。図３Ｅは、管状の人工組織前駆体の上面図であり、人工組織前駆体は管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は側壁に開口部を有する。管状固体支持体の内部に配置され、管状固体支持体と同軸に配置され、各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。 図４Ａ〜図４Ｅは、本発明の管状生物学的構築物の調製方法において、一時的支持体としてのピラー、折り畳まれていない側面及び展開された側面の所定の領域を例示的に示す。図４Ａは、本発明の管状生物学的構築物の調製方法において、仮支持体としてのシリンダを例示的に示す。図４Ｂは、図４Ａにおけるシリンダの展開されていない側面と展開されていない側面における所定領域とを例示しており、所定領域はシリンダの側面全体である。図４Ｃは、図４Ａのシリンダの展開されていない側面と展開されていない側面の所定の領域とを示しており、所定の領域はシリンダの展開されていない側面の矩形であり、所定の領域は側面前記シリンダの軸方向における前記シリンダの軸方向の長さよりも長いことを特徴とする。図４Ｄは、図４Ａにおけるシリンダの展開されていない側面と展開されていない側面の所定の領域とを示しており、所定の領域はシリンダの展開されていない側面の矩形であり、シリンダの円周方向に沿って配置されている。図４Ｅは、図４Ａのシリンダの展開されていない側面と展開されていない側面の所定の領域を示しており、所定の領域はシリンダの展開されていない側面の矩形であり、所定の領域はシリンダの軸方向又は周方向のシリンダの側面に形成されている。 図５Ａは、本発明の人工組織前駆体の作製方法２において、所定の領域としての円環及び扇形の形状のパターンを模式的に示している。図５Ｂは、本発明の内腔インプラント又は内腔モデルの形状を例示的に示す。 実施例１の初代培養により得られた第４世代の脂肪由来間葉系幹細胞の顕微鏡写真である。図からわかるように、細胞の形態は均一であり、細胞の増殖状態は良好である。 図７は、実施例１におけるアカゲザル脂肪由来間葉系幹細胞を含むバイオブロックの形態を示す。 緑色蛍光がシェルを表し、赤色蛍光が脂肪由来間葉系幹細胞を表す、実施例１のレーザー共焦点顕微鏡法により採取したアカゲザル由来間葉系幹細胞を含むバイオブロックの写真である。 図９は、実施例２で得られた人工血管前駆細胞の写真である。 図１０Ａ〜図１０Ｃは、実施例２で調製した人工血管前駆体をアカゲザルに５日間植え込んだ後に得られた人工血管を示す。図１０Ａは、人工血管の全体の形態を示す。図１０Ｂは管状支持体を除去して得られた組織を示す。図１０Ｃは縦方向切断により得られた組織の形態を示す。図からわかるように、内皮組織が管状支持体の表面上に形成されている。 図１１は、実施例２の人工血管組織のＨＥ染色の結果を示し、図１１Ａは正常な血管に関与し、図１１Ｂは人工血管に関与する。図に示すように、人工血管及び正常血管は、同様の細胞配列、内皮細胞の類似の層（薄い矢印で示す）及び同様の平滑筋細胞の層（肉厚矢印）を有する。 図１２は、α−ＳＭＡ陽性細胞が平滑筋細胞である、実施例２の人工血管組織のα−ＳＭＡ染色の結果を示す図である。図１２Ａは正常な血管に関与し、図１２Ｂは人工血管に関与する。図に示すように、人工血管の脂肪由来間葉系幹細胞の中には、平滑筋細胞に分化し、正常な血管と同様の細胞形態、整列、指向性を示すものがある。 図１３は、ＣＤ３１陽性細胞が内皮細胞である実施例２の人工血管組織のＣＤ３１染色の結果を示す。図１３Ａは正常な血管を示し、図１３Ｂは人工の血管を示す。図に示すように、血液と接触する側では、人工血管の脂肪由来間葉系幹細胞の一部が内皮細胞に分化し、正常な血管と同様の細胞形態と整列を示す。 図１４は、実施例３の人工血管の形態及び血流方向を示しており、図１４（Ａ）は超音波検査の結果を示しており、図から人工血管の内腔が邪魔されていないことがわかる。図１４Ｂはカラードップラーイメージングの結果を示しており、その結果は、人工血管の両側の血流が同じ方向であることを示し、血管が妨げられていないことを条件とする。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、実施例３における人工血管の免疫組織化学染色の結果を示す。図１５Ａは、α−ＳＭＡ染色結果を示す。図中の太い矢印で示すように、一部の脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の平滑筋細胞に分化する。図１５Ｂは、ＣＤ３１染色結果を示す。図中の細い矢印で示されるように、一部の脂肪由来の間葉系幹細胞は、人工血管の内皮細胞に分化する。図１５Ｃは、シリウスレッド染色結果を示す。同図に示すように、人工血管は、正常な血管と同様のコラーゲン構造を形成している。 図１６Ａ及び図１６Ｂは、実施例４のアカゲザルに人工血管前駆細胞を１４日間移植した後に取り出した試料の免疫組織化学的染色結果を示す。図１６Ａは、α−ＳＭＡ染色の結果を示す。図中の太い矢印で示されるように、一部の脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の平滑筋細胞に分化する。図１６Ｂは、ＣＤ３１染色の結果を示す。図中の細い矢印で示されるように、一部の脂肪由来の間葉系幹細胞は、人工血管の内皮細胞に分化する。 図１７Ａ〜図１７Ｃは、実施例６のアカゲザルに人工血管前駆細胞を１４日間移植した後に得られた人工血管の断面図、及び人工血管の免疫組織化学染色結果を示す。図１７Ａは、アカゲザルに人工血管前駆細胞を１４日間移植した後に得られた人工血管の断面図を示す。図１７Ｂは、α−ＳＭＡ染色の結果を示す。図中の太い矢印で示されるように、一部の脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の平滑筋細胞に分化する。図１７Ｃは、ＣＤ３１染色の結果を示す。図中の細い矢印で示されるように、一部の脂肪由来の間葉系幹細胞は、人工血管の内皮細胞に分化する。 実施例７における人工血管前駆体の調製方法を示す図である。図１８Ａ：生体ブロックを回転ロッドにプリントして管状生物学的構築物を形成する工程である。図１８Ｂ及び図１８Ｃ：人工血管は、管状生物学的構築物の上で左から右にスリーブされている。図１８Ｄ：人工血管と管状生物学的構築物が一緒に付着されて人工血管前駆体を形成する。 図１９は、実施例８において、分解性ポリ乳酸管状支持体及び実施例１で調製したバイオブロックを用いて人工血管前駆体を調製する方法を示す。図１９Ａ及び図１９Ｂは、電界紡糸法によってポリ乳酸を基材とした管状固体支持体を示す。図１９Ｃは、ポリ乳酸管状支持体を切断し、管状支持体の一方の側に医療用付着剤を滴下し、管状支持体の他方側の対応する位置にバイオブロックを配置する手順を示す。図１９Ｄは、医療用付着剤が管壁を透過して、バイオブロックと管状支持体の内壁とが付着して人工血管前駆体を得ることができることを示している。上記の手順は、観察及び撮影の便宜のためだけである。実際の調製プロセスでは、医療用付着剤がポリ乳酸管状固体支持体の外壁上に滴下され、医療用付着剤が内壁に浸透する。医療用付着剤は、電気紡糸されたポリ乳酸の壁に浸透することができ、それによって、バイオブロックが固定化される。上記の結果は、一方では、ポリ乳酸を固体支持体材料として使用することができ、一方、医療用付着剤は、多孔質構造からの透過性のために電気紡糸によって得られた固体支持体の壁を透過し得、生体付着剤を固体支持体の一方の側に滴下し、バイオブロックを他方の側に配置してバイオブロックを固定して人工組織前駆体を得ることができる。 図２０は、実施例９のバイオブロック、フィブリノーゲン及びトロンビンを用いた管状の３次元構造体の作製の実験手順及び実験結果を示す。図２０Ａは、フィブリノーゲンをバイオブロックの表面に付着／アセンブルさせることを示す。図２０Ｂは、補助材料を用いて環状の補助構造を構成する（任意の工程）。図２０Ｃは、環状補助構造に沿って第２の薬剤を滴下して環状パターンを描くことを示す。図２０Ｄは、アセンブリユニットが環状パターン上に配置されて環状構造を形成することを示す。図２０Ｅは、第２の薬剤で環状構造の上面に環状パターンを描き、その後、環状パターン上にアセンブリユニットを配置することを示す（任意に、この工程を１回以上繰り返して構築物を構築することができる多層構造を含む）。図２０Ｆは、得られた管状構造を示す。図２０Ｇは、補助構造の除去を示す（任意の工程）。実験結果は、本発明の方法を使用して、管状の３次元構築物を迅速かつ多方向かつ正確に構築することができることを示す。 図２１は、実施例９（図２１Ａ）及び培養管構造（図２１Ｂ）で直ちに得られた管状構造の顕微鏡観察を示す。結果は、直ちに調製された管状構造において、バイオブロックがまだ互いに融合しておらず、細胞が各バイオブロックに均一に分布していることを示す。培養管構造では、バイオブロックが完全に融合し、互いに密接に結合し、インタクトな生物学的構築物が形成される。 図２２は、実施例１０のＨＥ染色法を用いて血管インプラントの組織構造を観察し、決定した結果を示しており、写真の尺度は２００μｍである。結果は、４時間の移植後、バイオブロック間になおギャップが存在し、バイオブロックが独立しており、互いに結合していないことを示している。８時間から２４時間の移植後、バイオブロックは徐々に融合される。移植時間の増加に伴って、バイオブロックの融合によって形成された人工血管は、徐々に正常な血管と同様の組織学的構造を形成する。 図２３及び図２４は、実施例１０の免疫組織化学的染色法を用いた血管インプラントにおけるＣＤ３１の発現の試験結果を示す。図２３は、２００μｍの尺度で１００倍に拡大した結果を示す。 図２４は、５０μｍの尺度で４００倍に拡大した結果を示す。結果は、移植５日後、血管インプラントが血液と接触する表面上に内皮細胞が現れることを示す。移植時間の増加と共に、内皮細胞の数は連続的に増加する。２８日目には、正常な血管と同様の内傷細胞の比較的無傷の層が形成される。 図２５は、図の尺度が２００μｍである実施例１０の免疫組織化学染色法を用いた血管インプラントにおけるα−ＳＭＡ発現の試験結果を示す。結果は、８時間の移植後、生体ブロックに封入された脂肪由来の間葉系幹細胞が平滑筋細胞に分化し始め、α−ＳＭＡを発現することを示している。移植３日後、脂肪由来の間葉系幹細胞の形態は平滑筋細胞の形態に徐々に変化し、α−ＳＭＡの発現はさらに増加する。移植時間の増加に伴い、平滑筋細胞の数が徐々に増加し、正常な血管と同様の平滑筋細胞層が形成される。 図２６は、実施例１１において、ＨＥ染色法を用いたアカゲザルの自己血管と血管インプラントとの接合部の組織構造観察結果と、免疫組織化学染色法を用いたＣＤ３１及びα−ＳＭＡの発現試験結果を示す。第１列の画像は、ＨＥ染色法を用いた試験結果であり、図の縮尺は２００μｍである。２列目の画像はＣＤ３１の検査結果であり、図の縮尺は５０μｍである。３列目の画像はα−ＳＭＡの検査結果であり、図の縮尺は２００μｍである。図中の太い矢印は自己の血管を示し、細い矢印は血管インプラントを示している。結果は、移植後７日目にアカゲザルの自己血管に血管インプラントが結合しているが、組織構造には有意差があり、内皮細胞の層は無傷ではないが連続しており、平滑筋細胞の層は不連続であることを示す。移植時間が長くなると、血管インプラントはアカゲザルの自己血管に連続的に融合する。移植後２８日目にアカゲザルの血管インプラントと自己由来血管が融合し、内皮細胞の層と平滑筋細胞の層が連続して無傷であり、正常血管と同様の組織構造を形成する。 図２７は、実施例１２のシリウスレッド染色法を用いて血管コラーゲンを染色した結果を示し、図の尺度は１００μｍである。結果は、コラーゲンの発現が移植の５日後に現れ始めること、移植時間が長くなると、発現したコラーゲンは徐々に増加し、剥離して正常血管と同様のコラーゲン構造を形成し始める。 図２８は、実施例１３における血管インプラント上の超音波検査（第１列の画像）及びカラードプラ画像（第２列の画像）の結果を示す。結果は、血管インプラント内の血管が閉塞されてなく、血流が連続的であり、内腔の内面が血栓又は異常増殖なしに滑らかであり、正常血管との接合部に狭窄がない。 図２９は、実施例１４における血管インプラントのＣＴ検査の強化の結果を示す。この結果は、血管インプラントにおいて、血液が閉塞することなく円滑に流れることを示す。 図３０Ａ及び図３０Ｂは、実施例１５において、膨張したポリテトラフルオロエチレンシート状固体支持体及びその上に３Ｄプリンティングバイオブロックによって形成された血管パッチ前駆体を示す。図３０Ｃ及び図３０Ｄは、実施例１６において、それぞれ３Ｄプリンティングマイクロカプセルによって形成されたポリカプロラクトンシート状固体支持体及び血管パッチ前駆体を示す。 図３１Ａ及び図３１Ｂは、実施例１７において、アカゲザルの腹部大動脈における血管欠損の創出及び欠損部位への血管パッチ前駆体の縫合をそれぞれ示す図である。太い矢印は実施例１５で調製したバイオブロックを含有する血管パッチ前駆体であり、細い矢印で示したものは実施例１６で調製したマイクロカプセルを含有する血管パッチ前駆体である。 図３２Ａ及び図３２Ｂは、実施例１７において、バイオブロックを含む血管パッチ前駆体又は移植７日後にマイクロカプセルを含有する血管パッチ前駆体から形成された血液組織を示す。図に示すように、パッチ中のブロック又はマイクロカプセルが融合して無傷の内膜を形成する。 図３３は、実施例１７の血管組織のＣＤ３１及びα−ＳＭＡ免疫組織化学染色の結果を示す図である。図３３Ａ及び図３３Ｂは、バイオブロックを含む血管パッチ前駆体から形成された血管組織の検査結果を示す。この結果は、移植７日後、バイオブロック中の脂肪由来間葉系幹細胞が内皮細胞（図３３Ａ）及び平滑筋細胞（図３３Ｂ）に分化することを示している。図３３Ｃ及び図３３Ｄは、マイクロカプセルを含有する血管パッチ前駆体から形成された血管組織の検査結果を示す。結果は、マイクロカプセル中の脂肪由来の間葉系幹細胞が、移植７日後に内皮細胞（図３３Ｃ）及び平滑筋細胞（図３３Ｄ）に分化することを示す。 図３４は、実施例１８の弾性係数試験におけるバイオブロックの状態を示す図である。 図３５は、実施例１８で製造されたバイオブロックの実効ヤング率が２４．７７ｋＰａである場合の応力−凹み曲線を示す。 実施例１９で用いた三次元バイオプリンタの主要な構成を模式的に示す図である。 図３７は、実施例１９において、長さ２０ｍｍ、厚さ約１ｍｍの回転装置の回転ロッド上に形成された管状生物学的構築物を示す。 図３８は、実施例１９で作製した人工血管前駆細胞を示す。 図３９は、実施例１９のアカゲザルに移植された人工血管前駆細胞を示す。 図４０は、実施例１９において、血管内皮細胞を緑色蛍光で蛍光標識し、図の尺度を２００μｍとした血管インプラントの蛍光顕微鏡写真を示す。同図に示すように、血管インプラントは無傷内皮細胞の無傷の層を形成する。 図４１は、実施例１９において血管平滑筋細胞を赤色蛍光で蛍光標識し、図の尺度を２００μｍとした血管インプラントの蛍光顕微鏡写真を示す。同図に示すように、血管インプラントは、無傷の平滑筋細胞層を形成する。
本発明において、本明細書において使用される科学用語及び技術用語は、他に特定されない限り、当業者によって一般的に理解される意味を有する。また、本明細書中で使用される細胞培養、分子遺伝学、核酸化学及び免疫学の実験手順はすべて、対応する分野で広く使用される日常的な手順である。一方、本発明を理解するために、好ましくは、関連用語の定義及び説明を以下に提供する。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、他の文脈において明確に特定されていない限り、複数の指示対象を含む。さらに、本明細書中の「又は」への言及は、他に記載がない限り、「及び／又は」を含むことが意図される。
本明細書で使用される「マイクロカプセル」という用語は、細胞と生体適合性材料とを含み、細胞が生体適合性材料内に封入されているミクロ構造（例えば、マイクロメートルスケールからミリメートルスケールの構造）を指す。本発明のマイクロカプセルは、生理学的条件下（例えば、４〜３７℃、例えば６〜８のｐＨ、例えば生理学的条件下で液体剪断を用いて）で安定な構造を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、吸引又は圧縮中のマイクロカプセルの破壊を回避する機械的強度を有する。
本明細書中で使用される場合、用語「組織」は、同一又は類似の形態及び同じ機能を有する細胞集団を構成する細胞集団を指し、しばしば非細胞物質（マトリクス、繊維などの細胞間物質と呼ばれる）も含む）。組織は、１つ以上の細胞を含む。
本明細書中で使用される場合、用語「器官」は、異なる細胞及び組織を構成し、１つの特定の機能又はいくつかの特定の機能を達成するために使用され得る構造をいう。器官は、１つ以上の組織を含む。
本明細書で使用される「人工組織」という用語は、天然組織の発生又は発達プロセスによって形成されない組織を指す。人工組織は、ヒトが作製する組織であってもよく、例えば、人工組織前駆体を培養して得られる組織であってもよい。
本明細書中で使用される場合、用語「人工組織前駆体」は、固体支持体及び本発明の複数のマイクロカプセルを含み、少なくとも１つのマイクロカプセルが固体支持体に付着している物体を指す。特定の実施形態では、人工組織前駆体は、固体支持体及びマイクロカプセルから構築される生物学的構築物を含む。特定の実施形態では、本発明の人工組織前駆体は、培養、誘発などの工程の後に人工組織を形成することができる。
本発明において、「生物学的構築物」とは、本発明のマイクロカプセルを用いて構築された、二次元又は三次元構造を有し、人工組織前駆体の調製に使用され得る対象をいう。
本明細書で使用される場合、「付着する」という用語は、相対変位が生じないことを意味する。特定の実施形態では、マイクロカプセル又は生物学的構築物が固体支持体に結合しているということは、マイクロカプセル又は生物学的構築物が固体支持体に結合していることを意味する。
本明細書で使用される場合、「固体支持体」という用語は、マイクロカプセル、又はマイクロカプセルで作られた生物学的構築物が、本発明の人工組織前駆体に付着した造形物を指す。固体支持体は、生物学的構築物がそれに完全に付着するための対応する領域を提供することができる。
本明細書で使用される用語「内腔」は、形状が管状であり、循環器官、消化内腔、呼吸器内腔、尿道管又は生殖器内腔などの中空の空洞、例えば血管、十二指腸、空腸、回腸、盲腸（虫垂を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左疝痛屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸のような小腸及び大腸を含む食道、食道、気管、胃、結腸、直腸）、卵管、血管精管、尿管、膀胱又はリンパ管）。
本明細書で使用する「人工内腔」という用語は、天然組織の発生又は発達プロセスによって形成されない内腔、及び天然組織と一緒に内腔を形成することができるシート状人工組織を含む。人工内腔は、本発明の人工組織前駆体を培養することにより得ることができる。
本明細書で使用される場合、用語「人工血管」は、典型的には管形態である人工血管置換物を指す。いくつかの実施形態では、人工血管は、狭窄、閉塞、拡張、損傷、又は変形した血管を再構築又は修復するために使用される。いくつかの実施形態において、人工血管は、本発明の管状人工組織前駆体を培養（例えば、インビトロ又はインビボで培養）することによって得られる。
本明細書で使用される場合、用語「血管パッチ」は、損傷した血管を修復するために使用される物体を指し、典型的にはシートの形態である。血管パッチは、血管腫や血管狭窄などによる血管瘻の修復に用いることができ、通常大動脈などの大血管に適用される。一般に、血管パッチは縫合や据え付けが容易であることが要求される。血管パッチは、欠陥のある血管壁を有するが完全な血管切除を必要としない患者に適用することができる。いくつかの実施形態では、血管パッチは、本発明のシート状人工組織前駆体を培養（例えば、インビトロ又はインビボで培養）することによって得られる。
本明細書で使用される場合、用語「内腔インプラント」は、１つ以上の人工組織前駆体（例えば、管状人工組織前駆体又はシート状前駆体）を含む、対象の内腔の置換、再構築又は修復のために、人工組織前駆体）又は１つ以上の人工内腔を含む。いくつかの実施形態では、本発明の内腔インプラントは複数の管状人工組織前駆体（又は人工内腔）を含み、管状人工組織前駆体（又は人工内腔）は流体連通している。本発明の内腔インプラントは、線状管状構造又は分岐状管状構造を有してもよく、例えば、Ｘ字管、Ｙ字管又はＴ字管であってもよい。いくつかの実施形態では、内腔内インプラントは、血管インプラントである。特定の実施形態において、内腔インプラントは、薬学的に活性な成分、感知装置及び／又は調整装置をさらに含む。
本明細書で使用される場合、「機械的保護」という用語は、カプセル化された細胞への環境的な機械的損傷を低減又は回避するように、マイクロカプセルが特定の機械的強度（例えば、吸引又は押し出し中のマイクロカプセルの破損を回避する機械的強度）を有することを意味する。さらに、マイクロカプセルを使用して内腔の移植又は修復のための人工組織前駆体を調製する場合、マイクロカプセルは、その中に封入された細胞が内腔内の流体によって洗い流されるのを防ぐことができ、人工組織前駆体の正常組織への転換を促進する。
本明細書で使用される場合、「機械的保護」という用語は、マイクロカプセル（例えば、バイオブロック）が、細胞の取り扱い中に（例えば、３Ｄバイオプリンティング中に）機械的な力（せん断及び圧搾圧力を含む）によって引き起こされる損傷から、そこにカプセル化された細胞を保護し得ることを意味する。体内に埋め込まれた後、マイクロカプセル前駆体で構築された人工組織前駆体（例えば、人工血管前駆細胞）は、マイクロカプセル内に封入された細胞が流動性体液（例えば、血流）によって洗い流されるのを防ぎ、人工組織の正常組織への転換を促進にする。
本明細書で使用される場合、「生体適合性材料」という用語は、そのような材料を指し、その分解生成物は、細胞に対して非毒性であり、宿主（例えば、人体）に移植された後、非常な又は重大の副作用をもたらさないものを指し、例えば、宿主（例えば、ヒト組織）において毒性効果を引き起こさず、免疫拒絶反応、アレルギー反応又は炎症応答などを宿主に引き起こさない。
本明細書で使用される場合、「生分解性材料」という用語は、細胞又は生物によって分解及び吸収され得、その分解産物が生体適合性であるような材料を指す。材料は、天然由来であってもよく（例えば、動物又は植物からのものでもよい）、又は合成であってもよい。
本明細書で使用される場合、用語「生体材料」は、ヒト組織又は器官の機能を診断、修復又は増強するために使用することができる天然又は人工材料を指し、生体組織を置換又は修復するために使用することができ、疾患又は傷害などにより失われた特定の機能を実行、強化、又は置換することができる。生体材料は主として、金属材料（例えば、アルカリ金属及びその合金）、無機材料（例えば、生物活性セラミックス、ヒドロキシアパタイトなど）及び有機材料を含む。有機材料は主としてポリマー材料を含む。材料の使用に依存して、生体材料は、生体不活性、生体活性及び生分解性材料に分けることができる。
本明細書で使用される場合、用語「粘度」は、流体の粘着性の粘度の測定を指し、流体の力学に起因する内部摩擦現象を表す。面積が１ｍ２である２枚のプレートを液体に浸し、２枚のプレート間の距離を１ｍとする。一方のプレートに１Ｎのせん断応力を加えて、２枚のプレート間の相対速度を１ｍ／ｓとすると、液体の粘度は１Ｐａ・ｓとなる。
本明細書中で使用される場合、用語「バイオプリンティング」は、生物学的材料（限定されないが、タンパク質、脂質、核酸及び代謝産物などの生物学的分子；細胞溶液、細胞含有ゲル、細胞懸濁液、細胞濃縮物、多細胞凝集体及び多細胞体；オルガネラ及び細胞膜などの細胞下構造；合成生体分子又は生体分子の類似体などの生体分子関連分子）が挙げられる。本明細書で使用する場合、「プリンティング」という用語は、所定のパターンで材料を堆積させるプロセスを指す。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、押出プリンティングプロセス又はモジュラープリンティングプロセスのいずれかによってプリントされる。好ましくは、マイクロカプセルは、モジュラープリンティングプロセスを用いてプリントされる。本明細書で使用される場合、「モジュラープリンティングプロセス」とは、モジュール（例えば、本発明のマイクロカプセル、例えば、バイオブロック）を吸収／把持し、正確に位置決め／配置することによりプリントを行う方法をいう。本発明で使用されるマイクロカプセルは細胞をカプセル化するので、このようなモジュラープリンティングプロセスは、本明細書では「モジュール式バイオプリンティングプロセス」とも呼ばれる。本発明では、バイオプリンティングは、好ましくは、自動又は半自動のコンピュータ支援の３次元プロトタイプデバイス（バイオプリンタなど）と合致する方法によって実施される。しかしながら、本発明において、「プリンティング」（例えば、バイオプリンティング）は、プリンタ（例えば、３Ｄプリンタやバイオプリンタ）によるプリンティング、（プリンタの代わりに）自動又は非自動の機械的プロセスを使用して、手動配置又は手動堆積（例えば、ピペットを使用すること）によってプリントすることができる。
本明細書中で使用される場合、用語「アルギン酸」は、褐藻から抽出された多糖のクラスを指し、β−１，４−Ｄ−マンヌロン酸（Ｍ単位）及びα−１，４−Ｌ−グルロン酸（Ｇ単位）のランダムブロックコポリマーである。一般に、アルギン酸中のＭ及びＧ単位は、Ｍ−Ｍ、Ｇ−Ｇ又はＭ−Ｇの方法で１，４グリコシド結合を介してブロックコポリマーに連結される。アルギン酸は、典型的には４ｋＤａ〜１５００ｋＤａの分子量を有する実験式（Ｃ６Ｈ８Ｏ６）ｎを有する。本明細書で使用される「アルギン酸塩」という用語は、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸ストロンチウム、アルギン酸バリウムなどを含むが、これらに限定されないアルギン酸から形成される塩を指す。
本明細書で使用される場合、用語「酸化アルギン酸塩」は、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）の酸化反応によって形成される生成物を指す。一般に、酸化反応は、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）中のウロン酸単位のいくつかのヒドロキシル基を酸化してアルデヒド基にすることを可能にする。
本明細書で使用される場合、「酸化度」という用語は、アルギン酸又はアルギン酸の全ウロン酸単位中の酸化されたウロン酸単位のモル分率を指す。
本明細書で使用される場合、「粘着付与剤」は、液体又は半固体（例えば、ゲル）の粘度を調整するために使用される薬剤を指す。本明細書に記載されているように、本発明の第２の薬剤は、パターンを描くため又はコーティングするのに適した粘度を有することが好ましい。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤の粘度は、粘着付与剤を使用することによって好都合に調整することができる。
本明細書で使用する場合、「バイオブロック」という用語は、バイオプリンティング及び他の目的に使用することができるベースユニットを指し、バイオブロックは、細胞、細胞をカプセル化するコア、及びコアを取り囲むシェルを含み、コア及びシェルは、それぞれ独立して生分解性材料で作られている。本発明のいくつかの好ましい実施形態では、コア及びシェル中の生分解性材料は、バイオブロック内の細胞が取り扱い中に機械的に損傷することを低減又は防止することができ、これは、細胞の活性及び機能（増殖、分化、移動、分泌又は代謝）を促進するため又は細胞幹性を維持するために物質（例えば、栄養素、細胞外マトリックス、サイトカイン、医薬として活性な成分など）の放出制御を提供することができる。本発明のいくつかの好ましい実施形態では、バイオブロック又はバイオブロックのシェルは、３次元堆積が達成されるように、ある程度の機械的強度を有する。本発明では、バイオブロック及びそのシェルが適切な機械的保護特性（例えば、適切な硬度及び／又は弾性率）を有することが特に好ましい。いくつかの好ましい実施形態では、シェルはまた、細胞の生活活動のための栄養素のような微環境を提供することもできる。
本明細書で使用する場合、「バイオインク」という用語は、本発明の１つ以上のマイクロカプセル（例えば、バイオブロック）を含む液体、半固体（例えば、ゲル）又は固体組成物を指す。例えば、本発明のバイオインクは、マイクロカプセル（例えば、バイオブロック）を含む溶液、懸濁液、ゲル又は濃縮液であってもよい。本発明において、バイオインクは、特定の形状を生成するためにバイオプリンティングに使用することができる。好ましくは、得られた幾何形状をさらに積み重ねて、特定の形状及び構造を有する生物学的構築物を形成することができる。さらに、バイオインク内のマイクロカプセル（例えば、バイオブロック）内の細胞は、バイオプリンティングの前、間及び／又は後に様々な所望の生活活動を行うことができる。好ましい実施形態では、マイクロカプセル（例えば、バイオブロック）内の細胞は、バイオプリンティング前に休眠状態であり、安定した生物学的構築物を形成するためにバイオプリンティング後に増殖して増殖する。好ましい実施形態では、バイオインクは押し出し可能な組成物である。本明細書で使用される「押出可能な」という用語は、組成物が強制的に（例えば、加圧下で）ノズル又はオリフィスを通過することによって成形され得ることを意味する。
一態様では、本出願は、固体支持体及び複数のマイクロカプセルを含む人工組織前駆体に関し、少なくとも１つのマイクロカプセルが固体支持体に付着し、マイクロカプセルが細胞及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含む。図１は、本発明のマイクロカプセルの構造の一例を模式的に示す図である。好ましい実施形態では、細胞は、マイクロカプセル内に均一に分散されていてもよいし、一緒に凝集してマイクロカプセルの内側に位置していてもよい。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は内腔（例えば、循環内腔、消化内腔、呼吸内腔、泌尿器内腔、又は生殖器内腔）前駆体である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔は、上皮細胞（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸、例えば十二指腸、空腸、回腸、盲腸（虫垂を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左腸間膜屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸、直腸）、卵管、血管精管、尿管、膀胱又はリンパ管）を含むが、これらに限定されない。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は管状（例えば、側壁に開口部を有するか又は有しない管）である。側壁に開口のない管状の人工組織前駆体は、狭窄、閉塞、拡張、損傷又は変形した内腔を置換するために、又は内腔バイパス（例えば、血管バイパス）を構築するために使用することができる。側壁に開口部を有する管状の人工組織前駆体を用いて、壊れた内腔を修復することができる。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、シート状（例えば、平面シート又は湾曲シート）である。シート状の人工組織前駆体を用いて、壊れた内腔を修復することができる。
いくつかの好ましい実施形態において、複数のマイクロカプセルは、１つ以上の生物学的構築物を構成する。
いくつかの好ましい実施形態では、１つ以上の生物学的構築物が固体支持体に結合される。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、生理学的条件下（例えば、４〜３７℃、例えば、６〜８のｐＨ、例えば、生理学的条件下で液体剪断）で安定な構造を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、吸引又は圧縮中のマイクロカプセルの破損を回避する機械的強度を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、封入された細胞を機械的に保護する。
本発明のいくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、取り扱い中にマイクロカプセルに封入された細胞に対する機械的損傷（例えば、バイオプリンティング）を低減又は回避することができる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、バイオプリンティング中の細胞に対する機械的損傷を低減することができる。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、同じプリンティング条件下で同じバイオプリンタを使用する細胞の直接バイオプリンティングと比較して、細胞の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、７０％、８０％又は９０％、細胞に対する機械的損傷を減少させることができる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、バイオプリンティング中にマイクロカプセル内の細胞の生物学的活性（例えば、増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝）を維持することができる。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞の少なくとも８０％、８５％、８７．５％、９０％、９２．５％、９５％又は９８％がバイオプリンティング後少なくとも２４時間生存する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞の少なくとも９０％がバイオプリンティング後の少なくとも３時間、６時間、１２時間、１日、２日、４日又は７日間生存する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞の少なくとも８０％、８５％、８７．５％、９０％、９２．５％、９５％又は９８％は、バイオプリンティングの２４時間後に増殖及び／又は分化することができる。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞の少なくとも８０％、８５％、８７．５％、９０％、９２．５％、９５％又は９８％が、バイオプリンティングの２４時間後に正常な代謝を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞の少なくとも８０％、８５％、８７．５％、９０％、９２．５％、９５％又は９８％が、バイオプリンティングの２４時間後に遊走することができる。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞の少なくとも８０％、８５％、８７．５％、９０％、９２．５％、９５％又は９８％が、バイオプリンティングの２４時間後に分泌することができる。
いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセルは、細胞の生活活動のための微小環境を提供する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、細胞が正常な増殖、分化、遊走、分泌又は代謝を構造内で行うことができるように、細胞付着及び伸長に適した空間構造及び微小環境を提供する。微小環境とは、細胞が増殖し、空間的構造、機械的強度、温度、湿度、浸透圧等の物理的要因、ｐＨ、イオン強度等の化学的要因、及び細胞、サイトカインなどを含む生物学的因子が挙げられる。これらの要素はともに細胞の生活活動のための環境を形成し、この環境で増殖する細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び代謝を動的に調節する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、細胞の生活活動のための栄養素を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態では、マイクロカプセルはバイオブロックである。
本発明のバイオブロックは、細胞、細胞を包むコア、及びコアをコーティングするシェルを含み、コア及びシェルはそれぞれ独立して生分解性材料から作られる。本発明のいくつかの好ましい実施形態では、コア及びシェル中の生分解性材料は、取り扱い中にバイオブロック内の細胞への機械的損傷を低減又は回避することができ、物質（例えば、栄養素、細胞外マトリックス、サイトカイン、医薬としての活性成分など）の放出制御を提供し、細胞活動性及び機能（増殖、分化、遊走、分泌又は対処）を促進し、細胞幹性を維持することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、バイオブロックのコアは、細胞が正常な増殖、分化、遊走、分泌又は代謝を構造内で行うことができるように、細胞付着及び伸長に適した空間的構造及び微小環境を提供する。微小環境とは、細胞が増殖し、空間的構造、機械的強度、温度、湿度、浸透圧等の物理的因子、ｐＨ、イオン強度などの化学的因子、及び細胞、サイトカインなどを含む生物学的因子を含むエレメントを含有する。これらのエレメントはともに、細胞の生活活動のための環境を形成し、この環境で増殖する細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び代謝を動的に調節する。いくつかの好ましい実施形態では、コアは、細胞の生活活動、例えば空間構造、栄養素などの微環境を提供することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、バイオブロックのシェルは、包まれた細胞を機械的に保護する。いくつかの好ましい実施形態では、バイオブロック又はバイオブロックのシェルは、三次元パッキングが達成されるようにある種の機械的強度を有する。本発明では、バイオブロック及びそのシェルが適切な機械的保護特性（例えば、適切な硬度及び／又は弾性率）を有することが特に好ましい。一方で、バイオブロック内の細胞は、取り扱い中に外部圧力又はせん断力によって引き起こされる損傷のために、容易に損傷又は死滅する。したがって、バイオブロック及びそのシェルの硬度及び／又は弾性率が低すぎる場合、手動操作後にバイオブロック内の細胞の生存率が著しく低下し、その結果、バイオブロック、又は大量の細胞を使用する必要がある。一方、バイオブロックの硬度及び／又は弾性率が高すぎると、バイオブロック内の細胞の伸長及び移動が制限され、細胞間の連結が確立される異なるバイオブロック中の細胞は妨げられ、有機的な全体（例えば、人工組織）の構築を助長しない。従って、適切な機械的保護特性は、本発明のバイオブロックの様々な取り扱いを可能にするだけでなく、細胞の伸長及び移動及び細胞連結の確立を容易にし、そして有機構築物（例えば、人工組織）であり、特に好ましい。
図２Ａ〜図２Ｅは、本発明のバイオブロックの例示的な構造を概略的に示しており、細胞、細胞をカプセル化するコア、及びコアを囲むシェルを含む。特に、図２Ａは、１つのコアと１つのシェルを含み、細胞がコアにカプセル化され、シェルがコアの外側に位置し、コアを囲む、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示す。図２Ｂは、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示す図であって、内側から外側に向かって、コアを封入するコア、コアを囲む第１のシェル、及び第１のシェルを囲む第２のシェルを含む。図２Ｃは、本発明のバイオブロックの構造を模式的に示したものであり、内部から外部に向かって、第１のコアを封止する第１のコアと、第１のコアの外側に位置し、セルを封入する第２のコアと、第１のコア及び第２のコアを囲むシェルを含む。図２Ｄは、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示しており、内側から外側に向かって、第１のコアを封入するコアと、第１のコアの外側に位置し、セルを封入する第２のコアと、第１のシェル第１のコア及び第２のコアを包囲する第１のシェルと、第１のシェルを囲む第２のシェルとを含む。図２Ｅは、本発明のバイオブロックの構造を概略的に示しており、内部から外部に向かって順に、細胞を封入する第１のコア、第１のコアを囲む第１のシェル、細胞を封入する第２のコア、及び第２のコアを包囲する第２のシェルを含む。
バイオブロックの詳細な説明については、例えば、中国特許出願第２０１６１０２１１５７０．４号及びＰＣＴ国際出願第ＰＣＴ／ＣＮ２０１６／０７８６７８号を参照されたい。これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明のマイクロカプセルの大きさは、特に制限されず、実際のニーズに応じて選択することができる。球状マイクロカプセルの大きさは、通常、その直径によって明確に定義することができる。厳密に定義された状況下で、「直径」という用語は、非球形構造を表すために使用することはできない。しかしながら、本発明において、「直径」という用語は、非球形のマイクロカプセルのサイズを表すために使用される。ここで、直径とは、非球形マイクロカプセルと同体積の球状マイクロカプセルの直径を意味する。換言すれば、本発明では、球形マイクロカプセルの直径は、同じ体積を有する非球形マイクロカプセルのサイズを表すために使用される。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルのサイズ（すなわち、本明細書で定義される直径）は、２０〜２０００μｍ、例えば３０〜１９００μｍ、４０〜１８００μｍ、５０〜１７００μｍ、６０〜１６００ｍ、７０〜１５００ｍ、８０〜１４００ｍ、９０〜１３００ｍ、１００〜１２００ｍ、２００〜１０００ｍ、３００〜８００ｍ、４００〜６００ｍ又は１００〜５００μｍであってもよい。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルのサイズ（すなわち、本明細書で定義される直径）は、２０〜３０、３０〜５０、５０〜１００、１００〜１５０、１５０〜２００、２００〜２５０、２５０〜３００、３００〜３５０、３５０〜４００、４００〜４５０、４５０〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００、９００〜１０００、１０００〜１５００、１５００〜２０００、２０〜５０、２０〜１００、１００〜２００、２００〜４００、５００〜６００、６００〜８００、８００〜１０００又は１０００〜２０００μｍであってもよい。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルのサイズ（すなわち、本明細書で定義される直径）は、少なくとも２０、３０、５０、１００、１２０、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１５００又は２０００μｍである。
本発明のマイクロカプセルの形状は、特に制限はなく、実際の用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、本発明のマイクロカプセルは、球形であっても、所望の形状（例えば、立方体、直角プリズム、六角柱、円筒、又は不規則な形状）であってもよい。例えば、ある構造（例えば、球、立方体、直角プリズム、六角プリズム）を用いて、構築物中にマイクロカプセルを密に充填することができる。
いくつかの好ましい実施形態において、本発明のマイクロカプセルは、固体又は半固体である。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルはゲル状態にある。例えば、本発明のマイクロカプセルのコア及び／又はシェルは、ゲル状態であってもよい。いくつかの好ましい態様において、本発明のマイクロカプセルはヒドロゲルを含む。いくつかの好ましい実施形態では、ヒドロゲルは、アルギン酸塩、アガロース、ゼラチン、キトサン、又は他の水溶性若しくは親水性ポリマーを含む。
いくつかの好ましい態様において、本発明のマイクロカプセルは、混合物の形態で存在する。そのような実施形態では、マイクロカプセルを、混合物中の別のマイクロカプセルと接触させるか、又は融合させることができる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、単離されたマイクロカプセルである。例えば、いくつかの実施形態では、マイクロカプセルは他のマイクロカプセルと直接接触していない。いくつかの好ましい実施形態において、本発明の単離されたマイクロカプセルは、容器中に提供される。
本発明のマイクロカプセルは、種々の方法で調製することができる。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、例えば調製のためのカプセル化装置を使用することによって、ミクロスフェアを作製する方法を使用することによって調製することができる。いくつかの好ましい実施形態において、本発明のマイクロカプセルは、無菌条件下で調製される。いくつかの好ましい実施形態において、本発明のマイクロカプセルは、ＧＭＰワークショップで調製される。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、使用直前に調製される。いくつかの好ましい実施形態において、本発明のマイクロカプセルは、調製後、例えば３時間、６時間、１２時間、１日、２日又は３日間、４℃で保存される。
本発明のマイクロカプセルに含まれる細胞の種類は、特に制限されず、実際のニーズに応じて選択することができる。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、内皮細胞（例えば、血管内皮細胞）、平滑筋細胞（例えば、血管平滑筋細胞）、及び／又は未分化細胞などの上皮細胞を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル中の細胞は、幹細胞（例えば、脂肪由来間葉系幹細胞、骨髄間葉系幹細胞、誘導多能性幹細胞又は胚性幹細胞）などの未分化細胞である。
いくつかの好ましい実施形態において、未分化細胞は、上皮細胞（例えば、内皮細胞）及び／又は平滑筋細胞に分化することができる。
いくつかの好ましい態様において、未分化細胞は、幹細胞（例えば、脂肪由来間葉系幹細胞、骨髄間葉系幹細胞、誘導多能性幹細胞又は胚性幹細胞）及び前駆細胞（例えば、内皮前駆細胞細胞）のうちから１つ以上選択される。
本発明のマイクロカプセルに含まれる細胞の供給源は、特に制限されず、実際のニーズに応じて選択することができる。いくつかの好ましい態様において、細胞は動物、例えば哺乳動物、例えばヒト、類人猿、サル、ゴリラ、ウシ、ブタ、イヌ、ヒツジ又はヤギから得られる。
いくつかの好ましい実施形態では、細胞は、結合組織（例えば、ゆるい結合組織、密な結合組織、弾性組織、網状結合組織及び脂肪組織）、筋肉組織（例えば、骨格筋、平滑筋及び心筋）、尿生殖器組織、胃腸組織、肺組織、骨組織、神経組織及び上皮組織（例えば、単純上皮及び重層上皮）、内胚葉由来組織、中胚葉由来組織及び外胚葉由来組織から選択される組織由来である。
本発明のマイクロカプセルに含まれる細胞の数は、特に制限されず、実際のニーズに応じて選択することができる。例えば、本発明のマイクロカプセルのコアは、１〜１０６細胞、例えば１０〜９００、２０〜８００、３０〜７００、４０〜６００、５０〜５００、６０〜４００、７０〜３００、８０〜〜２００、１０〜１００、１０〜１０３、１０〜１０４、１０〜１０５又は１０〜１０６細胞を含み得る。本発明のいくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、少なくとも１、２、４、６、８、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１５０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１０４、２×１０４、３×１０４、４×１０４、５×１０４、６×１０４、７×１０４、８×１０４、９×１０４、１０５、２×１０５、３×１０５、４×１０５、５×１０５、６×１０５、７×１０５、８×１０５、９×１０５又は１０６細胞を含み得る。本発明のいくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、１〜２、２〜４、４〜６、６〜８、８〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜４０、４０〜５０、５０〜６０、６０〜７０、７０〜８０、８０〜９０、９０〜１００、１００〜１５０、１５０〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜１０００、１０００〜２０００、２０００〜３０００、３０００〜４０００、４０００〜５０００、５０００〜１０４、１０４〜２×１０４、２×１０４〜３×１０４、３×１０４〜４×１０４、４×１０４〜５×１０４、５×１０４〜１０５、１０５〜２×１０５、２×１０５〜３×１０５、３×１０５〜４×１０５、４×１０５〜５×１０５、５×１０５〜１０６、１〜１０、２〜１０、２〜５、５〜１０、１０〜２０、２０〜３０、３０〜５０、２〜２５、２５〜５０、２〜５０、５０〜１００、１００〜２００、５０〜２５０、２５０〜５００、５００〜２０００、２〜１００、２〜５００又は２〜２０００細胞を含み得る。
いくつかの好ましい実施形態では、上記のような上皮細胞（例えば、内皮細胞）、平滑筋細胞及び／又は未分化細胞に加えて、マイクロカプセル内に封入された細胞は、さらなる細胞をさらに含む。いくつかの好ましい実施形態では、追加の細胞は、結合組織（例えば、ゆるい結合組織、密な結合組織、弾性組織、網状結合組織及び脂肪組織）、筋肉組織（例えば、骨格筋、平滑筋、及び心筋）、泌尿生殖器組織、胃腸組織、肺組織、骨組織、神経組織及び上皮組織（例えば、単純上皮及び重層上皮）、内胚葉由来組織、中胚葉由来組織及び外胚葉由来組織からなる群から選択される組織由来である。いくつかの好ましい実施形態において、追加の細胞は、筋細胞（例えば、骨格筋細胞、心筋細胞、平滑筋細胞及び筋芽細胞）、結合組織細胞（例えば、骨細胞、軟骨細胞、線維芽細胞、及び骨芽細胞、軟骨細胞又はリンパ組織に分化する細胞）、骨髄細胞、皮膚細胞、上皮細胞、乳房細胞、血管細胞、血液細胞、リンパ球、神経細胞、シュワン細胞、胃腸細胞、肝細胞、膵臓細胞、肺細胞、気管細胞、角膜細胞、泌尿生殖細胞、腎細胞、脂肪細胞、血管周囲細胞、実質細胞、周皮細胞、中皮細胞、間質細胞、内胚葉由来細胞、中胚葉由来細胞、外胚葉由来細胞、癌由来細胞、細胞株及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルは、細胞及び細胞をカプセル化するコアを含む。いくつかの好ましい実施形態では、コアは、細胞の生活活動のための微小環境を提供する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、細胞が構造内で正常な増殖、分化、遊走、分泌又は代謝を行うことができるように、細胞付着及び伸長に適した空間構造及び微小環境を提供する。微小環境とは、細胞が増殖し、空間的構造、機械的強度、温度、湿度、浸透圧等の物理的因子、ｐＨ、イオン強度などの化学的因子、及び細胞、サイトカインなどを含む生物学的因子を含むエレメントを含む環境を指す。これらのエレメントはともに、細胞の生活活動のための環境を形成し、この環境で増殖する細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び代謝を動的に調節し、又は細胞幹性を維持する。いくつかの好ましい実施形態では、コアは、細胞の生活活動のための栄養素を提供することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、コアは生体適合性材料から作られる。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、コアを包囲するシェルをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルのシェルは、封入された細胞を機械的に保護する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル又はマイクロカプセルのシェルは、３次元パッキングが達成されるようにある種の機械的強度を有する。本発明においては、マイクロカプセル及びそのシェルが機械的保護特性（例えば、適切な硬度及び／又は弾性率）を有することが、特に好ましい。一方で、マイクロカプセル中の細胞は、取り扱い中（例えば、３Ｄ印刷中）に外部圧力又は剪断力によって引き起こされる損傷のために容易に損なわれ又は死ぬ。したがって、マイクロカプセル及びそのシェルの硬度及び／又は弾性率が低すぎると、手動操作後にマイクロカプセル内の細胞の生存率が著しく低下し、マイクロカプセルの適用が制限されたり、大量の細胞を使用すること。他方、マイクロカプセル及びそのシェルの硬度及び／又は弾性率が高すぎると、マイクロカプセル内の細胞の伸長及び移動が制限され、異なるバイオ中の細胞間の細胞連結が確立されるブロックが妨げられ、有機的な全体（例えば、人工組織）の構築を助長しない。したがって、適切な機械的保護特性は、本発明のマイクロカプセルの様々な操作（例えば、３Ｄバイオ印刷又はマイクロカプセルの正確な配置など）が可能になるだけでなく、細胞の伸長及び移動を容易にし、細胞結合の確立、及び有機構築物（例えば、人工組織）の形成を容易にするため、特に好ましい。
いくつかの好ましい実施形態において、本発明のマイクロカプセルのコア及び／又はシェルは、それぞれ、任意に処理される（例えば、コア又はシェルの機械的特性を改善するために、コア固定溶液又はシェル固定溶液による処理）。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア又はマイクロカプセルのシェルは、それぞれ独立して、約０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１５、０．２、０．３又は０．４ＧＰａの硬度を有する。いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア又はマイクロカプセルのシェルは、それぞれ独立して、０．０１〜０．０２、０．０２〜０．０３、０．０３〜０．０４、０．０４〜０．０５、０．０５〜０．０６、０．０６〜０．０７、０．０７〜０．０８、０．０８〜０．０９、０．０９〜０．１、０．１〜０．１５、０．１５〜０．２、０．２〜０．３、０．３〜０．４、０．０１〜０．４、０．０１〜０．０５、０．０５〜０．１、０．１〜０．２、０．２〜０．４、０．０１〜０．１５又は０．０６〜０．１ＧＰａの硬度を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア又はマイクロカプセルのシェルは、それぞれ独立して０．０１〜０．１ＧＰａ又は０．０１〜０．４ＧＰａの硬度を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア又はマイクロカプセルのシェルは、約０．０８３ＧＰａの硬度を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア又はマイクロカプセルのシェルは、それぞれ独立して、約０．０１、０．０５、０．１、０．５、０．８、１、１．２、１．４、１．６、１．８、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、２．４、２．８、３．２、４、１０、２０、３０、４０、５０、８０又は１００ＭＰａの弾性係数を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア又はマイクロカプセルのシェルは、それぞれ独立して、０．０１〜０．０５、０．０５〜０．１、０．１〜０．５、０．５〜０．８、０．８〜１、１〜１．２、１．２〜１．４、１．４〜１．６、１．６〜１．８、１．８〜２、２〜２．４、２．４〜２．８、２．８〜３．２、３．２〜４、４〜１０、１０〜２０、２０〜３０、３０〜４０、４０〜５０、５０〜８０、８０〜１００、０．５〜４、０．５〜１、１〜１．５、１．５〜２、２〜３、０．８〜１．６、１．４〜２．４、０．８〜３．２、０．０１〜１００、１〜１００、１０〜１００又は０．５〜５０ＭＰａの弾性係数を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア又はマイクロカプセルのシェルは、それぞれ独立して、０．０１〜１、０．０１〜１０又は０．０１〜１００ＭＰａの弾性係数を有する。コア又はシェルの機械的保護（例えば、硬度及び弾性係数）は、コア及び／又はシェル中の成分及び／又はそれらの量を配合することによって制御することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、シェルはまた、細胞の生活活動のための微小環境、例えば栄養素を提供することができる。いくつかの好ましい実施形態では、シェルは、生体適合性材料から作製される。
いくつかの好ましい実施形態では、コア及びシェルを作製するために使用される生体適合性材料は、同じであっても異なっていてもよい。しかしながら、コアとシェルとは、その目的に応じて組成が異なることが特に好ましい。理論によって制限されることなく、シェルは大きな機械的保護を提供し、コアは細胞の生活活動に必要な主要な栄養素及び微小環境を提供することが一般に認められている。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、コアはシェルと比較してより多くの栄養を有する。いくつかの好ましい実施形態において、シェルは、コアと比較して、分解速度が低く、硬度及び／又は弾性率がより高い。いくつかの好ましい態様において、シェルは細胞を含まない。
いくつかの好ましい実施形態において、コア及びシェルは、それぞれ、異なる重量比で同じ生体適合性材料を含む。言い換えれば、コアとシェルとは、同じ生体適合性材料から作製されてもよいが、異なる重量比で生分解性材料を含有してもよい。
いくつかの好ましい実施形態では、シェルは透過性である。例えば、シェルは、水、酸素、及び栄養素（糖、例えばグルコース、脂肪、タンパク質、アミノ酸、短いペプチド、ミネラル、ビタミン、サイトカイン、ヌクレオチドなど）に対して透過性である。
半透性（すなわち、選択的に透過性の）シェルの使用は、水、酸素、グルコース、ミネラル又はアミノ酸などの栄養素がシェルを介してコアに入り、コアに供給されることを可能にするので有利であると考えられる細胞に有害であり、コアに入る物質（例えば、宿主の免疫系からの抗体タンパク質）の侵入を阻止することができる。しかしながら、本発明のマイクロカプセル中の透過性シェルの使用は、好ましい及び有利である。特に、透過性のシェルは、栄養素（グルコース、脂肪、タンパク質、アミノ酸、短鎖ペプチド、鉱物、ビタミン、サイトカイン、ヌクレオチドなどの高分子栄養素及び小分子栄養素を含む）を非常に容易かつスムーズに交換し、特定の地域の細胞は十分な栄養を得ることができません。例えば、本発明のマイクロカプセルを用いて大型の人工組織を構築する場合には、透過性のシェルは種々の栄養素の交換を容易にし、人工組織の内部／内部のマイクロカプセル内の細胞を適切な栄養素を得る。さらに、透過性シェルは、異なるマイクロカプセル中の細胞間のシグナル伝達及び細胞結合の確立を促進する。特に、細胞は、成長中に、隣接する又は遠くの細胞とのシグナル伝達及び／又は物質交換を実施し、細胞自身及び隣接する細胞又は遠方の細胞の生活活動に影響を及ぼし又は調節する様々な物質（細胞外マトリックス及び様々なシグナル伝達分子の特定の成分を含む）を分泌する。したがって、選択的に透過性のシェルが使用される場合、細胞間でのシグナル伝達及び／又は物質交換は影響され／妨げられることがあり、例えば、細胞によって分泌される特定の巨大分子シグナル伝達物質（例えば、サイトカインタンパク質）がシェルを通過しないことがあり、これは、有機的な全体（例えば、人工組織）の構築に資するものではない、シグナル伝達及び異なるマイクロカプセル中の細胞間の細胞連結の確立を妨げることがある。従って、本発明のマイクロカプセルには透過性のシェルの使用が好ましい。本発明において、「透過性シェル」という表現は、様々な小分子及び高分子物質（例えば、タンパク質）が自由に通過することができるシェルを意味する。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、シェルは５０００ｋＤａ未満の分子量を有する分子に対して透過性である。例えば、いくつかの実施形態では、シェルは、２００ｋＤａ未満の分子量、又は２００ｋＤａ〜３００ｋＤａ、３００ｋＤａ〜４００ｋＤａ、４００ｋＤａ〜５００ｋＤａ、５００ｋＤａ〜８００ｋＤａ、８００ｋＤａ〜１０００ｋＤａ、１０００ｋＤａ〜１５００ｋＤａ、１５００ｋＤａ〜２０００ｋＤａ、２０００ｋＤａ〜３０００ｋＤａ、３０００ｋＤａ〜４０００ｋＤａ、又は４０００ｋＤａ〜５０００ｋＤａの分子量を有する分子に対して透過性である。いくつかの実施形態において、シェルは、免疫グロブリン（例えば、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ）に対して透過性である。
いくつかの好ましい実施形態では、シェルは、マイクロカプセルの内側及び外側の物質の交換のためのチャネル又は穴を有する。いくつかの好ましい実施形態では、栄養素（糖、例えばグルコース、脂肪、タンパク質、アミノ酸、短いペプチド、ミネラル、ビタミン、サイトカイン、ヌクレオチドなど）がチャネル又は穴を介してマイクロカプセル内に拡散する。いくつかの好ましい実施形態では、チャネルは、少なくとも１０ｎｍ、２０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ又は５００ｎｍの直径を有する。いくつかの好ましい実施形態では、チャネルの直径は、例えば、１ｎｍ〜５μｍ、１０ｎｍ〜２μｍ、１００ｎｍ〜１μｍ、２００〜８００ｎｍなどである。いくつかの好ましい実施形態では、孔は、少なくとも１００ｎｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍ、１０００ｎｍ、１５００ｎｍ、２０００ｎｍ、４０００ｎｍ又は５０００ｎｍの直径を有する。
本発明のマイクロカプセルのシェルの厚さは、特に制限はなく、実際の必要に応じて適宜選択すればよい。例えば、本発明のマイクロカプセルのシェルは、１〜２０μｍ、例えば５〜１５μｍ、例えば８〜１２μｍの厚さを有することができる。特定の実施形態では、本発明のマイクロカプセルのシェルは、約０．１μｍ、０．５μｍ、１μｍ、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、５０μｍの厚さを有することができる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルのシェルは、０．１〜０．５μｍ、０．５〜１μｍ、１〜２μｍ、２〜５μｍ、５〜１０μｍ、１０〜１５μｍ、１５〜２０μｍ、２０〜２５μｍ、２５〜３０μｍ、３０〜５０μｍ、５０〜１００μｍ、１００〜２００μｍ、２００〜３００μｍ、３００〜４００μｍ、４００〜５００μｍ、０．１〜１μｍ、１〜５μｍ、１〜１０μｍ、５〜１０μｍ、１０〜２０μｍ、１０〜３０μｍ、５〜２０μｍ又は１〜２０μｍの厚さを有することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明のマイクロカプセルの外シェルは細胞を含まない。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明の生体適合性材料は生分解性材料を含む。
本発明においては、マイクロカプセルの製造における生分解性材料の使用が特に好ましい。 特に、非分解性材料を使用することは、人工組織前駆体の調製におけるマイクロカプセルの使用に不利である。これは一方では、非分解性材料が得られた人工組織に保持され、従って人工組織の使用が制限されるためである。他方、非分解性材料は、異なるマイクロカプセル中の細胞間の細胞連結の確立を妨害し、これは有機全体（例えば、人工組織）の構築に資するものではないためである。したがって、シェル内での生分解性材料の使用は、人工組織前駆体の調製におけるマイクロカプセルの使用に特に有利であり、好ましい。
いくつかの好ましい実施形態では、生分解性材料は、分解可能な生体材料である。
本発明の実施形態において、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、天然に存在する材料（例えば、動物又は植物に由来する天然生分解性材料、例えば、コラーゲン、フィブリン、キトサン、アルギン酸塩、デンプン、ヒアルロン酸、ラミニン、アガロース、ゼラチン、グルコース、及びそれらの任意の組み合わせ）、合成材料、組換えによって生成される材料、改質材料、又はそれらの任意の組み合わせであってもよい。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、天然生分解性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、天然生分解性材料は、コラーゲン、フィブリン、キトサン、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウムなど）、デンプン、ヒアルロン酸、ラミニン、アガロース、ゼラチン、デキストラン、キチン、セルロース（例えば、バクテリアセルロース）、絹フィブロイン、コンドロイチン硫酸、ヘパリン、フィブリノーゲン、フィブロネクチン、ムコ多糖類、ムチン及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、変性アルギン酸塩、例えば酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、修飾ゼラチン（例えば、変性ゼラチンジアルデヒドデンプン（ＤＡＳ）で架橋されたもの）、改質セルロース（例えば、カルボキシメチルセルロース、酸化再生セルロース）、及びそれらの任意の組み合わせなどの修飾生分解性材料である。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、合成生分解性材料、例えば、ポリホスファゼン、ポリアクリル酸及びその誘導体（例えば、ポリメタクリル酸、アクリル酸とメタクリル酸のコポリマー）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリオルトエステル（ＰＯＥ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリアミノ酸（例えばポリリジン）、分解性ポリウレタン（デンプン変性ポリウレタン）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリビニルアルコール、ポリジオキサノン、ポリ（１，４−ジオキサン−２−オン、ポリ（ｐ−ジオキサノン）、ポリブチレンカーボネート又はそれらの任意の組合せである。
いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、酵素（例えば、細胞によって分泌される酵素）によって分解され得る。異なる生分解性材料は、その分解速度が大きく異なり、分解時間は１ヶ月から数年の範囲である。しかしながら、本発明においては、シェルの製造に使用される生分解性材料は、１ヶ月以内、例えば、３０日以内、２５日以内、２０日以内、１５日以内、１０日以内、５日以内、４日以内、３日以内、２日以内又は１日以内に分解されることが特に好ましい。例えば、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、１〜２日、２〜３日、３〜４日、４〜５日、５〜１０日、１０〜１５日、１５〜２０日、２０〜２５日又は２５〜３０日で分解され得る。マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料が１０日未満で分解されることが特に好ましい。生分解性材料の分解速度は、分子の組成、分子量及び分子の配列（例えば、直鎖又は分岐）に密接に関連する。一般に、分子量が高く、分子配列が近いほど、分解時間は長くなる。したがって、マイクロカプセルの分解速度は、成分及び／又はそれらのシェルの内容物を配合することによって制御することができる。例えば、急速な分解速度に到達させるためには、低含量（例えば、０．５％未満、１％未満、２％未満、３％未満、４％未満又は５％未満）の生分解性材料、低分子量（例えば、５００Ｄａ未満、１ｋＤａ未満、２ｋＤａ未満、３ｋＤａ未満、５ｋＤａ未満又は１０ｋＤａ未満）を有する生分解性材料、及び／又は緩い分子配列を有する生分解性材料を使用することができる。遅い分解速度に到達させるためには、高含量（例えば、０．５％より高く、１％より高く、２％より高く、３％より高く、４％より高く、又は５％より高い）の生分解性材料、高分子量（例えば、５００Ｄａ超、１ｋＤａ超、２ｋＤａ超、３ｋＤａ超、５ｋＤａ超又は１０ｋＤａ超）を有する生分解性材料、及び／又は密接な分子配列を有する生分解性材料使用することができる。さらに、生分解性材料の分解速度は、マイクロカプセルの構造（例えば、多層カプセル化、多孔質表面、多孔性、比表面積など）を変えることによって調整することもできる。さらに、生分解性材料の分解速度は、材料の合成のための重合方法及び共重合体の比率を変えることによって、又は材料を架橋することによっても調整することができる。さらに、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料の分解速度もまた、細胞の生活活動の影響を受ける可能性がある。
本発明においては、マイクロカプセル内の細胞が、有機構築物（例えば、人工組織）を形成するために、増殖、伸長、増殖、遊走、及び他のマイクロカプセル内の細胞との細胞結合を確立できることが特に好ましい。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、異なるマイクロカプセル中の細胞間の細胞連結の確立を促進するために、比較的短い時間（例えば、３０日以下、例えば、１０日以下）で分解され、異なるマイクロカプセル内の細胞間の細胞結合の確立を促進して、阻害又は影響を防ぐ。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、３０日以内、２５日以内、２０日以内、１５日以内、１０日以内、５日以内、４日以内、３日以内、２日以内又は１日以内に分解される。例えば、マイクロカプセルは、１〜２日、２〜３日、３〜４日、４〜５日、５〜１０日、１０〜１５日、１５〜２０日、２０〜２５日、又は２５〜３０日で分解することができる。
様々な生分解性材料が当業者に知られており、それらの分解特性は広く研究されている。例えば、Ａｌｅｘａｎｄｅｒ Ｄ．Ａｕｇｓｔ，Ｈｙｕｎ Ｊｏｏｎ Ｋｏｎｇ，Ｄａｖｉｄ Ｊ．Ｍｏｏｎｅｙ，“Ａｌｇｉｎａｔｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ ａｓ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｂｉｏｓｃｉ．２００６，６，６２３−６３３に記載されていて、これは、参照により本明細書に援用される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの分解は、細胞の生活活動を維持又は促進する微小環境（例えば、栄養素）を提供する。いくつかの好ましい実施形態では、シェルの分解産物は、有機酸、単糖類（例えば、グルコース）、オリゴ糖類、アミノ酸、脂質などの小分子化合物である。このような分解産物は、細胞の代謝活性に関与しており、細胞外マトリックスの合成のために、又は活性に必要なエネルギーの変換のために使用される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料、及びその分解生成物は、細胞に対して非毒性であり、及び／又は宿主に対して非免疫原性である。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、細胞外マトリックス又はその類似体（例えば、エラスチン）を含む。細胞外マトリックス又はその類似体（例えば、エラスチン）の使用は、マイクロカプセル内での細胞の生命活動（特に、細胞の増殖、付着及び拡大、並びに細胞結合の確立）のためにインビボで微小環境と同様の有利な微小環境を提供することができ、したがって、これが好ましい。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの調製に使用される生分解性材料は、コラーゲン（Ｉ型、ＩＩ型又はＩＩＩ型コラーゲン）、フィブリン、キトサン、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）、酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、デンプン、ヒアルロン酸、ラミニン、エラスチン、ゼラチン、デキストラン、ポリアミノ酸（例えば、ポリリジン）、アガロース及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）を含み、例えば、マイクロカプセルは、アルギン酸カルシウム及びゼラチンを含み、場合によりエラスチンをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセルは、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）及びゼラチンを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）を含み、例えば、マイクロカプセルは、アルギン酸カルシウム及びゼラチンを含み、場合によりエラスチンをさらに含む。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）を含む。いくつかの好ましい態様において、マイクロカプセルは、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）及びアガロースを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム及び酸化アルギン酸カルシウム）は、マイクロカプセルの調製に使用することができ、その分解速度は、アルギン酸の酸化度を制御することによって調整することができ、それにより、マイクロカプセルは、その中に封入された細胞の増殖速度と一致する。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、コア及び１つ以上のシェル（例えば、２、３、４又は５つ）を含む。
いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセルのコアの調製に使用される生分解性材料は、コラーゲン（Ｉ型、ＩＩ型又はＩＩＩ型コラーゲン）、フィブリン、キトサン、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）、ヒアルロン酸、アガロース、ゼラチン、デンプン、デキストラン、ポリホスファゼン、ポリアクリル酸及びその誘導体、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリアミノ酸（例えば、ポリリジン）、生分解性ポリウレタン及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルのシェルの調製に使用される生分解性材料は、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）、エラスチン、ポリアミノ酸（例えば、ポリリジン）、酸化アルギン酸塩、ゼラチン、キトサン及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセルのコアの調製に使用される生分解性材料は、コラーゲン（例えば、Ｉ型、ＩＩ型又はＩＩＩ型コラーゲン）を含む。
いくつかの好ましい態様において、マイクロカプセルのシェルの調製に使用される生分解性材料は、ポリアミノ酸（例えば、ポリリジン）及びアルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、栄養素、細胞外マトリックス、サイトカイン、及び／又は医薬として活性な成分などのさらなる薬剤をさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態において、さらなる薬剤は、細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を調節（例えば、促進）することができ、又はさらなる薬剤は細胞の幹細胞性を維持することができる。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を調節する（例えば、促進する）ことができる少なくとも１つ（例えば、１、２、３、４、５つ又はそれ以上）の追加の薬剤、又は細胞の幹細胞性を維持することができる追加の薬剤を含む。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、制御された様式で追加の薬剤を放出することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、栄養素は、ヌクレオチド、アミノ酸、ポリペプチド、炭水化物（例えば、単糖類、オリゴ糖類又は多糖類）、脂質、ビタミンなどを含むが、これらに限定されない。
いくつかの好ましい実施形態では、細胞外マトリックスは、グリコサミノグリカン及びプロテオグリカンなどの多糖類；コラーゲン及びエラスチンなどの構造タンパク質；フィブロネクチン及びラミニンのような付着タンパク質から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、サイトカインは、細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を調節及び制御するためのサイトカインであり得、以下を含むが、これらに限定されない。
−細胞増殖と関連したサイトカイン、例えば、インスリン、インスリン様増殖因子（例えば、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ）、形質転換増殖因子（例えば、ＴＧＦα及びＴＧＦβ）、血管内皮増殖因子、上皮細胞増殖因子、線維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、骨肉腫由来増殖因子、成長ホルモン放出阻害因子、神経成長因子、インターロイキン（例えば、ＩＬ−１、ＩＬ−１１、ＩＬ−３）、エリスロポイエチン、コロニー刺激因子、神経栄養因子、コルチゾール、チロキシン、又はそれらの任意の組み合わせ；
−分化と関連したサイトカイン、例えば、Ｏｃｔ３／４、Ｓｏｘ２、Ｋｌｆ４、ｃ−Ｍｙｃ、ＧＡＴＡ４、ＴＳＰ１、ベータ−グリセロリン酸ナトリウム、デキサメタゾン、ビタミンＣ、インスリン、ＩＢＭＸ、インドメタシン、血小板由来増殖因子ＢＢ（ＰＤＧＦ−１）、５−アザシチジン、又はそれらの任意の組み合わせ；
−細胞遊走と関連したサイトカイン、例えば、サイクリックアデノシン一リン酸、ホスファチジルイノシトール三リン酸、間質細胞由来因子−１、Ｎ−カドヘリン、核因子κＢ、オステオネクチン、トロンボキサンＡ２、Ｒａｓ、又はそれらの任意の組み合わせ；及び／又は
−細胞代謝と関連したサイトカイン、例えば、インスリン増殖因子１、ＴＲＩＰ−Ｂｒ２、ＤＫＫ−１、ｓＲＡＮＫＬ、ＯＰＧ、ＴＲＡＣＰ−５ｂ、ＡＬＰ、ＳＩＲＴ１（２−７）、ＰＧＣ−１α、ＰＧＣ−１β、ＯＰＧ、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−６、ＴＧＦ−β、ＰＧＥ２、Ｇ−ＣＳＦ、ＴＮＦ−α、又はそれらの任意の組み合わせ。
いくつかの好ましい態様において、医薬として活性な成分は、細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を調節（例えば、促進）することができる薬剤であるか、又は細胞の幹細胞性を維持することができる。いくつかの好ましい実施形態では、医薬として活性な成分は、ｒｈＩＬ−２、ｒｈＩＬ−１１、ｒｈＥＰＯ、ＩＦＮ−α、ＩＦＮ−β、ＩＦＮ−γ、Ｇ−ＣＳＦ、ＧＭ−ＣＳＦ、ｒＨｕＥＰＯ、ｓＴＮＦ−Ｒ１及びｒｈＴＮＦ−αからなる群より選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、未分化細胞の、ＴＧＦ−α１、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＶＥＧＦ又はｂ−ＦＧＦのような平滑筋細胞又は内皮細胞への分化を誘導することができるサイトカインを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、脂肪由来間葉系幹細胞及び脂肪由来間葉系幹細胞をカプセル化するコアを含み、好ましくはコアは生分解性材料から作製され；好ましくは、コアは、脂肪由来間葉系幹細胞のステムを維持する微小環境を提供する（例えば、コアは、脂肪由来間葉系幹細胞の幹細胞性を維持するさらなる薬剤を含む）；好ましくは、コアは、脂肪由来間葉系幹細胞の内皮細胞又は平滑筋細胞への分化を誘導するための微小環境を提供する（例えば、コアは、内皮細胞又は平滑筋細胞への脂肪由来間葉系幹細胞の分化を誘導する誘導因子を含む）。いくつかの好ましい実施形態では、脂肪由来間葉系幹細胞の平滑筋細胞への分化を誘導する誘導因子は、ＴＧＦ−α１及びＰＤＧＦ−ＢＢからなる群から選択される。いくつかの好ましい実施形態では、脂肪由来間葉系幹細胞の内皮細胞への分化を誘導する誘導因子は、ＶＥＧＦ及びｂ−ＦＧＦからなる群から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、脂肪由来間葉系幹細胞、脂肪由来間葉系幹細胞をカプセル化するコア、及びコアを囲むシェルを含み；好ましくは、コア及びシェルはそれぞれ独立して生分解性材料から作られ；好ましくは、コアは、脂肪由来の間葉系幹細胞の幹細胞を維持する微小環境を提供する（例えば、コアは、脂肪由来間葉系幹細胞の幹細胞性を維持するさらなる薬剤を含む）；好ましくは、コアは、脂肪由来間葉系幹細胞の内皮細胞又は平滑筋細胞への分化を誘導するための微小環境を提供する（例えば、コアは、脂肪由来間葉系幹細胞の分化誘導を誘導する因子を含む内皮細胞又は平滑筋細胞）である。いくつかの好ましい実施形態では、このようなマイクロカプセルのシェルは、脂肪由来間葉系幹細胞の内皮細胞又は平滑筋細胞への分化を誘導するための微小環境を提供する（例えば、外皮は、脂肪由来の間葉系幹細胞を内皮細胞又は平滑筋細胞に分化させる）。いくつかの好ましい実施形態では、脂肪由来間葉系幹細胞の平滑筋細胞への分化を誘導する誘導因子は、ＴＧＦ−α１及びＰＤＧＦ−ＢＢからなる群から選択される。いくつかの好ましい実施形態では、脂肪由来間葉系幹細胞の内皮細胞への分化を誘導する誘導因子は、ＶＥＧＦ及びｂ−ＦＧＦからなる群から選択される。
本発明の人工組織前駆体において、好ましくは、固体支持体は、生体適合性材料から作製される。
いくつかの好ましい実施形態では、生体適合性材料は生分解性材料を含む。本発明においては、生分解性材料を固体支持体の調製に使用して、人体組織前駆体が被験体の体内に移植された後に連続的に成長する間に固体支持体が徐々に分解することを可能にする人工組織と被験者の自己組織とが完全に融合する。
いくつかの好ましい実施形態では、生分解性材料は、分解可能な生体材料である。
いくつかの好ましい実施形態では、生分解性材料は、天然に存在する生分解性材料（例えば、コラーゲン、ゼラチン、キトサン、ポリヒドロキシブチラート（ＰＨＢ）、キチン、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）、デンプンベースの生体材料（例えば、多糖デンプン）など）、セルロース（例えば、バクテリアセルロース）、シルクタンパク質又はそれらの任意の組み合わせ）であってもよい。
いくつかの好ましい態様において、天然生分解性材料はデンプンである。
いくつかの好ましい実施形態では、生分解性材料は、改善された生分解性材料であり、例えば、改善されたアルギン酸塩、例えば、酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、変性ゼラチン（例えば、ジアルデヒドデンプンで架橋された変性ゼラチン（ＤＡＳ））、変性セルロース（例えば、カルボキシメチルセルロース、酸化再生セルロース）、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
いくつかの好ましい実施形態では、生分解性材料は、合成生分解性材料であり、例えば、脂肪族ポリエステル（例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ））、ポリグリコールさん（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリオルトエステル（ＰＯＥ）、分解性ポリウレタン（例えばデンプン変性ポリウレタン）、ポリビニルアルコール、ポリジオキサノン、ポリ（１，４−ブタンジオール）、ポリ（ｐ−ジオキサノン）、ポリブチレンカーボネート、ポリホスファゼン又はそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
いくつかの好ましい実施形態では、合成生分解性材料は、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ乳酸−ｃｏ−グリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）及び分解性ポリウレタンからなる群から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、生分解性材料は、酵素（例えば、細胞によって分泌される酵素）によって分解され得る。
いくつかの好ましい実施形態では、生分解性材料は、１〜１２ヶ月のインビボ分解時間を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、生体適合性材料は、さらに、非生体分解性材料（例えば、ナイロン、テリレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム、フルオロカーボンシリコーンゴム、天然ゴム、ポリアクリレート、芳香族ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））、非分解性ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリロニトリル、ポリシロキサン、ポリオキシメチレン、ポリ塩化ビニル又はそれらの任意の組み合わせ）を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、生体適合性材料は、非生体分解性材料（ナイロン、テリレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム、フルオロカーボンシリコーンゴム、天然ゴム、ポリアクリレート、芳香族ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））、非分解性ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリロニトリル、ポリシロキサン、ポリオキシメチレン、ポリ塩化ビニル又はそれらの任意の組み合わせ）を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、非生分解性材料は生体不活性である。
いくつかの好ましい実施形態では、固体支持体は管状固体支持体又はシート状固体支持体である。
いくつかの好ましい実施形態では、固体支持体は、鋳型浸漬、エレクトロスピニング、押出鍛造、３Ｄプリンティング又は噴霧によって調製される。
いくつかの好ましい実施形態では、固体支持体は、鋳型浸漬プロセスによって得られる。
いくつかの好ましい実施形態では、鋳型浸漬プロセスは、以下の工程を含む：
（１）固体支持体を調製するために使用される材料（例えば、生分解性材料）を適当な溶媒（クロロホルム、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどの有機溶媒）中に溶解して、調製液を製剤化し；
（２）鋳型を調製液に浸漬した後、鋳型を取り出し、鋳型上の溶媒を揮発させ；そして
（３）工程（２）を複数回繰り返して固体支持体を得て；
場合により、該プロセスは、固体支持体を乾燥、切断及び／又は滅菌させる工程をさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、調製溶液中の固体支持体を調製するための材料の濃度は、０．５重量％〜５重量％、例えば０．５重量％〜１重量％、１重量％〜１．５重量％、１．５重量％〜２重量％、２重量％〜２．５重量％、２．５重量％〜３重量％、３重量％〜３．５重量％、３．５重量％〜４重量％、４重量％〜４．５重量％、又は４．５重量％〜５重量％、例えば、０．５重量％、１重量％、１．５重量％、２重量％、２．５重量％、３重量％、３．５重量％、４重量％、４．５重量％又は５重量％のものである。
いくつかの好ましい実施形態において、固体支持体は、電界紡糸プロセスによって調製される。
いくつかの好ましい実施形態では、電界紡糸プロセスは、以下の工程を含む：
（１）固体支持体を調製するために用いられる材料（例えば、生分解性材料）を適切な溶媒（例えば、クロロホルムなどの有機溶媒）に溶解して調製溶液を調製する工程；
（２）電気紡糸装置中で調製溶液を紡糸して固体支持体を形成する工程；そして
（３）溶媒が揮発した後、固体支持体を電界紡糸装置から分離する工程。
いくつかの好ましい実施形態において、固体支持体は、生物学的構築物の表面上に調製される。
いくつかの好ましい実施形態において、固体支持体は、３Ｄプリンティング又は噴霧によって生物学的構築物の表面上に調製される。
本発明においては、人工組織前駆体を必要に応じて所望の形状に成形することができる。いくつかの好ましい実施形態では、所望の形状の固体支持体と組み合わせた所望の形状の生物学的構築物を調製するために、マイクロカプセルが使用される。いくつかの好ましい実施形態では、所望の形状の固体支持体上に所望の形状の生物学的構築物を調製するために、マイクロカプセルが使用される。特定の好ましい実施形態では、マイクロカプセルを用いて所望の形状の生物学的構築物を調製し、所望の形状の固体支持体を生物学的構築物上に調製する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、所望の形状の１つ以上の生物学的構築物を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、管の形態（例えば、丸形管；例えば、側壁に開口部を有するか又は有しない管）であり、固体支持体は、管状固相支持体（例えば、丸形の形態；例えば、側壁に開口を有するか又は有しない管形態）であり、複数のマイクロカプセルは、１つ以上の管状生物学的構築物を構成する（例えば、円形管の形態で；例えば、側壁に開口部を有する又は有しない管の形態で）、少なくとも１つの管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内壁に取り付けられた外壁を有する。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、管状固体支持体と、側壁に開口部を有さない管状生物学的構築物とを含み、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内壁に取り付けられた外壁を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、複数の管状生物学的構築物を含む。
図３Ａ〜図３Ｅは、複数の管状生物学的構築物を含む管状人工組織前駆体の構造を例示的に示す。図３Ａは、管状の人工組織前駆体の側面図であり、人工組織前駆体は、管状の固体支持体と、側壁に開口を有さない複数の管状生物学的構築物とを含み、前記管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側にあり、管状固体支持体の軸方向に沿って整列しており、各管状生物学的構築物の外壁は管状固体支持体の内壁に取り付けられている。図３Ｂは、管状の人工組織前駆体の上面図であり、人工組織前駆体は、管状の固体支持体と、側壁に開口部を有さない複数の管状生物学的構築物とを含み、前記管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側にあり、管状固体支持体と同軸に配置され、最も外側の管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。図３Ｃは、管状の人工組織前駆体の側面図であり、人工組織前駆体は管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は側壁に開口部を有し、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側にあり、管状固体支持体の軸方向に沿って整列され、各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。図３Ｄは、管状の人工組織前駆体の上面図であり、人工組織前駆体は、管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は、側壁に開口部を有し、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側にあり、管状固体支持体と同軸に配置され、半径方向に整列していて、最も外側の管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に付着される。図３Ｅは、管状の人工組織前駆体の上面図であり、人工組織前駆体は管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は側壁に開口部を有し、管状固体支持体の内部に配置され、管状固体支持体と同軸に配置され、各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられる。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、管状固体支持体、側壁に開口を有する管状生物学的構築物、及び側壁に開口を有さない管状生物学的構築物を含む。
本発明においては、管状の人工組織前駆体及び管状の生物学的構築物及びそれに含まれる管状固体支持体のサイズを必要に応じて設定する。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、１ｃｍ〜４０ｃｍの長さを有する。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、１ｍｍ〜３ｃｍ（例えば、１ｍｍ〜６ｍｍ、６ｍｍ〜８ｍｍ、８ｍｍ〜１０ｍｍ、１０ｍｍ〜１２ｍｍ、１２ｍｍ〜３ｃｍ）の内径を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、均一又は不均一な厚さを有する。例えば、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内壁のある部分に付着され、他の部分は、管状生物学的構築物によって付着されない。例えば、異なる管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内壁の異なる部分に結合される。
いくつかの好ましい実施形態では、管状固体支持体は、１ｃｍ〜４０ｃｍ（例えば、１ｃｍ〜１０ｃｍ、１０ｃｍ〜２０ｃｍ、２０ｃｍ〜３０ｃｍ又は３０ｃｍ〜４０ｃｍ）の長さを有する。
いくつかの好ましい実施形態では、管状固体支持体は、１ｍｍ〜３ｃｍ（例えば、１ｍｍ〜６ｍｍ、６ｍｍ〜８ｍｍ、８ｍｍ〜１０ｍｍ、１０ｍｍ〜１２ｍｍ又は１２ｍｍ〜３ｃｍ）の内径を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、管状固体支持体は、２００μｍ〜１ｍｍ（例えば、２００μｍ〜４００μｍ、４００μｍ〜６００μｍ、６００μｍ〜８００μｍ又は８００μｍ〜１ｍｍ）の厚さを有する。
いくつかの好ましい実施形態では、管状固体支持体は、側壁に開口を有する円形管であり、開口は管状固体支持体の軸方向に沿った両端を通り、管状固体支持体の半径方向断面は、環帯扇形の形状である；いくつかの好ましい実施形態では、環帯扇形は、０より大きく３６０°未満の中心角を有し、例えば０より大きく３０°未満、３０°〜６０°、６０°〜９０°、９０°〜１２０°、１２０°〜１５０°、１５０°〜１８０°、１８０°〜２１０°、２１０°〜２４０°、２４０°〜２７０°、２７０°〜３００°、３００°〜３３０°、又は３３０°より大きく３６０°未満が挙げられる。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物は、１ｃｍ〜４０ｃｍ（例えば、１ｃｍ〜１０ｃｍ、１０ｃｍ〜２０ｃｍ、２０ｃｍ〜３０ｃｍ又は３０ｃｍ〜４０ｃｍ）の長さを有する。
いくつかの好ましい実施形態において、管状生物学的構築物は、１ｍｍ〜３ｃｍ（例えば、１ｍｍ〜６ｍｍ、６ｍｍ〜８ｍｍ、８ｍｍ〜１０ｍｍ、１０ｍｍ〜１２ｍｍ又は１２ｍｍ〜３ｃｍ）の内径を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物は、２００μｍ〜１ｍｍ（例えば、２００〜４００μｍ、４００〜６００μｍ、６００〜８００μｍ又は８００μｍ〜１ｍｍ）の厚さを有する。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物は、側壁に開口部を有する丸形管であり、開口部は、管状生物学的構築物の軸方向に沿った両端を通り、管状生物学的構築物の放射状部分は、環帯扇形の形状である；いくつかの好ましい実施形態では、環帯扇形は０°より大きく３６０°未満の中心角を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体はシートの形態であり、固体支持体はシート状固体支持体であり、複数のマイクロカプセルは１つ以上のシート状生物学的構築物を形成し、少なくとも１つのシート状生物学的構築物がシート状の固体支持体に取り付けられる。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状固体支持体は、平面シート又は湾曲シートである。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状生物学的構築物は、平面シート又は湾曲シートである。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、シート状の固体支持体及びシート状の生物学的構築物を含み、シート状の生物学的構築物の表面の１つがシート状固体支持体の表面に付着する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、シート状固体支持体及び複数のシート状の生物学的構築物を含み、複数のシート状生物学的構築物は、シート状固体支持体の一方の側に位置し、シート状の生物学的構築物の表面は、シート状の固体支持体の表面に付着している。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、シート状固体支持体と、複数のシート状生物学的構築物とを含み、複数のシート状生物学的構築物は、シート状固体支持体の一方の側に積み重ねられ、少なくとも１つのシート様生物学的構築物は、シート状固体支持体の表面に付着した表面を有する。
本発明においては、シート状人工組織前駆体及びシート状生体構造物及びそれに含まれるシート状固体支持体の大きさを必要に応じて設定する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、円形シート、楕円形シート、平行四辺形（例えば、長方形）シート、扇形シート又は不規則シートである。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ（例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍ、１ｍｍ〜２ｍｍ又は２ｍｍ〜３ｍｍ）の厚さを有する。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、０．５ｃｍ２〜５ｃｍ２（例えば、０．５ｃｍ２〜１ｃｍ２、１ｃｍ２〜１．５ｃｍ２、１．５ｃｍ２〜２．５ｃｍ２、２．５ｃｍ２〜２．５ｃｍ２又は３．５ｃｍ２〜５ｃｍ２）の面積を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、均一又は不均一な厚さを有する。例えば、シート状生物学的構築物は、シート状固体支持体の特定の部分に付着され、他の部分は、シート状生物学的構築物によって付着されない。例えば、シート状生物学的構築物は、シート状固体支持体の異なる部分に付着される。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状固体支持体は、丸形シート、楕円形シート、平行四辺形（例えば矩形）シート、扇形シート又は不規則なシート、又はほぼ丸い、楕円形の平行四辺形（例えば矩形）又は扇形シートである。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状固体支持体は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ（例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍ、１ｍｍ〜２ｍｍ又は２ｍｍ〜３ｍｍ）の厚さを有する。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状固体支持体は、０．５ｃｍ２〜５ｃｍ２（例えば、０．５ｃｍ２〜１ｃｍ２、１ｃｍ２〜１．５ｃｍ２、１．５ｃｍ２〜２．５ｃｍ２、２．５ｃｍ２〜２．５ｃｍ２又は３．５ｃｍ２〜５ｃｍ２）の面積を有する。
シート状の生物学的構築物は、丸形シート、楕円形シート、平行四辺形（例えば矩形）シート、扇形シート又は不規則シート、又はほぼ円形、楕円形、平行四辺形（例えば矩形）又は扇形シートである。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状の生物学的構築物は、２０μｍ〜３ｍｍ（例えば、２０μｍ〜１００μｍ、１００μｍ〜５００μｍ、５００μｍ〜１ｍｍ、１ｍｍ〜２ｍｍ又は２ｍｍ〜３ｍｍ）の厚さを有する。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状生物学的構築物は、０．５ｃｍ２〜５ｃｍ２（例えば、０．５ｃｍ２〜１ｃｍ２、１ｃｍ２〜１．５ｃｍ２、１．５ｃｍ２〜２．５ｃｍ２、２．５ｃｍ２〜２．５ｃｍ２又は３．５ｃｍ２〜５ｃｍ２）の面積を有する。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明の人工組織前駆体において、少なくとも１つのマイクロカプセル又は少なくとも１つの生物学的構築物が固体支持体で固定化される。
いくつかの好ましい実施形態では、少なくとも１つのマイクロカプセル又は少なくとも１つの生物学的構築物が固体支持体に化学的に付着される。
いくつかの好ましい実施形態では、少なくとも１つの生物学的構築物が付着剤で固体支持体に付着され、より好ましくは付着剤は医療用付着剤である。
本発明で使用することができる医療用付着剤には、これらに限定されないが、以下を含む：
軟組織用の医療用付着剤、例えば、オクチル２−シアノアクリレートを主成分とする組織付着剤；フィブリン付着剤（ＦＳ、主にフィブリノーゲン＋トロンビン、Ｃａ２＋及び第ＶＩＩＩ因子を含む）；
硬組織用の医療用付着剤、例えば、歯科用の合成樹脂付着剤、例えば、（１）メタクリレート類：４−ＥＭＴＡ（４−メタクリロイルオキシエチルトリメリテート）、ｐｈｅｎｙｐ（メタクリロイルオキシエチルフェニルホスフェート）、Ｂｉｓ−ＧＭＡ（ビス−グリシジルメタクリレート）などであり、これらは齲蝕の充填及び象牙質の結合に使用される、
（２）ポリアクリル酸塩＋酸化亜鉛又は特殊なガラスフィラーのようなポリカルボン酸（これは主に歯の穴を満たし、ポリメチルメタクリレートで結合し修復するために使用される）； 骨付着剤（アクリル系セメントとポリメチルメタクリル（ＰＭＭＡ）等を主成分とする骨セメントとして一般に知られている）。
好ましくは、医療用付着剤は、α−シアノアクリレート（例えばメチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、オクチルα−シアノアクリレート、例えばｎ−オクチルα−シアノアクリレート）を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、付着剤は、バイユン（Ｂａｉｙｕｎ）医療付着剤タイプＥＣ（主成分：ｎ−オクチルα−シアノアクリレート（５０８））を主付着剤として、市販されている医療用付着剤、添加剤（医療グレードのポリメチルメタクリレート）、又はＦＡＬ医療用付着剤（組成：９９％ｎ−ブチルα−シアノアクリレート（ＮＢＣＡ／５０４）及び１％ｎ−オクチルα−シアノアクリレート（ＮＯＣＡ／５０８））が存在する。
いくつかの好ましい実施形態では、医療用付着剤の硬化時間は、良好な付着効果を達成するために医療用付着剤の濃度を調整することによって調節され得る。医療用付着剤は、適切な溶媒で希釈することができ、例えば、医療用付着剤を酢酸エチルで希釈する。溶媒は、医療グレードの酢酸エチル、医学的等級のポリメチルメタクリレートのような医学的等級のエステル溶媒から選択することができる。
別の態様では、本出願は、上記のような人工組織前駆体を調製する様々な方法を提供する。
方法１：チューブの形態である人工組織前駆体を調製する方法であって、以下：
（Ｉ）管状（例えば、円形管状で、例えば、側壁に開口部を有する又は有しない管の形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
（１）マイクロカプセルの表面の全体又は一部に付着した第の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１成分は第１の薬剤に含まれる；
（２）一時支持体の表面の所定の領域に第２成分を含む第２の薬剤をコーティングする工程であって、第１成分と第２成分とが接触した場合に粘着作用を達成する粘着作用を生じさせ；一次支持体は、管状又は円筒状の支持体（例えば、側壁に開口部を有しない円形管、側壁に開口部を有する円形管、円筒又は円周の一部に沿って配置される円柱）であり、所定の領域は一次支持体の曲面上に位置する；場合により、第２の薬剤をコーティングする前に、一時的支持体の表面の所定の領域に基材材料をコーティングすることを含む。
（３）第２の薬剤でコーティングされた所定領域上に、工程（１）において表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを配置し、それにより、マイクロカプセルの表面上の第１成分は、所定領域上の第２成分と接触させて、粘性効果を生じさせ、それにより、管構造である第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブル（付着）させ；
場合により、この方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
（５）前工程において生じさせた構造上に、工程（１）において表面の全体又は一部に付着させた第１成分を有するマイクロカプセルを配置し、それにより、マイクロカプセルの表面上の第１成分は、前工程において生じさせた構造上の第２成分と接触させて、粘性効果を生じさせ、それにより、前工程で生じさせた構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブル（付着）させる工程；
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回以上反復する工程；
それにより、管状生物学的構築物を得る。
場合により、本方法は、側壁に開口部を備えた丸形管状の生物学的構築物を付着して、側壁に開口部を有さない丸い管状の生物学的構築物を提供することをさらに含む。
場合により、本方法は、管状生物学的構築物を一時的支持体から分離する工程をさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は、３Ｄプリンタの回転ロッドなどの曲面を有するプリンティングプラットフォームである。
いくつかの好ましい実施形態では、基板材料は、温度感受性材料であり、例えば、ゼラチン、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド−ポリエチレングリコールブロック共重合体、ポリエチレングリコール共重合体（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコール共重合体）、ポリヒドロキシエチルアクリレート、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ又はプルロニックＦ１２７が挙げられる。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は、温度感受性材料（例えば、ゼラチン、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド−ポリエチレングリコールブロック共重合体、ポリエチレングリコール共重合体（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコール共重合体）、ポリヒドロキシエチルアクリレート、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ又はプルロニックＦ１２７）から作製される筒状又は円形管である。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は円柱である。図４Ａは、一時的支持体としてのシリンダを例示的に示す。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は円柱である。図４（ｂ）に示すように、所定の領域は、シリンダの側面全体であるため、工程（３）で得られた第１層目の構造は、側壁の開口がない円形筒構造である。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は円柱である。図４（ｃ）に示すように、所定の領域は、シリンダの展開されていない側面の矩形であり、所定の領域は、シリンダの軸方向においてシリンダ側面を通過することにより、工程（３）において得られた第１の層構造は、側壁に開口部を有さない丸形管状構造である。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は円柱である。図４（ｄ）に示すように、所定の領域は、シリンダの展開されていない側面の矩形であり、所定の領域は、シリンダの側面をシリンダ周方向に貫通しており、工程（３）において得られた第１の層構造は、側壁に開口部を有さない丸形管状構造である。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は円柱である。図４（ｅ）に示すように、所定の領域は、シリンダの展開されていない側面上の矩形であり、所定の領域は、シリンダの軸方向又は周方向においてシリンダの側面を通過しないため、工程（３）で得られた第１の層構造は、側壁に開口部を有する丸形管状構造である。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（３）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、工程（２）において第２の薬剤でコーティングされた所定の領域に置いた後に、０．１秒〜６０秒（例えば、０．１秒〜１秒、１秒〜５秒、５秒〜１０秒、１０秒〜１５秒、１５秒〜２０秒、２０秒〜２５秒、２５秒〜３０秒、３０秒〜３５秒、３５秒〜４０秒、４０秒〜４５秒、４５秒〜５０秒、５０秒〜５５秒又は５５秒〜６０秒）の間、放置される。静置工程は、マイクロカプセルの表面上の第１成分と所定の領域上の第２成分との完全な接触及び相互作用を容易にして、マイクロカプセルを第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物を調製する方法は、バイオプリンティングプロセスによって実施される。
いくつかの好ましい実施形態において、バイオプリンティングプロセスは、プリンタ（例えば、３Ｄバイオプリンタ）を使用して実行される。あるいは、自動印刷プロセス又は非自動化機械プロセスを用いてバイオプリンティングプロセスが実行される。又は、バイオプリンティングプロセスが、手動配置又は手動堆積（例えば、ピペットを使用すること）によって実行される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、押出プリンティングプロセス又はモジュラープリンティングプロセスのいずれかを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は、モジュラープリンティングプロセス、押し出しプリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は、モジュラープリンティングプロセス、押出プリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態において、生物学的構築物は、３Ｄバイオプリンタを使用することによって調製される。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、マイクロカプセルを提供するための第１のインクカートリッジ、第２の薬剤を提供するための第２のインクカートリッジ、第１のプリンタヘッド、及び第２のインクカートリッジに接続された第２のプリンタヘッドを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、基板材料を提供するための第３のインクカートリッジと、第３のプリンタヘッドとをさらに備える。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、第１の薬剤を提供するための第４のインクカートリッジをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、本方法は、以下の工程を含む：
（１）３Ｄバイオプリンタの第１のインクカートリッジにおいて表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを提供し、３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに第２成分を含む第２の薬剤を提供する工程であって、ここで、第１成分と第２成分とが接触しているときに付着作用を達成するために粘着性作用を生じさせることができ、
（２）３Ｄバイオプリナーの第２のインクカートリッジに接続された第２のプリンタヘッドを介して、回転ロッドの曲面の所定の領域に第２の薬剤をプリントする工程；場合により、第２の薬剤をプリントする前に所定の領域に基質材料をプリントする工程；
（３）マイクロカプセルの表面の第１成分が、所定領域の第２成分と接触するように、３Ｄプリンタの第１のプリンタヘッドを介して、工程（２）で第２剤がプリントされた所定領域に工程（１）でマイクロカプセルをプリントし、粘着作用を生じさせ、それにより、第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；
場合により、該方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤を第２のプリンタヘッドを介してプリントする工程；
（５）マイクロカプセルの表面上の第１成分が、前工程で生成された構造上の第２成分と接触するように、第１のプリンタヘッドを介して、前工程で生成された構造上に工程（１）のマイクロカプセルをプリントし、粘性作用を生じさせ、それにより、前工程で生成された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、管状生物学的構築物を得る。
方法２：チューブの形態である人工組織前駆体を調製する方法であって、以下：
（Ｉ）管状（例えば、円形管の形状で、例えば、側壁に開口部を有する又は有しない管の形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程
を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、管生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される。
（１）表面の全体又は一部に付着した第１成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程、好ましくは、第１成分は第１の薬剤に含まれる；
（２）一時的支持体の表面上に所定の環状（例えば円形又は環帯扇形）パターンを第２成分を含む第２の薬剤で描かれ、それにより、第１の構成要素と第２の構成要素が互いに接触している場合に、粘着性作用を生じさせて、付着作用を達成することができる工程；前記一時的支持体は少なくとも１つの平面を有し、前記環状パターンは一時的支持体の平面上に位置される；
（３）工程（１）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、第２の薬剤を用いて描かれた所定の環状パターン上に配置し、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分が、環状パターンの第２成分と接触して、粘着性作用を生じさせ、それにより、第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブル（付着）させる工程、第１の層構造は環状構造である；
（４）環状構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
（５）工程（１）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程において生成された構造上に配置し、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分が、前工程において生成された構造上の第２成分と接触して、粘着性作用を生じさせ、それにより、前工程において生成された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブル（付着）させる工程；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、管状生物学的構築物を得る。
場合により、本方法は、側壁に開口部を備えた丸形管状の生物学的構築物を付着して、側壁に開口部を有さない丸形管状の生物学的構築物を提供することをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は３Ｄプリンタのプリンティングプラットフォームである。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（３）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、工程（２）において描かれた所定の領域に置いた後に、０．１秒〜６０秒（例えば、０．１秒〜１秒、１秒〜５秒、５秒〜１０秒、１０秒〜１５秒、１５秒〜２０秒、２０秒〜２５秒、２５秒〜３０秒、３０秒〜３５秒、３５秒〜４０秒、４０秒〜４５秒、４５秒〜５０秒、５０秒〜５５秒又は５５秒〜６０秒）の間、放置される。静置工程は、マイクロカプセルの表面上の第１成分と所定の領域上の第２成分との完全な接触及び相互作用を容易にして、マイクロカプセルを第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物を調製する方法は、バイオプリンティングプロセスによって実施される。
いくつかの好ましい実施形態において、バイオプリンティングプロセスは、プリンタ（例えば、３Ｄバイオプリンタ）を使用して実行される。あるいは、自動印刷プロセス又は非自動化機械プロセスを用いてバイオプリンティングプロセスが実行される。又は、バイオプリンティングプロセスが、手動配置又は手動堆積（例えば、ピペットを使用すること）によって実行される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、押出プリンティングプロセス又はモジュラープリンティングプロセスのいずれかを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は、モジュラープリンティングプロセス、押し出しプリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は、モジュラープリンティングプロセス、押出プリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされる。
ここで、生物学的構築物は、３Ｄバイオプリンタによって調製される。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、マイクロカプセルを提供するための第１のインクカートリッジ、第２の薬剤を提供するための第２のインクカートリッジ、第１のプリンタヘッド、及び第２のインクカートリッジに接続された第２のプリンタヘッドを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、補助材料を提供するための第３のインクカートリッジと、第３のプリンタヘッドとをさらに備える。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、第１の薬剤を提供するための第４のインクカートリッジをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、本方法は、以下の工程を含む：
（１）３Ｄバイオプリンタの第１のインクカートリッジにおいて表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを提供し、３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに第２成分を含む第２の薬剤を提供する工程であって、ここで、第１成分と第２成分とが接触しているときに付着作用を達成するために粘着性作用を生じさせることができ、
（２）３Ｄバイオプリナーの第２のインクカートリッジに接続された第２のプリンタヘッドを介して、プリンティングプラットフォーム上に第２の薬剤で環状パターン（例えば、円形環状又は環帯扇形）を描く工程；
（３）マイクロカプセルの表面の第１成分が、環状パターンの第２成分と接触するように、３Ｄプリンタの第１のプリンタヘッドを介して、工程（２）において描かれた環状パターン上に工程（１）においてマイクロカプセルをプリントして、粘着作用を生じさせ、それにより、第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；
場合により、該方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤を第２のプリンタヘッドを介してプリントする工程；
（５）マイクロカプセルの表面上の第１成分が、前工程で生成された構造上の第２成分と接触するように、第１のプリンタヘッドを介して、前工程で生成された構造上に工程（１）のマイクロカプセルをプリントし、粘性作用を生じさせ、それにより、前工程で生成された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、管状生物学的構築物を得る。
円形環状及び環帯扇形の例示的なパターンを図５Ａに示す。
方法３：シート状形態の人工組織前駆体を調製する方法、該方法は、以下の工程を含む：
（Ｉ）シート状（例えば、平面シートの形状、又は湾曲シートの形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）シート状生物学的構築物をシート状の固体支持体に付着させる工程を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
（１）表面の全体又は一部に付着した第１成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１成分は第１の薬剤に含まれる；
（２）一時支持体の表面の所定の領域に第２成分を含む第２の薬剤をコーティングする工程であって、第１成分と第２成分が接触した場合に粘着作用を達成する粘着作用を生じさせ工程、 前記一時的支持体は少なくとも１つの平面を有し、前記所定領域は前記一時的支持体の平面上に位置する；
（３）工程（１）において表面の全体又は一部に付着させた第１成分を有するマイクロカプセルを、第２の剤でコーティングされた所定領域に配置し、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分が、所定領域で第２成分と接触して、粘着性作用を生じさせ、それにより、マイクロカプセルを第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）工程、第１の層構造はシート状の構造である；
場合により、この方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
（５）工程（１）で表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で作製した構造体上に置き、それにより、マイクロカプセル表面の第１成分が、前工程で生成された構造上の第２成分と接触して、それにより、マイクロカプセルを前工程で生成された構造上の別の層構造にアセンブルされる（付着される）；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、平面上のシート状生物学的構築物を得ることを含み、
場合により、この方法は、湾曲したシート状の生物学的構築物を得るために、平面状のシート状生物学的構築物を曲げる工程をさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、所定の領域は、平行四辺形（例えば、長方形）領域、円形領域、楕円領域、扇形領域又は不規則領域である。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は３Ｄプリンタのプリンティングプラットフォームである。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（３）において、第１成分が表面の全体又は一部に付着したマイクロカプセルを、工程（２）において第２の薬剤が塗布された所定の領域に配置された後、０．１〜６０秒間放置する。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（３）において、第１成分が表面の全体又は一部に付着したマイクロカプセルを、工程（２）において第２の薬剤が塗布された所定の領域に配置された後、０．１秒〜６０秒（例えば、０．１秒〜１秒、１秒〜５秒、５秒〜１０秒、１０秒〜１５秒、１５秒〜２０秒、２０秒〜２５秒、２５秒〜３０秒、３０秒〜３５秒、３５秒〜４０秒、４０秒〜４５秒、４５秒〜５０秒、５０秒〜５５秒、又は５５秒〜６０秒）の間放置する。静置工程は、マイクロカプセルの表面上の第１成分と所定の領域上の第２成分との完全な接触及び相互作用を容易にして、マイクロカプセルを第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）。
いくつかの好ましい実施形態では、管状生物学的構築物を調製する方法は、バイオプリンティングプロセスによって実施される。
いくつかの好ましい実施形態において、バイオプリンティングプロセスは、プリンタ（例えば、３Ｄバイオプリンタ）を使用して実行される。あるいは、自動印刷プロセス又は非自動化機械プロセスを用いてバイオプリンティングプロセスが実行される。又は、バイオプリンティングプロセスが、手動配置又は手動堆積（例えば、ピペットを使用すること）によって実行される。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、押出プリンティングプロセス又はモジュラー印刷プロセスのいずれかを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は、モジュラープリンティングプロセス、押し出しプリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は、モジュラープリンティングプロセス、押出プリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされる。
いくつかの好ましい実施形態において、生物学的構築物は、３Ｄバイオプリンタを使用することによって調製される。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、マイクロカプセルを提供するための第１のインクカートリッジ、第２の薬剤を提供するための第２のインクカートリッジ、第１のプリンタヘッド、及び第２のインクカートリッジに接続された第２のプリンタヘッドを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、第１の薬剤を提供するための第３のインクカートリッジをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、本方法は、以下の工程を含む：
（１）３Ｄバイオプリンタの第１のインクカートリッジにおいて表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを提供し、３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに第２成分を含む第２の薬剤を提供する工程であって、ここで、第１成分と第２成分とが接触しているときに付着作用を達成するために粘着性作用を生じさせることができ、
（２）３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに接続した第２のプリンタヘッドを介して、プリンティングプラットフォームの所定領域に第２の薬剤をプリンティングする工程；
（３）マイクロカプセルの表面の第１成分が、所定領域の第２成分と接触するように、３Ｄプリンタの第１のプリンタヘッドを介して、工程（２）で第２剤がプリントされた所定領域に工程（１）でマイクロカプセルをプリントし、粘着作用を生じさせ、それにより、第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；
場合により、該方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤を第２のプリンタヘッドを介してプリントする工程；
（５）マイクロカプセルの表面上の第１成分が、前工程で生成された構造上の第２成分と接触するように、第１のプリンタヘッドを介して、前工程で生成された構造上に工程（１）のマイクロカプセルをプリントし、粘性作用を生じさせ、それにより、前工程で生成された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、シート状生物学的構築物を得る。
場合により、本方法は、湾曲したシート状の生物学的構築物を与えるために、平面状のシート状生物学的構築物を曲げることをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、所定の領域は、平行四辺形（例えば、長方形）領域、円形領域又は楕円形領域である。
いくつかの好ましい実施形態では、一時的支持体は３Ｄプリンタのプリンティングプラットフォームである。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（３）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、工程（２）において第２の薬剤でコーティングした小堤領域に配置後、０．１秒〜６０秒間放置する。
いくつかの好ましい実施形態では、シート状生物学的構築物は、３Ｄバイオプリンタを使用することによって調製される。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、マイクロカプセルを提供するための第１のインクカートリッジ、第２の薬剤を提供するための第２のインクカートリッジ、第１のプリンタヘッド、及び第２のインクカートリッジに接続された第２のプリンタヘッドを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、第１の薬剤を提供するための第３のインクカートリッジをさらに含む。
好ましい実施形態では、方法は、以下の工程を含む：
（１）３Ｄバイオプリンタの第１のインクカートリッジにおいて表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを提供し、３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに第２成分を含む第２の薬剤を提供する工程であって、ここで、第１成分と第２成分とが接触しているときに付着作用を達成するために粘着性作用を生じさせることができ、
（２）３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに接続した第２のプリンタヘッドを介して、プリンティングプラットフォームの所定領域に第２の薬剤をプリンティングする工程；
（３）マイクロカプセルの表面の第１成分が、所定領域の第２成分と接触するように、３Ｄプリンタの第１のプリンタヘッドを介して、工程（２）で第２剤がプリントされた所定領域に工程（１）でマイクロカプセルをプリントし、粘着作用を生じさせ、それにより、第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；
場合により、該方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤を第２のプリンタヘッドを介してプリントする工程；
（５）マイクロカプセルの表面上の第１成分が、前工程で生成された構造上の第２成分と接触するように、第１のプリンタヘッドを介して、前工程で生成された構造上に工程（１）のマイクロカプセルをプリントし、粘性作用を生じさせ、それにより、前工程で生成された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、シート状生物学的構築物を得る。
方法４：シートの形態である人工組織前駆体を調製する方法、該方法は以下の工程を含む：
（Ｉ）方法３においてシート状生物学的構築物を調製する方法に従ってシート状生物学的構築物を調製する工程；そして
（ＩＩ）固体支持体を調製するための材料（例えば、生体適合性材料）を提供し、及びシート状生物学的構築物上にシート状固体支持体を調製する工程。
いくつかの好ましい実施形態では、シート様固体支持体は、３Ｄプリンティング又は噴霧プロセスによって調製される。
方法５：チューブの形態である人工組織前駆体を調製する方法であって、該方法は以下の工程を含む：
（Ｉ）方法３のシート状生物学的構築物を調製する方法に従ってシート状生物学的構築物を調製する工程；
（ＩＩ）工程（Ｉ）で調製されたシート状生物学的構築物を曲げ、及び／又はシート状生物学的構築物のエッジを付着して管状生物学的構築物を得る工程；そして
（ＩＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程。
方法６：チューブの形態である人工組織前駆体を調製する方法であって、該方法は以下の工程を含む：
（Ｉ）方法１又は方法２において管状生物学的構築物を調製する方法に従って調製された管状生物学的構築物を調製する工程；
方法３のシート状生物学的構築物の調製方法に従ってシート状生物学的構築物を調製し；次に、シート状の生物学的構築物を曲げ、及び／又はシート状生物学的構築物のエッジを付着させて管状生物学的構築物を得る工程；そして
（ＩＩ）固体支持体を調製するための材料（例えば、生体適合性材料）を提供し、及び管状生物学的構築物の外壁上に管状固体支持体を調製する工程。
いくつかの好ましい実施形態において、管状固体支持体は、３Ｄプリンティング又は噴霧プロセスによって調製される。
方法１〜方法６のいずれか１つに定義される人工組織前駆体の調製方法は、生物学的構築物を成形することをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、成形剤（例えば、α−シアノアクリレートを含有する市販の医療用付着剤）を、生物学的構築物の所望の構造安定性及び厚さに従って生物学的構築物に噴霧する。噴霧された成形剤の層の数はより多く、生物学的構築物の構造はより安定であり、及び／又はその厚さはより大きい。
いくつかの好ましい実施形態では、生物学的構築物を成形するための方法は、以下の工程を含む：
１）医療用付着剤が固化するまで、生物学的構築物の表面に医療用付着剤の層を吹き付ける工程；
２）医療用付着剤を噴霧した生物学的構築物の表面に細胞培養培地を滴下し、培地を均一に塗抹する工程；
３）医療用付着剤を再び噴霧する工程、ここで、医療用付着剤は、培地中のアニオンの作用下で急速に凝固する；
４）任意に、工程２）及び３）を繰り返す工程。
生物学的構築物を安定かつ強固にするために、生物学的構築物の表面に医療用付着層を上記の方法によって形成することができる。この方法はまた、生物学的構築物の厚さを調整して、構築物と固体支持体との適合を容易にするために使用され得る。
方法７：管状又はシート状の人工組織前駆体を調製する方法であって、該方法は以下の工程を含む：
（１）表面の全体又は一部に付着した第１成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；いくつかの好ましい実施形態では、第１成分は第１の薬剤に含まれる；
（２）固体支持体を提供し、固体支持体の表面の所定領域に第２成分を含む第２の薬剤をコーティングする工程、ここで、第１成分及び第２成分が互いに接触している場合に、粘着性作用は、付着作用を達成するために生じされ得る。
（３）工程（１）において表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを第２剤で被覆された所定領域に配置し、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分が、粘着性作用を生じさせ、それによりマイクロカプセルを固体支持体の表面上の第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）工程；
場合により、この方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
（５）工程（１）で表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で作製した構造体上に配置し、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分は、前工程で生成した構造物上で第２成分と接触させて、それにより、マイクロカプセルを前工程で生成された構造上の別の層構造にアセンブルさせる（付着させる）；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、人工組織前駆体を得る。
いくつかの好ましい実施形態では、固相支持体は、管状又はシート状支持体である。
いくつかの好ましい実施形態では、固相支持体は、管状固相支持体であり、所定領域は固相支持体の内壁に位置される。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（３）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、工程（２）において第２の薬剤でコーティングされた所定の領域に置いた後に、０．１秒〜６０秒（例えば、０．１秒〜１秒、１秒〜５秒、５秒〜１０秒、１０秒〜１５秒、１５秒〜２０秒、２０秒〜２５秒、２５秒〜３０秒、３０秒〜３５秒、３５秒〜４０秒、４０秒〜４５秒、４５秒〜５０秒、５０秒〜５５秒又は５５秒〜６０秒）の間、放置される。静置工程は、マイクロカプセルの表面上の第１成分と所定の領域上の第２成分との完全な接触及び相互作用を容易にして、マイクロカプセルを第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、３Ｄバイオプリンタを使用することによって調製される。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、マイクロカプセルを提供するための第１のインクカートリッジ、第２の薬剤を提供するための第２のインクカートリッジ、第１のプリンタヘッド、及び第２のインクカートリッジに接続された第２のプリンタヘッドを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、３Ｄバイオプリンタは、第１の薬剤を提供するための第３のインクカートリッジをさらに含む。
好ましい実施形態では、本方法は、以下の工程を含む：
（１）３Ｄバイオプリンタの第１のインクカートリッジにおいて表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを提供し、３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに第２成分を含む第２の薬剤を提供する工程であって、ここで、第１成分と第２成分とが接触しているときに付着作用を達成するために粘着性作用を生じさせることができ、
（２）３Ｄバイオプリンタの第２のインクカートリッジに接続した第２のプリンタヘッドを介して、固相支持体の所定領域に第２の薬剤をプリンティングする工程；
（３）マイクロカプセルの表面の第１成分が、所定領域の第２成分と接触するように、３Ｄプリンタの第１のプリンタヘッドを介して、工程（２）で第２剤がプリントされた所定領域に工程（１）でマイクロカプセルをプリントし、粘着作用を生じさせ、それにより、第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；
場合により、該方法は、以下の工程をさらに含む：
（４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤を第２のプリンタヘッドを介してプリントする工程；
（５）マイクロカプセルの表面上の第１成分が、前工程で生成された構造上の第２成分と接触するように、第１のプリンタヘッドを介して、前工程で生成された構造上に工程（１）のマイクロカプセルをプリントし、粘性作用を生じさせ、それにより、前工程で生成された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着させる）工程；そして
（６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上、例えば、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも１０回、少なくとも１５回、少なくとも２０回、少なくとも３０回、少なくとも４０回、少なくとも５０回、少なくとも１００回、少なくとも２００回、少なくとも５００回、又はそれ以上で反復する工程
を含み、それにより、人工組織前駆体を得る。
本発明の人工組織前駆体の調製方法において、好ましくは、第１成分及び／又は第２成分は生体適合性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分及び／又は第２成分は、生体由来材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分及び／又は第２成分は生分解性材料である。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分及び第２成分は、接触時に強い相互作用（例えば、化学反応）が可能であり、付着効果を達成するべく粘着性の効果を生じる。このような付着効果は、細胞と細胞との間、細胞と組織との間、及び組織と組織との間の付着を達成するだけでなく、細胞／組織と外部物質との間の付着を達成することができる。このような付着効果は、以下からなる群から選択される少なくとも１つの特性を有する：（１）安全で信頼性があり、非毒性であり、非発癌性であり、非催奇性であり、非突然変異誘発性である；（２）それは良好な生体適合性を有し、有機組織の自己治癒を妨げない；（３）血液及び組織液の条件下で使用することができる；（４）常温常圧下で速い付着性を実現できる；（５）良好な付着強度と耐久性を有し、付着部分がある程度の弾性及び靭性を有する；（６）使用中に有機組織に対して非刺激性である；（７）付着効果が達成された後、関連する成分を徐々に分解して吸収することができる；（８）付着部分は、細胞が移動することを可能にすることができる。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分と第２成分との接触から生じる粘着性作用を用いて、マイクロカプセルを一緒に付着させて生物学的構築物を形成することができる。このようにして得られた生物学的構築物は、１０Ｐａ以上、例えば２０Ｐａ以上、３０Ｐａ以上、４０Ｐａ以上、５０Ｐａ以上、６０Ｐａ以上、７０Ｐａ以上、８０Ｐａ以上、９０Ｐａ以上、１００Ｐａ以上、２００Ｐａ以上、３００Ｐａ以上、４００Ｐａ以上、５００Ｐａ以上、６００Ｐａ以上、７００Ｐａ以上、８００Ｐａ以上、９００Ｐａ以上、又は１０００Ｐａ以上の引張り弾性率を有する。いくつかの好ましい実施形態では、このようにして得られた構造物は、引張り弾性率が、最大１ｋＰａ〜１０Ｍｐａ、例えば、１ＫＰａ〜５ＫＰａ、５ＫＰａ〜１０ＫＰａ、１０ＫＰａ〜５０ＫＰａ、５０ＫＰａ〜１００ＫＰａ、１００ＫＰａ〜５００ＫＰａ、５００ＫＰａ〜１０００ＫＰａ、１ＭＰａ〜５ＭＰａ又は５ＭＰａ〜１０ＭＰａである。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞は、付着した部分を通って移動して、隣接するマイクロカプセル又は遠方のマイクロカプセルに入ることができる。結果として、マイクロカプセル中の細胞は、構築物全体にわたって成長し、遊走し、分化し、増殖することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分と第２成分は、以下の組み合わせから選択される：
（１）フィブリノーゲン及びトロンビン；
（２）アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、及びＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質（例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））；
（３）マレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））及び遊離チオール基含有分子（例えば、遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ））；
（４）アニオン含有物質（例えば、アニオンを含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
（５）フィブリノーゲン及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
（６）血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）及びグルタルアルデヒド；
（７）カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含むか、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）及び反応性水素を含む分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）；
（８）ゼラチン−レゾルシノール及びグルタルアルデヒド；
（９）カルボジイミド架橋ゼラチン及びポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）；そして
（１０）アミノ化ゼラチン及び多糖アルデヒド。
第１成分と第２成分が粘着性作用を生じ、接触による付着効果を達成できる限り、それらは本発明の実施形態を実施するために使用することができることを特に指摘すべきである。本発明の第１成分及び第２成分は、上記特定の組み合わせに限定されるものではない。さらに、ある組み合わせが第１成分及び第２成分として使用される場合、第１成分は組み合わせの任意のメンバーであり得、第２成分は組み合わせの他のメンバーであり得る。例えば、フィブリノーゲン及びトロンビンの組み合わせが使用される場合、第１成分はフィブリノーゲン（この場合、第２成分はトロンビンである）であってもよく、又はトロンビン（この場合、第２成分はフィブリノーゲンである）であってもよい。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はフィブリノーゲンであり、第２成分はトロンビンである。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はアルギン酸塩（例えばアルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば酸化アルギン酸ナトリウム）であり、第２成分はＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質、例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はマレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））であり、第２成分は遊離チオール基含有分子（例えば、チオール基（ＰＥＧ−ＳＨ））である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はアニオン含有材料（例えばアニオンを含む溶液又は半固体（例えばゲル））であり、第２成分はα−シアノアクリレート（例えばメチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はフィブリノーゲンであり、第２成分はα−シアノアクリレート（例えばメチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分は血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）であり、第２成分はグルタルアルデヒドである。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分は、カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含む分子か、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）であり、第２成分は、反応性水素を含有する分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はゼラチン−レゾルシノールであり、第２成分はグルタルアルデヒドである。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はカルボジイミド架橋ゼラチンであり、第２成分はポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はアミノ化ゼラチンであり、第２成分は多糖アルデヒドである。
いくつかの好ましい実施形態では、第１の薬剤において、第１成分の濃度は、０．０１重量％〜５０重量％である。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、第１成分の濃度は、０．０１〜０．０５重量％、０．０５〜０．１重量％、０．１〜０．５重量％、０．５〜１重量％、１〜５重量％、５〜１０重量％、１０〜１５重量％、１５〜２０重量％、２０〜２５重量％、２５〜３０重量％、３０〜３５重量％、３５〜４０重量％、４０〜４５重量％、又は４５〜５０重量％のものである。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤において、第２成分の濃度は０．０１重量％〜５０重量％である。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、第２成分の濃度は、０．０１〜０．０５重量％、０．０５〜０．１重量％、０．１〜０．５重量％、０．５〜１重量％、１〜５重量％、５〜１０重量％、１５〜２０重量％、２０〜２５重量％、２５〜３０重量％、３０〜３５重量％、３５〜４０重量％、４０〜４５重量％、又は４５〜５０重量％のものである。
いくつかの好ましい実施形態では、付着効果の強度及び／又は持続時間は、第１成分及び第２成分の種類及び／又は濃度を選択することによって制御することができる。例えば、フィブリノーゲンがトロンビンと接触している場合、それらの間の相互作用は、弱い機械的強度を有するフィブリンを形成することができる。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、フィブリノーゲン及びトロンビンを第１及び第２の成分として使用することができ、このような薬剤は、機械的強度がより低い組織（例えば、１０ＭＰａ未満の弾性係数を有する組織）の構築に使用するのに特に適している。例えば、α−シアノアクリレートは、アニオン含有溶液と強く反応してより大きな機械的強度を有するポリマーを生成することができる。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、陰イオン含有材料及びα−シアノアクリレートを第１の成分及び第２の成分として使用することができ、このような薬剤は、より大きな機械的強度を有する組織（例えば、１０ＭＰａ超の弾性係数を有する組織）の構築における使用に特に適している。
いくつかの好ましい実施形態において、第２の薬剤は、液体又は半固体（例えば、ゲル）である。いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は、所定のパターンを描くために使用されるか、又は所定の領域にコーティングされる。したがって、流動させることなく延伸に使用した場合に、パターン又は領域の形状／モデル／プロファイルを安定に維持できるように、第２の薬剤が適切な粘度を有することが特に好ましい。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は、１〜１０００Ｐａ・ｓ、例えば３０〜１６０Ｐａ・ｓの粘度を有する。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、５０、８０、１００、２００、３００、４００、５００、８００又は１０００Ｐａ・ｓの粘度を有する。いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤の粘度は、１〜２、２〜３、３−４、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、９〜１０、１０〜１２、１２〜１４、１４〜１６、１６〜１８、１８〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜５０、５０〜８０、８０〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜８００、又は８００〜１０００、１〜３、８〜１６、３〜１０、１０〜２０、２０〜５０、５０〜１６０Ｐａ．ｓ、又は３０〜１６０Ｐａ・ｓのものである。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は粘着付与剤である第３成分をさらに含む。第２の薬剤の粘度は、第２の薬剤が特定の形状を維持できるように、第３成分（粘着付与剤）の量を調節することにより都合よく調整することができ、パターンを描くために、又は塗布するのに適している。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は生体適合性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は生体由来材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は生分解性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は温度感受性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、温度感受性材料は、異なる温度で異なる形態を有する。例えば、温度感受性材料（例えば、ゼラチン）は、より低い温度で固体又は半固体中に存在し、より高い温度では液体中に存在する。いくつかの好ましい実施形態では、温度感受性材料は、５〜４０℃、例えば５〜１０℃、１０〜１５℃、１５〜２０℃、２０〜２５℃、２５℃〜３０℃、３０℃〜３５℃又は３５℃〜４０℃の相転移温度を有する。いくつかの好ましい実施形態において、温度感受性材料は、ゼラチン、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アガロース、マトリゲル、キトサン／Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７及びポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択される。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分（粘着付与剤）は、ゼラチン、ブロックポリマーＦ−１２７、アガロース、ポリエチレングリコール、グアーガム、ポリビニルアルコール、キトサン、コラーゲン、ヒアルロン酸、キチン、セルロース及び誘導体（例えば、ヒドロキシプロピルセルロース）、ポリアミノ酸、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）、修飾アルギン酸塩キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ、及びポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択される。
いくつかの好ましい態様において、第３成分（粘着付与剤）はゼラチンである。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤において、第３成分の濃度は、０．０１重量％〜５０重量％である。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、第３成分の濃度は、０．０１〜０．０５重量％、０．０５〜０．１重量％、０．１〜０．５重量％、０．５〜１重量％、１〜５重量％、５〜１０重量％、１０〜１５重量％、１５〜２０重量％、２０〜２５重量％、２５〜３０重量％、３０〜３５重量％、３５〜４０重量％、４０〜４５重量％、又は４５〜５０重量％のものである。
ある好ましい実施形態において、工程（１）において表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、第１成分を含む第１の薬剤をマイクロカプセルの表面にコーティングすることによって得られる。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、工程（１）は、マイクロカプセルの表面の全体又は一部に第１成分をコーティングすることによって、その表面の全体又は一部に第１の薬剤が付着したマイクロカプセルを提供する工程を含む。
いくつかの好ましい態様において、工程（１）において表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、第１成分を含有する第１の薬剤にマイクロカプセルを浸漬することによって得られる。
いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルは、第１の薬剤に１〜３０分間、例えば１〜５分間、５〜１０分間、１０〜１５分間、１５〜２０分間、２０〜２５分間又は２５〜３０分間浸漬される。いくつかの好ましい実施形態において、工程（１）において、マイクロカプセルは、振とう又は振動条件下で第１の薬剤に浸漬される。マイクロカプセルの表面への第１の薬剤の付着を促進するために、振とう又は振動条件を使用することができる。いくつかの好ましい実施形態では、工程（１）は室温（例えば１５〜３７℃）で実施される。いくつかの好ましい実施形態において、工程（１）は、低温（例えば、４〜１５℃）で実施される。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（１）は、マイクロカプセルが第１の薬剤に浸漬された後にマイクロカプセルを洗浄する工程をさらに含む。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルを緩衝液（例えば、生理学的緩衝液）又は培地溶液で洗浄する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルを第１の薬剤に浸漬した後、それらを緩衝液（例えば、生理学的緩衝溶液）又は培地溶液に浸漬することによって、マイクロカプセルを洗浄する。洗浄工程は、マイクロカプセルの表面に付着した過剰の第１の薬剤を除去するために使用することができる。いくつかの好ましい実施形態では、洗浄工程は１〜５分又は５〜１０分行うことができる。いくつかの好ましい実施形態では、洗浄工程は室温（例えば１５〜３７℃）又は低温（例えば４〜１５℃）で行うことができる。
いくつかの好ましい態様において、工程（３）は室温（例えば１５〜３７℃）又は低温（例えば４〜１５℃）で実施される。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（５）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、前工程において生成された構造上に配置された後、０．１〜６０秒（例えば、０．１〜１秒、１〜５秒、５〜１０秒、１０〜１５秒、１５〜２０秒、２０〜２５秒、２５〜３０秒、３０〜３５秒、３５〜４０秒、４０〜４５秒、４５〜５０秒、５０〜５５秒又は５５〜６０秒）放置される。放置段階は、マイクロカプセルの表面上の第１成分と構造上の第２成分の間の完全な接触及び相互作用を促進して、マイクロカプセルを、前工程で生成された構造上の新しい構造層にアセンブルさせる（付着させる）。いくつかの好ましい態様において、工程（６）は室温（例えば１５〜３７℃）又は低温（例えば４〜１５℃）で実施される。
いくつかの好ましい実施形態では、工程（２）〜（６）の間に、製造された構造体の内側又は外側に、補助材料（例えば、フレームワークを形成するための補助材料、又は支持に有用な補助材料）を加える。いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は細胞を含有しない。好ましくは、補助物質の添加／使用は、産生された人工組織前駆体の形状を制限し、及び／又は産生された人工組織前駆体の安定性を維持又は増強するのを助けるのに役立つ。いくつかの好ましい実施形態では、補助物質は、本発明の方法によって調製された人工組織前駆体に含まれる。いくつかの好ましい実施形態では、補助物質は、本発明の方法によって調製された人工組織前駆体内に含まれ、その後分解することができる。そのような場合、補助物質は人工組織前駆体の一部分を一時的に形成するだけである。いくつかの好ましい実施形態では、補助物質は、本発明の方法によって調製された人工組織前駆体に含まれ、非分解性である。そのような場合、補助物質は人工組織前駆体の一部を（直接的かつ安定的に）形成する。いくつかの好ましい実施形態では、そのような補助材料は生体適合性及び／又は生分解性である。いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は温度感受性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、温度感受性材料は、異なる温度で異なる形態を有する。例えば、温度感受性材料（例えば、ゼラチン）は、より低い温度で固体又は半固体中に存在し、より高い温度では液体中に存在する。いくつかの好ましい実施形態では、温度感受性材料は、５〜１０℃、１０〜１５℃、１５〜２０℃、２０〜２５℃、２５℃〜３０℃、３０℃〜３５℃又は３５℃〜４０℃などの５〜４０℃の間の相転移温度を有する。いくつかの好ましい実施形態では、温度感受性材料は、ゼラチン、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、ポリヒドロキシエチルアクリレート、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ、プルロニックＦ１２７及びポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は所望のサイズを有することができる。いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は、１μｍ〜１０ｃｍ、例えば、１μｍ〜２μｍ、２μｍ〜３μｍ、３μｍ〜４μｍ、４μｍ〜５μｍ、５μｍ〜６μｍ、６μｍ〜７μｍ、７μｍ〜８μｍ、８μｍ〜９μｍ、９μｍ〜１０μｍ、１０μｍ〜２０μｍ、２０μｍ〜３０μｍ、３０μｍ〜４０μｍ、４０μｍ〜５０μｍ、５０μｍ〜６０μｍ、６０μｍ〜７０μｍ、７０μｍ〜８０μｍ、８０μｍ〜９０μｍ、９０μｍ〜１００μｍ、１００μｍ〜２００μｍ、２００μｍ〜３００μｍ、３００μｍ〜４００μｍ、４００μｍ〜５００μｍ、５００μｍ〜６００μｍ、６００μｍ〜７００μｍ、７００μｍ〜８００μｍ、８００μｍ〜９００μｍ、９００μｍ〜１ｍｍ、１ｍｍ〜２ｍｍ、２ｍｍ〜３ｍｍ、３ｍｍ〜４ｍｍ、４ｍｍ〜５ｍｍ、５ｍｍ〜６ｍｍ、６ｍｍ〜７ｍｍ、７ｍｍ〜８ｍｍ、８ｍｍ〜９ｍｍ、９ｍｍ〜１０ｍｍ、１０ｍｍ〜２０ｍｍ、２０ｍｍ〜３０ｍｍ、３０ｍｍ〜４０ｍｍ、４０ｍｍ〜５０ｍｍ、５０ｍｍ〜６０ｍｍ、６０ｍｍ〜７０ｍｍ、７０ｍｍ〜８０ｍｍ、８０ｍｍ〜９０ｍｍ、９０ｍｍ〜１００ｍｍ、１００μｍ〜５ｍｍ、５００μｍ〜１ｍｍ、１００μｍ〜８００μｍ、又は３００μｍ〜６００μｍである。
いくつかの好ましい実施形態では、補助材料は所望の形状を有することができる。例えば、補助材料は、シート状構造（例えば、長方形、正方形、円形、楕円形、六角形又は不規則形状のシート構造）、又は中空管状構造、又は中空の三次元構造体（例えば、中空立方体、中空球形、中空直方体、中空円筒、中空の不規則な形状の三次元構造体）、又は固体の三次元構造体（例えば、固体立方体、固体球体、固体直方体角すい台、固体円筒、又は固体の不規則な形状の三次元構造体）、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの好ましい実施形態では、補助材料の形状は、天然の組織又は器官の形状を模倣する。
いくつかの好ましい実施形態では、生物学的構築物を調製するために使用されるマイクロカプセルは、バイオインク中に存在する。いくつかの好ましい実施形態では、バイオインクは担体をさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、担体及びその分解生成物は、細胞に対して非毒性であり、及び／又は宿主に対して非免疫原性である。いくつかの好ましい実施形態では、担体は生分解性材料を含む。いくつかの好ましい実施形態では、担体中の生分解性材料は生体適合性である。
いくつかの好ましい実施形態において、担体中の生分解性材料の分解は、（例えば、バイオブロック）マイクロカプセル内の細胞の生命活性を維持又は促進する、栄養素などの微小環境を提供することができる。いくつかの好ましい実施形態では、分解産物は、有機酸、単糖類（例えば、グルコース）、オリゴ糖、アミノ酸、脂質などの小分子化合物である。そのような分解産物は、細胞の代謝活性（例えば、細胞外マトリックスの合成）に関与し、細胞外マトリックスの合成、又は活性に必要なエネルギーの変換に使用される。
いくつかの好ましい実施形態では、担体中の生分解性材料は、天然に存在する材料（例えば、動物又は植物に由来する天然に存在する生分解性材料、例えば、コラーゲン、フィブリン、キトサン、アルギン酸塩、デンプン、ヒアルロン酸、ラミニン、アガロース、ゼラチン、デキストラン又はそれらの任意の組み合わせ）、合成材料、組換えによって生成された材料、改質材料又はそれらの任意の組み合わせである。
いくつかの好ましい実施形態において、担体中の生分解性材料は、天然に存在する分解性ポリマーである。好ましくは、分解性ポリマーは、コラーゲン、フィブリン、キトサン、アルギン酸塩、デンプン、ヒアルロン酸、ラミニン、ゼラチン、デキストラン、エラスチン及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、担体中の生分解性材料は、修飾された分解性ポリマー、例えば、酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）などの修飾アルギン酸塩である。
いくつかの好ましい実施形態では、担体中の生分解性材料は、合成分解性ポリマーであり、限定されないが、ポリホスファゼン、ポリアクリル酸及びその誘導体（例えば、ポリメタクリル酸、アクリル酸とメタクリル酸のコポリマー）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＬＧＡ）、ポリオルトエステル（ＰＯＥ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリアミノ酸（例えば、ポリリシン）、生分解性ポリウレタン、及びそれらの組み合わせを含む。
いくつかの好ましい実施形態では、担体は、水、無機塩、ｐＨ緩衝剤、安定剤、防腐剤又はそれらの任意の組み合わせをさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、担体は、構築物上へのマイクロカプセル（例えば、バイオブロック）の配置、及び／又は構築物上のバイオブロックの固定化を促進する。
いくつかの好ましい実施形態では、担体は液体又は半液体（例えば、ゲル）である。いくつかの好ましい実施形態では、担体は１〜１０００Ｐａ・ｓ、例えば３０〜１６０Ｐａ・ｓの粘度を有する。したがって、いくつかの好ましい実施形態では、担体は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２５、３０、５０、８０、１００、２００、３００、４００、５００、８００又は１０００Ｐａ．ｓの粘度を有する。いくつかの好ましい実施形態では、担体の粘度は、１〜２、２、３〜３、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、９〜１０、１０〜１２、１２〜１４、１４〜１６、１６〜１８、１８〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜５０、５０〜８０、８０〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜８００、又は８００〜１０００、１〜３、３〜８、８〜１６、３〜１０、１０〜２０、２０〜５０、５０〜１６０Ｐａ・ｓ又は３０〜１６０Ｐａ・ｓのものである。
いくつかの好ましい実施形態において、工程（３）で使用される表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、工程（５）で使用される表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルと同一又は異なっていてもよい。工程（５）で使用される表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルが工程（３）と異なる場合において、異なるマイクロカプセルを用意し、第１成分は、工程（５）の前にマイクロカプセルの表面の全体又は一部に付着させることができ、それにより、工程（３）とは異なる表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを得ることができる。
一般に、工程（３）及び工程（５）で使用されるマイクロカプセル（特に、マイクロカプセルに含まれる細胞）は、調製される人工組織前駆体の細胞分布パターンに応じて選択される。例えば、調製される管状生物学的構築物が１つのタイプの細胞のみを含む場合、同じ細胞を含むマイクロカプセルが、工程（３）及び工程（５）において使用され得る。調製される管状生物学的構築物が２種以上の細胞を含む場合、工程（３）及び工程（５）において２種以上のマイクロカプセルを使用することができ、それぞれ異なる細胞又は異なる細胞の組み合わせを含有する。あるいは、２種類以上のマイクロカプセルは、工程（３）及び工程（５）において使用することができ、これは、未分化細胞と、異なる成人細胞への未分化細胞の分化を誘導し得る誘導因子とを含有する。
以上詳述したように、本発明の第１成分及び第２成分は、特定の組み合わせに限定されるものではない。従って、本発明の方法は、第１成分と第２成分との特定の組合せに限定されない。また、各ラウンドについての引用／コーティング及びマイクロカプセルのアセンブリ（例えば、工程（２）と（３）は、引用／コーティング及びマイクロカプセルのアセンブリの１つのラウンドを継続し、工程（４）と（５）は、引用／コーティング及びマイクロカプセルの別のラウンドを継続する）については、第１成分及び第２成分の同じ又は異なる組み合わせを使用することができる。例えば、第１成分と第２成分の第１の組合せは、本発明の工程（２）及び（３）において使用することができ、一方、異なる組み合わせの同じもの（すなわち、第１成分と第２成分の別の組み合わせ）は、工程（４）及び（５）において用いることができる。
いくつかの実施形態、例えば、方法７のいくつかの実施形態では、第１成分と第２成分の第１の組み合わせ（例えば、アニオン含有材料とα−シアノアクリレートの組み合わせ）が、工程（２）及び（３）において使用される；一方、工程（２）及び（３）で用いる組み合わせとは異なる組み合わせ（例えば、アニオン含有材料とα−シアノアクリレートの組み合わせとは異なる組み合わせ、例えば、フィブリノーゲンとトロンビンの組み合わせ）を工程（４）及び（５）に用いる。
上述したように、工程（４）及び（５）の各繰り返しはマイクロカプセルアセンブリのラウンドを構成する。マイクロカプセルユニットの各ラウンドについて、同じ又は異なるマイクロカプセルを使用してもよく、及び／又は第１成分と第２成分の同一又は異なる組み合わせを使用してもよい。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセルの各ラウンドについて、マイクロカプセル、第１成分を含む第１の薬剤及び第２の薬剤を含む第２の薬剤の置換は、対応するインクカートリッジ内のインクを置換することによって、又は追加のインクカートリッジを提供することによって実現可能である。
いくつかの好ましい実施形態において、本発明の方法におけるバイオプリンティング工程（例えば、工程（２）〜（６））は、連続的及び／又は実質的に連続的である。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法の工程（２）〜（６）において、多層構造が連続的にバイオプリンティングされ、多層構造を含む所定のパターンを有する生物学的構築物又は人工組織前駆体が得られる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法の工程（２）〜（６）において、構造の各層は、同一又は異なるマイクロカプセルを使用することによってプリントされ得る。いくつかの好ましい実施形態では、多層構造は、所定のパターンに従って、１つ以上のマイクロカプセルを使用することによってプリントされる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法の工程（２）〜（６）において、複数のセグメントが連続的にバイオプリントされて、所定のパターンを有し、複数のセクションを含む、生物学的構築物又は人工組織前駆体が得られる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法の工程（２）〜（６）において、各セグメントは、同じ又は異なるマイクロカプセルを使用することによってプリントされ得る。いくつかの好ましい実施形態では、所定のパターンに従って、１つ以上のマイクロカプセルを用いて複数のセグメントをプリントすることができる。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明の人工組織前駆体は、組織移植（例えば、内腔移植、例えば血管移植）に使用される。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法を実施する前に、組織の組織分布又は病変部位の細胞分布情報が得られる。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法は、組織の組織又は病変部位の細胞分布情報を取得し、次いで細胞分布情報に従って人工組織前駆体を調製する工程をさらに含む。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法において使用されるマイクロカプセル中の細胞は、被験体由来である。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の方法で使用されるマイクロカプセル中の細胞は、被験体と類似又は同一の特徴（例えば、種、年齢、性別、遺伝情報など）を有する他の被験体に由来する。いくつかの好ましい実施形態において、本発明の方法において使用されるマイクロカプセル中の細胞は、同種異系由来である。いくつかの好ましい実施形態において、本発明の方法において使用されるマイクロカプセル中の細胞は、細胞株に由来する。いくつかの好ましい実施形態では、本発明の人工組織前駆体を調製する方法はインビトロで実施される。
本発明のいくつかの実施形態（例えば、方法１〜３又は方法５のいくつかの実施形態）では、生物学的構築物を固体支持体で固定化する。
いくつかの好ましい実施形態において、生物学的構築物は、固体支持体に化学的に結合される。
いくつかの好ましい実施形態において、生物学的構築物は、接着剤を用いて固体支持体に接着される。
いくつかの好ましい実施形態では、接着剤は、α−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、オクチルα−シアノアクリレート）である。
一態様では、本発明は、方法１、２及び３のいずれか１つで定義される生物学的構築物を調製する方法によって得られる生物学的構築物に関する。
一態様では、本発明は、人工組織前駆体の調製に有用なキットに関し、該キットは、マイクロカプセル、及び互いに別々である第１成分と第２成分を含み、ここで、マイクロカプセルは、細胞及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含み、第１の薬剤は第１成分を含み、第２の薬剤は第２成分を含み、第１成分は第２成分と接触している場合、粘着性作用を生じて、付着作用を達成することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分及び第２成分は、接触時に強い相互作用（例えば、化学反応）が可能であり、接着効果を達成するべく粘着性作用を生じる。このような接着効果は、細胞と細胞の間、細胞と組織の間、及び組織と組織の間の接着を達成するだけでなく、細胞／組織と外部物質の間の接着を達成することができる。特に好ましいのは、このような接着効果が以下から選択される少なくとも１つの性質を有することである：（１）安全で信頼性があり、非毒性であり、非発癌性であり、非催奇性であり、及び非突然変異誘発性である；（２）それは良好な生体適合性を有し、有機組織の自己治癒を妨げない；（３）それは血液及び組織液の条件下で使用することができる；（４）それは常温常圧下で速い接着性を実現できる；（５）それは良好な接着強度と耐久性を有し、接着部分がある程度の弾性及び靭性を有する；（６）それは使用中に有機組織に対して非刺激性である；（７）接着効果が達成された後、関連する成分を徐々に分解して吸収することができる；（８）付着部分は、細胞が移動することを可能にすることができる。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分と第２成分との接触から生じる粘着性作用を用いて、マイクロカプセルを一緒に接着させて構築物を形成することができる。このようにして得られた構造体は、引張弾性率が、１０Ｐａ以上、例えば、２０Ｐａ以上、３０Ｐａ以上、４０Ｐａ以上、５０Ｐａ以上、６０Ｐａ以上、７０Ｐａ以上、８０Ｐａ以上、９０Ｐａ以上、１００Ｐａ以上、２００Ｐａ以上、３００Ｐａ以上、４００Ｐａ以上、５００Ｐａ以上、７００Ｐａ以上、８００Ｐａ以上、９００Ｐａ以上、１０００Ｐａ以上である。いくつかの好ましい実施形態では、このようにして得られた構造体は、引張り弾性率が、最大１ＫＰａ〜１０ＭＰａ、例えば、１ＫＰａ〜５ＫＰａ、５ＫＰａ〜１０ＫＰａ、１０ＫＰａ〜５０ＫＰａ、５０ＫＰａ〜１００ＫＰａ、１００ＫＰａ〜５００ＫＰａ、５００ＫＰａ〜１０００ＫＰａ、１ＭＰａ〜５ＭＰａ、又は５Ｍｐａ〜１０ＭＰａである。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞は、付着した部分を通って移動して、隣接するマイクロカプセル又は遠方のマイクロカプセルに入ることができる。結果として、マイクロカプセル中の細胞は、構築物全体にわたって成長し、遊走し、分化し、増殖することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分及び第２成分は、以下の組み合わせから選択される：
（１）フィブリノーゲン及びトロンビン；
（２）アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、及びＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質（例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））；
（３）マレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））及び遊離チオール基含有分子（例えば、遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ））；
（４）アニオン含有物質（例えば、アニオンを含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
（５）フィブリノーゲン及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート、ｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
（６）血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）及びグルタルアルデヒド；
（７）カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含むか、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）及び反応性水素を含む分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）；
（８）ゼラチン−レゾルシノール及びグルタルアルデヒド；
（９）カルボジイミド架橋ゼラチン及びポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）；そして
（１０）アミノ化ゼラチン及び多糖アルデヒド。
第１成分と第２成分が粘着性作用を生じ、接触による付着効果を達成できる限り、それらは本発明の実施形態を実施するために使用することができることを特に指摘すべきである。本発明の第１成分及び第２成分は、上記特定の組み合わせに限定されるものではない。さらに、ある組み合わせが第１成分及び第２成分として使用される場合、第１成分は組み合わせの任意のメンバーであり得、第２成分は組み合わせの他のメンバーであり得る。例えば、フィブリノーゲン及びトロンビンの組み合わせが使用される場合、第１成分はフィブリノーゲン（この場合、第２の成分はトロンビンである）であってもよく、又はトロンビンであってもよい（この場合、第２の成分はフィブリノーゲンである）。
いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はフィブリノーゲンであり、第２成分はトロンビンである。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はアルギン酸塩（例えばアルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば酸化アルギン酸ナトリウム）であり、第２成分は、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質であり、例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はマレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））であり、第２成分は遊離チオール基含有分子（例えば、チオール基（ＰＥＧ−ＳＨ））である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分は、アニオン含有材料（例えばアニオンを含む溶液又は半固体（例えばゲル））であり、第２成分はα−シアノアクリレート（例えばメチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はフィブリノーゲンであり、第２成分はα−シアノアクリレート（例えばメチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分は血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）であり、第２成分はグルタルアルデヒドである。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分は、カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）であり、第２成分は、反応性水素を含有する分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はゼラチン−レゾルシノールであり、第２成分はグルタルアルデヒドである。いくつかの好ましい実施形態では、第１成分はカルボジイミド架橋ゼラチンであり、第２成分はポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）である。いくつかの好ましい実施形態では、第１の成分はアミノ化ゼラチンであり、第２の成分は多糖アルデヒドである。
いくつかの好ましい実施形態では、第１の薬剤において、第１成分の濃度は、０．０１重量％〜５０重量％である。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、第１成分の濃度は、０．０１〜０．０５重量％、０．０５〜０．１重量％、０．１〜０．５重量％、０．５〜１重量％、１〜５重量％、５〜１０重量％、１０〜１５重量％、１５〜２０重量％、２０〜２５重量％、２５〜３０重量％、３０〜３５重量％、３５〜４０重量％、４０〜４５重量％又は４５〜５０重量％のものである。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤において、第２成分の濃度は、０．０１重量％〜５０重量％である。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、第２成分の濃度は、０．０１〜０．０５重量％、０．０５〜０．１重量％、０．１〜０．５重量％、０．５〜１重量％、１〜５重量％、５〜１０重量％、１５〜２０重量％、２０〜２５重量％、２５〜３０重量％、３０〜３５重量％、３５〜４０重量％、４０〜４５重量％、又は４５〜５０重量％のものである。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤は粘着付与剤である第３成分をさらに含む。第２の薬剤の粘度は、第２の薬剤が特定の形状を維持できるように、第３成分（粘着付与剤）の量を調節することにより都合よく調整することができ、パターンを描くために、又は塗布するのに適している。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は生体適合性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は生体由来材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は生分解性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分は温度感受性材料である。いくつかの好ましい実施形態では、温度感受性材料は、異なる温度で異なる形態を有する。例えば、温度感受性材料（例えば、ゼラチン）は、より低い温度で固体又は半固体中に存在し、より高い温度では液体中に存在する。いくつかの好ましい実施形態では、温度感受性材料は、５〜４０℃、例えば５〜１０℃、１０〜１５℃、１５〜２０℃、２０〜２５℃、２５℃〜３０℃、３０℃〜３５℃又は３５℃〜４０℃の相転移温度を有する。特定の好ましい温度感受性材料は、ゼラチン、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７及びポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択される。いくつかの好ましい実施形態では、第３成分（粘着付与剤）は、ゼラチン、ブロックポリマーＦ−１２７、アガロース、ポリエチレングリコール、グアーガム、ポリビニルアルコール、キトサン、コラーゲン、ヒアルロン酸、キチン、セルロース及び誘導体（例えば、ヒドロキシプロピルセルロース）、ポリアミノ酸、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）、修飾アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸塩、例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ、及びポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択される。いくつかの好ましい態様において、第３成分（粘着付与剤）はゼラチンである。
いくつかの好ましい実施形態では、第２の薬剤において、第３成分の濃度は、０．０１重量％〜５０重量％である。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、第３成分の濃度は、０．０１〜０．０５重量％、０．０５〜０．１重量％、０．１〜０．５重量％、０．５〜１重量％、１〜５重量％、５〜１０重量％、１５〜２０重量％、２０〜２５重量％、２５〜３０重量％、３０〜３５重量％、３５〜４０重量％、４０〜４５重量％、又は４５〜５０重量％である。
いくつかの好ましい実施形態では、キットに含まれるマイクロカプセルは、上記項目のいずれかに定義されるマイクロカプセルである。
一態様では、本出願は、上記で定義した１つ以上のキットを含む管状生物学的構築物の調製に有用なパッケージに関する。いくつかの好ましい実施形態では、第１の薬剤と第２の薬剤の同じ組み合わせが、異なるキットにおいて使用される。いくつかの好ましい実施形態では、第１の薬剤と第２の薬剤の異なる組み合わせが、異なるキットにおいて使用される。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明の人工組織前駆体をさらに培養することができる。したがって、本発明は、本発明の人工組織前駆体を培養（例えば、インビトロ培養又はインビボ培養）して得られる人工組織にも関する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織は人工内腔である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔は、上皮細胞（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸、例えば十二指腸、空腸、回腸、盲腸（虫垂を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左腸間膜屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸、直腸）、卵管、血管精管、尿管、膀胱又はリンパ管）を含むが、これらに限定されない。
いくつかの好ましい実施形態では、人工内腔は管状人工内腔又はシート状人工内腔である。
いくつかの好ましい実施形態では、人工内腔は、人工血管又は血管パッチである。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、マイクロカプセル内の細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を可能にする条件下で培養される。培養条件は、マイクロカプセル内の細胞の種類、使用するマイクロカプセルの種類、人工組織前駆体の構造や形状、培養目的等に依存する。当業者は、培地、ｐＨ、温度、ＣＯ２レベル及び持続時間を含む適切な培養条件を選択することができる。培養一般的な組織及び細胞の状態を見出すことができ、例えば、Ｄｏｙｌｅ，Ａｌａｎ， ａｎｄ Ｊ．Ｂｒｙａｎ Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ，ｅｄｓ．，「Ｃｅｌｌ ａｎｄ ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ： ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｉｎ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： Ｗｉｌｅｙ，１９９８を参照されたい。いくつかの実施形態では、人工組織前駆体は、少なくとも０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２５又は３０日間、培養される。いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、１〜３、３〜５、５〜７、７〜１０、１０〜１４、１４〜２１、２１〜２８、１〜７、７〜１４、又は１４〜２８日間、培養される。いくつかの好ましい実施形態では、得られた人工組織前駆体を３Ｄインキュベーターで培養する。いくつかの好ましい実施形態では、得られた人工組織前駆体をバイオリアクター内で培養する。いくつかの好ましい実施形態では、得られた人工組織前駆体を３７℃で５％ＣＯ２の条件下で培養する。いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体は、培養中に物理的刺激（例えば、圧力、剪断力、光、熱など）を受ける。いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、培養中に化学的刺激（例えば、ホルモン、サイトカイン、化学的等）を受ける。
いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセル中の生分解性材料の少なくとも一部は、培養中に分解される。いくつかの好ましい実施形態では、このような生分解性材料の分解生成物は、マイクロカプセル内の細胞に栄養素及び／又は細胞外マトリックスを提供する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル中の生分解性材料は、マイクロカプセル中の少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％又は少なくとも９０％分解される。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織前駆体中の細胞は培養中に分泌物を分泌し、分泌物は人工組織前駆体に組み込まれる。いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセル内の細胞は、培養中に互いに接続する。いくつかの好ましい実施形態において、マイクロカプセルの中の細胞は、培養中に互いに接続する。いくつかの好ましい実施形態では、生物学的構築物は、高い細胞密度（例えば、少なくとも１００、少なくとも２００、少なくとも５００、少なくとも１０００、少なくとも２０００、少なくとも５０００、少なくとも１００００、少なくとも２００００、少なくとも５００００又は少なくとも１０００００細胞／ｍｍ３）を有する。いくつかの好ましい実施形態では、マイクロカプセル内の細胞は、培養後、少なくとも２倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも２０倍、少なくとも５０倍、少なくとも１００倍、少なくとも２００倍、少なくとも５００倍、少なくとも１０００倍、少なくとも２０００倍、少なくとも５０００、少なくとも１００００、少なくとも２００００、少なくとも５００００又は少なくとも１０００００倍に増殖する。
いくつかの好ましい実施形態において、人工組織前駆体は、非ヒト対象に移植され、非ヒト対象において培養される。
いくつかの好ましい実施形態では、非ヒト対象は、ウシ、ウマ、ヤギ、イノシシ、イヌ、ネコ、げっ歯類又は霊長類などの哺乳動物である。
別の態様では、本出願は、本発明の人工組織前駆体（例えば、管状人工組織前駆体又はシート状人工組織前駆体）又は人工内腔を含む内腔インプラントを提供する。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、本発明の人工組織前駆体（例えば、管状人工組織前駆体又はシート状人工組織前駆体）の１つ以上（例えば、２、３、４又は５つ）、又は本発明の人工内腔（例えば、管状人工内腔又はシート様人工内腔）の１つ以上（例えば、２、３、４又は５つ）を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、本発明の管状人工組織前駆体の複数（例えば、２、３、４又は５つ）を含み、複数の管状人工組織前駆体は流体連通している。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、本発明の複数（例えば、２、３、４又は５つ）の管状人工内腔を含み、複数の管状人工内腔は流体連通する。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、線形管状構造体又は分枝管状構造体である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、Ｘ字形管、Ｙ字形管又はＴ字形管の形態である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔は、上皮細胞（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸、例えば十二指腸、空腸、回腸、盲腸（虫垂を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左腸間膜屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸、直腸）、卵管、血管精管、尿管、膀胱又はリンパ管）を含む内腔であるが、これらに限定されない。
いくつかの好ましい実施形態では、上皮細胞を含む内腔は血管である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、本発明の人工血管又は血管パッチを含む血管インプラントである。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、医薬として活性な成分、例えば、血栓症、石灰化、感染及び／又は拒絶を予防するための医薬として活性な成分をさらに含む。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、内腔内の流体パラメータを検出するための感知装置をさらに備える。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、内腔内の流体パラメータを調整するための調整装置をさらに備える。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、被験者の体内に埋め込まれる。
いくつかの好ましい実施形態では、対象は、心血管疾患、脳血管疾患、末梢血管疾患、整形外科疾患、泌尿器科疾患又は腫瘍学的疾患のうちの１つ以上の疾患に罹患している。
いくつかの好ましい実施形態では、対象は、冠状動脈性心疾患、脳虚血性脳卒中、血管腫、悪性腫瘍による血管の浸潤、閉塞性血栓血管炎、閉塞した血液輸送によって引き起こされる整形外科疾患、又は慢性腎不全の１つ以上を患っている。
いくつかの好ましい実施形態では、被験体は、ウシ、ウマ、ヤギ、イノシシ、イヌ、ネコ、げっ歯類又は霊長類などの哺乳動物であり；特に好ましい対象はヒトである。血管インプラントのような本発明の内腔インプラントは、被験者の狭窄、閉塞、拡張、損傷又は変形した内腔（例えば、血管）を置換するために使用することができ、又は、内腔バイパスを構築して、狭窄、閉塞、拡張、損傷又は変形した機能的に置換するために使用することができる。本発明の内腔インプラントは、被験者の自家内腔が十分に供給されない場合の内腔代替物として使用することができる。例えば、本発明の血管インプラントは、冠状動脈バイパス移植（ＣＡＢＧ）に使用され、冠状動脈性心疾患を有する被験体において、又は動静脈オストミーにおいて適用され、慢性腎不全を有する被験体において適用され得る。
別の態様では、本出願は、本発明の内腔インプラントを被験体に移植する工程を含む、被験体の内腔（例えば、血管）を置換又は修復する方法を提供する。
いくつかの好ましい実施形態では、この方法は治療目的で使用される。例えば、被験者の狭窄、閉塞、拡張、損傷、又は変形した内腔を、本発明の内腔インプラントと置き換えることができる。
いくつかの好ましい実施形態では、この方法は、非治療目的のために使用される。例えば、非ヒト対象の正常内腔は、医学研究のための本発明の内腔インプラントで置き換えることができる。
いくつかの好ましい実施形態では、被験体は、ウシ、ウマ、ヤギ、イノシシ、イヌ、ネコ、げっ歯類又は霊長類などの哺乳動物であり；例えば、被験者はヒトである。
別の態様では、本発明は、本発明の人工内腔を含む内腔モデルに関する。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、本発明の人工内腔（例えば、管状人工内腔、例えば、人工血管）の１つ以上（例えば、２、３、４又は５つ）を含む。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、複数の管状人工内腔が流体連通している本発明の管状人工内腔を複数（例えば、２、３、４たは５つ）含む。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、線形管状構造又は分枝管状構造である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、Ｘ字形管、Ｙ字形管又はＴ字形管の形態である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、内腔内の流体パラメータを検出するための検知装置をさらに備える。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、内腔内の流体パラメータを調整するための調整装置をさらに備える。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、医療上のデモンストレーション、薬物のスクリーニング（例えば、血管疾患の予防及び／又は治療に使用される薬物、例えば、薬物の有効成分）、生物学的研究又は医学的研究（例えば、血管流体力学の研究）に使用される。
図５Ｂは、本発明の内腔インプラント又は内腔モデルの形状を例示的に示す。線状の管状人工組織前駆体（又は管状の人工内腔）を連結（例えば、付着又は縫合）することにより、分岐管状人工組織前駆体（又は管状人工内腔）を得ることができ、それにより分岐内腔インプラント又は内腔モデルが得られる。
別の態様では、本出願は、人工組織、内腔インプラント又は内腔モデルの製造における本発明の人工組織前駆体の使用に関する。
いくつかの好ましい実施形態では、人工組織は、上記項目のいずれかに定義される人工組織（例えば、人工内腔）である。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、上記項目のいずれか１つで定義される内腔インプラントである。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、上記項目のいずれか１つで定義される内腔モデルである。
別の態様では、本出願は、内腔インプラント又は内腔モデルの製造における本発明の人工組織の使用に関する。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔インプラントは、上記項目のいずれか１つで定義される内腔インプラントである。
いくつかの好ましい実施形態では、内腔モデルは、上記項目のいずれか１つで定義される内腔モデルである。
本発明の有意な効果
従来技術と比較して、本発明の技術的解決法は、以下の１つ以上の有利な効果を有する：
１．本発明の人工組織前駆体では、マイクロカプセル中の細胞の数は一般に一貫しており、マイクロカプセルは、細胞の分化及び／又は増殖のための適切な微環境を提供し、その分化能を維持し、構築された組織内の細胞はより均一に分布し、完全な構造及び機能を有する組織の形成を促進する。
２．本発明の人工組織前駆体は、安定した構造を形成し、その中に封入された細胞が特定の位置に留まることができる。マイクロカプセルは、細胞に機械的保護を提供し、その結果、細胞は、人工組織前駆体の調製中及び容易に損傷又は脱落することなく体内への移植後に、内腔内の体液の衝撃に耐えることができる。
３．本発明の人工組織では、細胞は均一に分布しており、人工組織は完全な構造及び機能を形成しやすい。
４．いくつかの好ましい実施形態では、脂肪由来間葉系幹細胞を用いて人工組織前駆体を調製する。脂肪由来の間葉系幹細胞は容易に入手可能であり、非常に安全である。脂肪由来の間葉系幹細胞はインビトロ及びインビボ研究で使用されているので、脂肪由来間葉系幹細胞の腫瘍形成性に関する報告は見出されていない。
５．本発明の人工組織前駆体は、個人化された調製を達成するために患者の要求に従ってカスタマイズすることができる。
６．本発明の人工組織前駆体では、固体支持体は、相対運動なしに、マイクロカプセル又はマイクロカプセルからなる生物学的構築物に密着している。
本発明を実施するためのモード
本発明は、ここで、本発明を説明することを目的とするが、本発明を限定するものではない以下の実施例を参照して説明する。
実施例に記載されていない試薬、キット又は機器は、すべて市販されている従来の製品である。当業者は、実施例が例示として本発明を説明し、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定するものではないことを認識する。
実施例１：アカゲザル脂肪由来間葉系幹細胞を含むバイオブロックの調製
１．脂肪由来間葉系幹細胞の回収と培養
（１）脂肪由来間葉系幹細胞の回収：アカゲザルを動物モデルとして用い、脂肪組織をマウスから切り取り、５０ｍＬ遠心チューブに入れた。脂肪組織を膵酵素で消化し、遠心分離して脂肪由来の間葉系幹細胞を回収した。
（２）無血清ロンザ培地で培養して脂肪由来間葉系幹細胞を増幅する。初代培養で得られた第４世代の細胞の顕微鏡写真を図６に示し、この図から分かるように、細胞の形態は均一であり、細胞の増殖状態は良好であった。遠心分離により細胞を回収した。
２．コラーゲン溶液の調製
ウシＩ型コラーゲンを溶液の調製に用いた。
（１）１００ｍＬのビーカー及び撹拌磁石を高温で滅菌処理した。
（２）容器の外面を滅菌し、容器を生物学的に安全なキャビネットに入れた。
（３）Ｃｏ６０照射で滅菌した固体コラーゲン０．５ｇをビーカーに入れ、滅菌脱イオン水（０．２２μｍフィルターでろ過したもの）の２５ｍＬをビーカーに添加した。
（４）固体コラーゲンをマグネチックスターラーで攪拌して水に浸した。
（５）酢酸溶液（０．２２μｍフィルターでろ過）をｐＨ＝３に滴下した。そして、
（６）固体コラーゲンが完全に溶解するまで溶液を攪拌し、４℃で保存した。
注：原材料が固体コラーゲンであった場合、上記の手順に従うことができた。原材料がコラーゲン溶液であれば、溶液は直接使用することも、希釈して使用することもできる。
実際に使用されている濃度に応じて、コラーゲン溶液を超純水（０．２２μｍフィルターでろ過したもの）で希釈することができる。
３．脂肪由来間葉系幹細胞を含むバイオブロックの作製
（１）Ｕ底を有する超疎水性ウェルプレートの調製：Ｕ底を有するウェルプレートを超清浄室にてアルコールで洗浄した後、過酸化水素／濃硫酸溶液（３０％ｖ／ｖ）、Ｈ２Ｏ２：Ｈ２ＳＯ４＝１：３）で８０℃にて１時間処理した。Ｕ底を有するヒドロキシル化したウェルプレートを１％の１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリエトキシシラン（Ｓｉｇｍａから購入）の溶液に入れ、次いで１００℃のオーブン中で４時間加熱して珪化させた。最後に、Ｕ底を有するウェルプレートを洗浄し、乾燥させた。
（２）種菌を含むコラーゲン溶液の調製：ＮａＯＨ溶液（４ｍｏｌ／Ｌ）の４５μＬをＩ型コラーゲンＩ（４ｍｇ／ｍＬ）の１ｍＬと混合して、ｐＨ＝７のコラーゲン溶液を調製した。アカゲザル脂肪由来の間葉系幹細胞と混合して細胞懸濁液（総細胞濃度２×１０７細胞／ｍＬ）を形成させた。
（３）ポリリジン溶液の調製：ポリリジン（Ｓｉｇｍａより購入、数平均分子量（Ｍｎ）１５０，０００〜３００，０００）を、ｐＨ７．２のＤＭＥＭ高グルコース培地に溶解し、濃度が１重量％であるポリリジン溶液を得た。
（４）コラーゲンの滴下（コア構造の形成）：ナノリットルレベルの液体を吸入・吐出できる電子吸引装置を用いて、シード細胞を含むコラーゲン溶液０．１μＬを正確に吸引して超疎水性ウェルに滴下した。工程（１）で調製したＵボトムプレートを用いて液滴を形成させ、液滴を３７℃の一定温度で３０分間保持して成形させた。オプションの電子式吸引装置は、Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｘｐｌｏｒｅｒ０．５−１０μＬ又はＴｒａｎｓｆｅｒｐｅｔｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ０．５−１０μＬであり、装置はその分離機能に依存して０．１μＬの最小容量を有していた。又はＳＧＥの１μＬ又は０．５μＬのオートサンプラーを使用して、０．１μＬの液体滴定を１０回又は５回実施した。特に、精度を向上させるために、滴定のために特別な円錐針を使用することができる。
（５）ポリリジン溶液の滴下（シェル構造の形成）：吸引端を置換した後、工程（３）で調製したポリリジン溶液０．５μＬを正確に抜き取り、１０分間反応させて、図７に示す形態のアカゲザル脂肪由来間葉系幹細胞を含むバイオブロックを形成させた。図８は、バイオ共鳴顕微鏡法により採取したアカゲザル由来の間葉系幹細胞を含むバイオブロックの写真であって、前記バイオブロックのシェルを代表する緑色の蛍光及び前記脂肪由来の間葉系幹細胞を表す赤色蛍光を含む。
実施例２：３Ｄバイオプリンタを用いたバイオブロックと発泡ポリテトラフルオロエチレンとを含む人工血管前駆体の調製及び人工血管前駆体のインビボ適用及び評価
１．準備プロセス：
（１）第１の薬剤としてのフィブリノーゲン溶液（５ｗｔ％）の調製：フィブリノーゲン０．１ｇを秤量し、２ｍＬの生理食塩水に溶解した（十分な溶解のために３７℃の水浴中で十分に加温したもの）。その後、フィブリノーゲン溶液を０．２２μｍフィルターでろ過して滅菌した。ろ過されたフィブリノーゲン溶液は、将来の使用のために貯蔵された。
（２）第２の薬剤としてのトロンビン溶液（２０００Ｕ／ｍＬ）の調製：０．００１１ｇのＣａＣｌ２を秤量し、２０００Ｕトロンビン（Ｃａ２＋濃度は１０ｍｍｏｌ／ｍＬ）に加え、次いで１ｍＬの生理食塩水を添加して溶解した。続いて、トロンビン溶液を滅菌のために０．２２μｍフィルターで濾過し、将来の使用のために貯蔵した。
（３）アカゲザル脂肪由来の間葉系幹細胞を含む実施例１で調製したバイオブロックを、５％フィブリノーゲン溶液（第１剤として使用）に５分間浸漬し、フィブリノーゲン分子を表面に付着／バイオブロックした（必要に応じて、アセンブリを容易にするために穏やかな振盪を行うことができる）。この溶液にＨ−ＤＭＥＭ培地を加え、バイオブロックをさらに５分間浸漬して、未結合フィブリノーゲン分子をバイオブロックの表面から除去し、浸漬したバイオブロックを得た。
（４）ＲＥＶＯＴＥＫ血管バイオプリンタを用いて、厚さ１ｍｍのゼラチン層を４℃で回転棒にプリントした。ゼラチンが固化した後、トロンビン溶液（第２の薬剤として使用）をゼラチンの表面に噴霧した。
（５）バイオブロックをゼラチンの表面にプリントした。トロンビンの作用下でバイオブロック表面のフィブリノーゲン同士を架橋させることにより、バイオブロックを一体化して側壁に開口部を有さない丸い管状の生物学的構築物を形成させ、構築物の長さは２０ｍｍ、直径は６ｍｍ、壁厚は１ｍｍであった。
（６）回転ロッドを３７℃に加熱し、管状構造物を回転ロッドから除去した。
（７）管状生物学的構築物の外壁に医療用付着剤の層（医療用ＥＣタイプのバイユン医療用付着剤）をスプレーした。膨張したポリテトラフルオロエチレン管状固体支持体を管状生物学的構築物の外側にスリーブ状にし、生物学的構築物の外壁を医療用付着剤を介して伸展したポリテトラフルオロエチレン管状固体支持体の内壁に付着させて、図９に示される形態を有する人工血管前駆体を得た。
２．インビボ移植
工程（１）：アカゲザルを腹腔大動脈を露出させるように開腹手術に付した。
工程（２）：腹部大動脈を切断し、２つの切断端をそれぞれ人工血管前駆体の端部で縫合した。
工程（３）：動物の腹部の傷を縫合した。
３．サンプリングと病理検査
手術５日後に人工血管を取り出した。図１０Ａは人工血管の形態を示している。図１０Ｂは管状支持体を除去して得られた血管組織を示し、図１０Ｃは組織の縦断面の形態を示した。組織をＨＥ染色し、免疫組織化学的に染色し正常血管と比較し、その結果を図１１〜図１３に示した。
ＨＥ染色の結果を図１１に示す。図１１（ａ）は正常血管、（ｂ）は人工血管である。図に示すように、人工血管及び正常血管は、正常な血管に対して、同様の細胞配列、内皮細胞の類似の層（薄い矢印で示される）、及び平滑筋細胞の同様の層（厚さ矢印）を有した。
図１２は、α−ＳＭＡ陽性細胞が平滑筋細胞であるα−ＳＭＡ染色の結果を示している。図１２（ａ）は正常血管、（ｂ）は人工血管である。図に示すように、人工血管の脂肪由来間葉系幹細胞は平滑筋細胞に分化し、正常な血管と同様の細胞形態、整列、指向性を示した。
図１３は、ＣＤ３１陽性細胞が内皮細胞であるＣＤ３１染色結果を示した。図１３Ａは正常血管に関与し、図１３Ｂは人工血管を含む。図に示すように、人工血管の脂肪由来の間葉系幹細胞は内皮細胞に分化し、正常な血管と同様の細胞形態と整列を示した。
実施例３：３Ｄバイオプリンタを用いたバイオブロックとポリカプロラクトンを含む人工血管前駆体の調製と人工血管前駆体のインビボ適用と評価
１．管状ポリカプロラクトン固体支持体の調製
工程（１）：ポリカプロラクトンを秤量し、テトラヒドロフランに溶解して濃度２ｗｔ％の調製液を調製した。
工程（２）：人工血管型を調製液に浸漬してゆっくりと取り出した。溶媒を蒸発させた後、管壁の厚さが０．５ｍｍの管状ポリカプロラクトン固体支持体が得られるまで手順を繰り返した。
工程（３）：管状ポリカプロラクトン固体支持体を金型から取り出し、超純水ですすいだ。
工程（４）：管状ポリカプロラクトン固体支持体を乾燥させ、所望の長さに切断し、そして将来の使用のためにエチレンオキシドで滅菌した。
２．３Ｄバイオプリンタを用いたバイオブロックとポリカプロラクトンを含む人工血管前駆体の調製
実施例１で調製したアカゲザル由来の間葉系幹細胞を含むバイオブロックと管状ポリカプロラクトン固体支持体を用いて、実施例２の工程に従い、３Ｄプリンタで側壁に開口のない円形管状の生体構造物を作製した。管状ポリカプロラクトン固体支持体を、管状生物学的構築物の外側にスリーブ状にした。医療用付着剤（医療用ＥＣタイプのバイユン（Ｂａｉｙｕｎ）医療用付着剤）を用いて、生体構造の外壁を管状ポリカプロラクトン固体支持体の内壁に付着させて人工血管前駆体を得た。
３．インビボでの人工血管前駆体の適用と評価
実施例３で調製した人工血管前駆体をアカゲザルに移植し、６日後に形成された人工血管の形態及び血流方向を調べ、その結果を図１４に示した。図１４Ａは、超音波検査の結果を示す。この図から分かるように、人工血管の内腔には障害はなかった。図１４Ｂはカラードップラーイメージングの結果を示し、その結果、人工血管の両側の血流が同じ方向であり、その血管が妨げられていないことが証明された。
手術２０日後に人工血管を取り出し、免疫組織化学的手法により人工血管を検査した。結果を図１５Ａ及び図１５Ｂに示す（図中の尺度は２００μｍであった）。図１５Ａはα−ＳＭＡ染色の結果を示す。図中の太い矢印で示すように、脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の平滑筋細胞に分化していた。図１５Ｂは、図中の細い矢印で示されるように、人工血管の内皮細胞に分化した脂肪由来の間葉系幹細胞をＣＤ３１で染色した結果を示している。図１５Ｃは、シリウスレッド染色の結果を示す。図に示すように、人工血管は正常な血管と同様のコラーゲン構造を形成していた。
実施例４：バイオブロック及び発泡ポリテトラフルオロエチレンを含む人工血管前駆体の手動構築及び人工血管前駆体のインビボ適用及び評価
１．準備プロセス：
（１）実施例１のバイオブロックを５％フィブリノーゲン溶液に５分間浸漬し、次いでフィブリノーゲン溶液を除去し、Ｈ−ＤＭＥＭ培地を添加し、バイオブロックをさらに５分間浸漬した。
（２）管状固体支持体として、長さ１ｃｍの発泡ポリテトラフルオロエチレン人工血管（ゴア人工血管、モデル：Ｓ０６０４、シリアル番号：３４２５）を用い、医療用付着剤バイユン医療用付着剤）を延伸し、延伸ポリテトラフルオロエチレン血管の内壁に均一にコーティングした。
（３）バイオブロックを展開ポリテトラフルオロエチレン製血管の内壁に１枚ずつ貼り付け、バイオブロックと発泡ポリテトラフルオロエチレン製血管とを医療用付着剤の作用により強固に付着させ、人工血管前駆体を得た。
２．インビボでの適用及び評価
人工血管前駆体をアカゲザルに移植し、１４日後に採取し、免疫組織染色法を用いて検査した。結果を図１６Ａ及び図１６Ｂに示した（図中の尺度は５０μｍであった）。図１６Ａは、α−ＳＭＡ染色の結果を示している。図中の太い矢印で示すように、脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の平滑筋細胞に分化していた。図１６Ｂは、ＣＤ３１染色の結果を示す。図中の細い矢印で示すように、脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の内皮細胞に分化していた。
実施例５：アカゲザル由来の間葉系幹細胞を含むマイクロカプセルの調製
（１）Ｕ底を有する超疎水性ウェルプレートの調製：Ｕ底を有するウェルプレートを超清浄室でアルコールで洗浄した後、過酸化水素／濃硫酸溶液（３０％ｖ／ｖ）、Ｈ２Ｏ２：Ｈ２ＳＯ４＝１：３）で８０℃で１時間処理した。Ｕ底を有するヒドロキシル化したウェルプレートを１％の１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリエトキシシラン（Ｓｉｇｍａから購入）の溶液に入れ、次いで１００℃のオーブン中で４時間加熱して珪化させた。最後に、Ｕ底を有するウェルプレートを洗浄し、風乾した。
（２）種菌を含むコラーゲン溶液の調製：ＮａＯＨ溶液（４ｍｏｌ／Ｌ）４５μＬをＩ型コラーゲンＩ（４ｍｇ／ｍＬ）１ｍＬと混合して、ｐＨ＝７のコラーゲン溶液を調製した。実施例１で採取したアカゲザル由来の間葉系幹細胞を混合して細胞懸濁液（総細胞濃度２×１０７個／ｍＬ）を調製した。
（３）コラーゲンの脱落（コア構造の形成）：ナノリットルレベルの液体を吸引して排出する電子吸引装置を用いて、種菌を含むコラーゲン溶液０．１μＬを正確に吸引して超疎水性ウェルに滴下した（１）で調製したＵ底プレートを用いて液滴を形成させ、３７℃の一定温度で３０分間保温して、アカゲザル由来間葉系幹細胞を含むマイクロカプセルを得た。
実施例６：マイクロカプセル及び発泡ポリテトラフルオロエチレンを含む人工血管前駆体の手動構築及び人工血管前駆体のインビボ適用及び評価
１．準備プロセス：
（１）実施例５のマイクロカプセルを５％フィブリノーゲン溶液に５分間浸漬した後、フィブリノーゲン溶液を除去し、Ｈ−ＤＭＥＭ培地を加え、さらに５分間浸漬した。
（２）管状固体支持体として、長さ１ｃｍの発泡ポリテトラフルオロエチレン人工血管（ゴア人工血管、モデル：Ｓ０６０４、シリアル番号：３４２５）を用い、医療用付着剤バイユン医療用付着剤）を延伸し、延伸ポリテトラフルオロエチレン血管の内壁に均一にコーティングした。
（３）発泡ポリテトラフルオロエチレン製血管の内壁にマイクロカプセルを１枚ずつ貼り付け、医療用付着剤の作用でマイクロカプセルと発泡ポリテトラフルオロエチレン製血管とを強固に付着させて人工血管前駆体を得た。
２．インビボでの適用及び評価
人工血管前駆体をアカゲザルに移植し、１４日後に採取した。得られた人工血管の断面図を図１７Ａに示す。検査のために免疫組織化学染色方法を用いた。結果を図１７Ｂ及び図１７Ｃに示す（図中の尺度は５０μｍであった）。図１７Ｂは、α−ＳＭＡ染色の結果を示す。図中の太い矢印で示すように、脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の平滑筋細胞に分化していた。図１７ＣはＣＤ３１染色の結果を示す。図中の細い矢印で示すように、脂肪由来の間葉系幹細胞は人工血管の内皮細胞に分化していた。
実施例７：３Ｄバイオプリンタを用いたバイオブロック及び発泡ポリテトラフルオロエチレンからなる強化人工血管前駆体の製造
（１）実施例１のバイオブロックを５％フィブリノーゲン溶液に５分間浸漬し、次いでフィブリノーゲン溶液を除去し、Ｈ−ＤＭＥＭ培地を添加し、バイオブロックをさらに５分間浸漬した。
（２）外径４ｍｍの回転棒を用意し、工程（１）で作製したバイオブロックを回転棒に１枚ずつプリントして管状の生体構造物を作製した。
（３）８μＬの医療用付着剤を吸引し、管状生物構造物の外壁に均一にコーティングした。
（４）長さ１ｃｍ、内径６ｍｍの発泡ポリテトラフルオロエチレン製人工血管を用意し、医療用付着剤８μＬを吸引し、人工血管の内壁に均一に塗布した。人工血管は、管状の生物学的構築物の上から左から右にスリーブされた。人工血管の内壁にコーティングされた医療用付着剤をアニオンの作用により硬化させ、人工血管と管状生物構造物とを付着させて人工血管前駆体を形成させた。
図１８に上記の準備工程を示した。図１８Ａ：回転ロッドにバイオブロックをプリントして、管状生物学的構築物を形成した。図１８Ｂ及び図１８Ｃ：人工血管を管状生物学的構築物の上で左から右にスリーブした。図１８Ｄ：人工血管と管状生物学的構築物が一緒に付着して人工血管前駆体を形成する。
実施例８：バイオブロック及びポリ乳酸を含む人工血管前駆体の手動構築
実施例１で調製した分解性ポリ乳酸管状支持体及びバイオブロックを用いて、人工血管前駆体を調製した。図１９は調製プロセスを示している。図１９Ａ及び図１９Ｂは、電界紡糸プロセスによってポリ乳酸を基材とした管状固体支持体を示している。図１９Ｃは、ポリ乳酸管状支持体を切断し、管状支持体の一方の側に医療用付着剤を滴下し、管状支持体の他方側の対応する位置にバイオブロックを配置する手順を示した。図１９Ｄは、医療用付着剤が管壁を貫通してバイオブロックと内壁が付着して人工血管前駆体を得ることができることを示した。上記の手順は、観察と撮影の便宜のためだけであった。実際の調製プロセスでは、医療用付着剤がポリ乳酸管状固体支持体の外壁上に滴下され、医療用付着剤が内壁を貫通する。医療用付着剤は、電気紡糸されたポリ乳酸の壁を通り抜けることができ、それによってバイオブロックが固定化された。上記の結果は、一方では、ポリ乳酸を固体支持体として使用することができ、一方、医療用付着剤は、多孔質構造の透過性のために、電気紡糸によって得られた固体支持体の壁を貫通することができた固体支持体の一方の面に医療用付着剤を滴下し、他方の側にバイオブロックを配置して、バイオブロックを固定化して人工組織前駆体を得ることができる。
実施例９：バイオブロック、フィブリノーゲン及びトロンビンを有する管状生物学的構築物の調製
１．マウス骨髄間葉系幹細胞を含むバイオブロックの調製
コラーゲンを含むコア及びアルギン酸ナトリウムを含むシェルを有するマウス骨髄間葉系幹細胞を含むバイオブロックを調製した。バイオブロックを調製する方法は、中国特許出願第２０１６１０２１１５７０．４号に記載されている。
実験材料：バイオブロック（中国特許出願第２０１６１０２１１５７０．４号に記載の方法に従って調製）、フィブリノーゲン（ウシ）、トロンビン（ウシ）、生理食塩水（医療グレード）、ＣａＣｌ２、滅菌水及びゼラチン（ブタ）。
２．管状生物学的構築物の調製
（１）フィブリノーゲン溶液（５ｗｔ％）の調製：フィブリノーゲン０．１ｇを秤量し、２ｍｌの生理食塩水に溶解した（必要に応じて十分に溶解するために３７℃の水浴中で加温したもの）。その後、フィブリノーゲン溶液を０．２２μｍフィルターでろ過して滅菌した。濾過されたフィブリノーゲン溶液（第１の薬剤として使用される）は、将来の使用のために貯蔵された。
（２）トロンビン溶液（２０００Ｕ／ｍＬ）の調製：０．００１１ｇのＣａＣｌ２を秤量し、２０００Ｕトロンビン（Ｃａ２＋濃度１０ｍｍｏｌ／ｍＬ）に加え、生理食塩水１ｍＬを加えて溶解させた；続いて、トロンビン溶液を滅菌のために０．２２μｍフィルターで濾過し、将来の使用のために貯蔵した。
（３）ゼラチン溶液（１０ｗｔ％）の調製ゼラチン１ｇを秤量し、１０ｍＬの滅菌水に加え、３７℃の水浴に完全に溶解させた。ゼラチン溶液を滅菌のため０．２２μｍフィルターでろ過し、将来の使用のために貯蔵した。
（４）トロンビン溶液１ｍＬとゼラチン溶液１ｍＬとを均一に混合し、その後の使用のために３７℃の水浴に入れ、第２剤とした。
（５）バイオブロックを第１剤に１０分間浸漬し、フィブリノーゲン分子を表面に付着・集合させた（必要に応じて、穏やかに振盪して組立を容易にする）。次いで、バイオブロックを細胞培養培地に５分間浸漬して、表面上の未結合フィブリノーゲン分子を洗い流して、浸漬したバイオブロックを得た。
（６）フィブリノーゲンとトロンビンとの凝固反応を利用して所定の立体構造を形成することにより、バイオブロックを連結して組み立てた。構築工程は次のとおりである。
ａ．０℃の氷浴（必要に応じて管状構造を構築するための補助材料としてゼラチン溶液を環の外側に充填することができる）中のガラスプレート中に第２の薬剤で環状パターンを描いた。
ｂ．バイオブロックを環状パターンに沿って配置し、３秒間静置して、バイオブロック（第１の層）によって形成された環状構造を形成した。
ｃ．第２剤を環状構造の上面に滴下して環状パターンを描画した。
ｄ．バイオブロックを環状パターンに沿って配置し、３秒間静置して、バイオブロック（第２の層）によって形成された環状構造を形成した。
ｅ．必要に応じて工程ｃｄを繰り返して、異なる数の層を有する環状構造を形成し、バイオブロック、すなわち、側壁に開口のない丸い管状構造（必要であれば、補助材料を含む管状構造を配置することができる３７℃の環境下でインキュベートし、補助物質を洗い流した）。
図２０は、バイオブロック、フィブリノーゲン及びトロンビンを用いた管状三次元構築物の調製のための実験工程及び実験結果を示す。図２０Ａは、フィブリノーゲンがバイオブロックの表面上に付着／アセンブルされることを示している。図２０Ｂは、環状補助構造が補助材料で構成されていることを示している（任意の工程）。図２０Ｃは、環状補助構造に沿って第２の薬剤を滴下して環状パターンを描くことを示している。図２０Ｄは、環状構造体を形成するために環状ユニット上に配置されたアセンブリユニットを示している。図２０Ｅは、第２の薬剤で環状構造の上面に環状パターンを描き、次に環状パターン上にアセンブリ単位を配置したことを示している（任意に、この工程を１回以上繰り返して、多層構造を含む構築体を構築している）。図２０Ｆは、得られた管状構造を示している。図２０Ｇは、補助構造の除去を示している（任意の工程）。
さらに、得られた生物学的構築物の引張弾性率を、ＧＢ／Ｔ２２８．１−２０１０の荷重１０Ｎ、引張速度２０ｍｍ／分、温度２５℃に保ち、測定中に試料を濡らしたままにした。測定結果は、得られた管状構造体の引張り弾性率が１．２５ＫＰａであることを示した。
さらに、調製直後にＯＬＹＭＰＵＳ ＩＸ８３顕微鏡を用いて管状構造を観察した。観測結果を図２１Ａ（Ｂａｒ、２００μｍ）に示す。結果は、直ちに調製された管状構造において、バイオブロックがまだ互いに融合しておらず、細胞がそれぞれ各バイオブロックに均一に分布していたことを示した。管状構造物をＤＭＥＭ高グルコース培地で３日間培養した後、ＯＬＹＭＰＵＳ ＩＸ８３顕微鏡を用いて観察した。結果を図２１Ｂ（Ｂａｒ、２００μｍ）に示した。結果は、培養管状構造において、バイオブロックが完全に融合し、互いに密接に結合し、インタクトな生物学的構築物が形成されたことを示した。これらの結果は、管状構造中の細胞が正常に増殖し、バイオブロック間の付着部分を移動し、バイオブロックの融合が達成されたことを示した。
人工血管前駆体のインビボ適用と評価
実施例１０〜１４では、アカゲザルを動物モデルとして使用し、バイオブロック及び発泡ポリテトラフルオロエチレンを含む、実施例２で調製した人工血管前駆体（血管インプラントとして使用した）をアカゲザルに移植し、状況を移植後に評価した。
実施例１０〜１４では、アカゲザルの人工血管前駆体及び自己腹部大動脈に血管吻合を施す手順を、実施例２の手順を参照して行った。
実施例１０
１１頭のアカゲザルはＮＯ．１〜ＮＯ．１１と番号が付けられ、ＮＯ．１１は対照群であった。人工血管前駆体及び自己腹部大動脈はＮＯ．１〜ＮＯ．１０であった。１０頭のアカゲザルに血管吻合を施した。
以下の表に示すように、各アカゲザルの血管インプラントを採取し、移植後の時間に従って検査した。
（１）血管インプラントの組織構造をＨＥ染色法で観察し、その結果を図２２に示し、図中の尺度は２００μｍであった。結果は、４時間の移植後、バイオブロック間にまだギャップがあり、バイオブロックが独立しており、互いに結合していないことを示した。８時間から２４時間の移植後、バイオブロックを徐々に融合させた。時間の増加とともに、バイオブロックの融合によって形成された人工血管は、徐々に正常な血管と同様の組織学的構造を形成した。
（２）免疫組織化学的染色法を用いてＣＤ３１の発現を検出し、その結果を図２３及び図２４に示した。図２３に、１００倍に拡大した結果を示し、図中の目盛りを２００μｍであることを示した。図２４は、４００倍に拡大した結果を示し、図中の尺度は５０μｍであった。結果は、移植の５日後、内皮細胞が血液と接触している血管インプラントの表面に提示されたことを示した。時間の増加と共に、内皮細胞の数は連続的に増加した。２８日目に、正常な血管と同様の無傷の内皮細胞層が形成された。
（３）免疫組織化学的染色法を用いてα−ＳＭＡの発現を検出し、その結果を図２５に示し、図中の尺度は２００μｍであった。結果は、８時間の移植後、生体ブロックに封入された脂肪由来の間葉系幹細胞は、平滑筋細胞に分化し始め、α−ＳＭＡを発現したことを示す。移植３日後、脂肪由来の間葉系幹細胞の形態は平滑筋細胞の形態に徐々に変化し、α−ＳＭＡの発現はさらに増加した。移植時間の増加に伴い、平滑筋細胞の数が徐々に増加し、正常血管と同様の平滑筋細胞層が形成された。
実施例１１
アカゲザルの人工血管前駆体及び自己腹部大動脈に血管吻合を施した。アカゲザルは４群に分けられ、アカゲザルの血管インプラントと自己由来血管との間の接合部は、移植後７、１４、２１及び２８日にそれぞれ採取された。接合部の組織構造をＨＥ染色法を用いて観察し、ＣＤ３１及びα−ＳＭＡの発現をそれぞれ免疫組織化学染色法を用いて検出した。
図２６は結果を示す。第１列の画像はＨＥ染色の結果であり、図の寸法は２００μｍであった。第２列の写真はＣＤ３１染色の結果であり、図の寸法は５０μｍであった。第３列の画像はα−ＳＭＡの結果であり、図の寸法は２００μｍであった。図中の太い矢印は自己の血管を示し、細い矢印は血管インプラントを示した。
結果は以下を示した：移植後７日目にアカゲザルの自己血管に血管インプラントが接続されていたが、組織構造に有意差があり、内皮細胞の層は無傷ではなく連続していて、平滑筋細胞の層は不連続であった。時間が増すにつれて、血管インプラントはアカゲザルの自己血管に連続的に融合した。移植後２８日目に、アカゲザルの血管インプラントと自己由来血管が融合し、内皮細胞の層と平滑筋の層が連続して無傷であり、正常血管と同様の組織構造を形成した。
実施例１２
アカゲザルの人工血管前駆体及び自己腹部大動脈に血管吻合を施した。アカゲザルを４つの群に分け、移植後５、７、２１及び２８日目に血管インプラントを採取した。シリウスレッド染色法を用いて血管コラーゲンを染色し、その結果を図２７に示し、図の尺度は１００μｍであった。結果は、コラーゲンの発現が移植の５日後に現れたことを示した。時間が増加するにつれて、発現したコラーゲンは徐々に増加し、剥離して正常な血管のようなコラーゲン構造を形成し始めた。
実施例１３
アカゲザルの人工血管前駆体及び自己腹部大動脈に血管吻合を施した。移植後５日目、１８日目及び６１日目に血管インプラントを検出し、その結果を図２８に示す。１列目の画像に超音波検査の結果を示し、カラードプラ画像の結果は、２列目の写真に示されている。結果を以下を示す：血管インプラントの血管は塞がれておらず、血流は連続的であり、内腔の内面は血栓や異常増殖のない平滑であり、正常血管との接合部には狭窄は存在しなかった。
実施例１４
アカゲザルの人工血管前駆体及び自己腹部大動脈に血管吻合を施した。移植後１９日目及び６２日目に増大ＣＴを用いて血管インプラントを検出し、結果を図２９に示した。結果は、血管インプラントでは血流が妨げられることなくスムーズに流れたことを示している。
実施例１５：３Ｄバイプリンタを用いたバイオブロック及び発泡ポリテトラフルオロエチレンを含む血管パッチ前駆体の調製
（１）市販の発泡ポリテトラフルオロエチレン製人工血管（肉厚０．５６ｍｍ、内径８ｍｍ）を長さ４ｃｍ、幅１ｃｍの略一定の曲率を有するシート状に切断し、図３０Ａに示すようなシート状の固体支持体；
（２）医療用付着剤の層（医療用ＥＣタイプのバイユン医療用付着剤）をシート状固体支持体上に噴霧した；
（３）実施例１で調製したアカゲザル由来間葉系幹細胞を含むバイオブロックを５％フィブリノーゲン溶液に５分間浸漬した後、フィブリノーゲン溶液を除去した後、Ｈ−ＤＭＥＭ培地を添加し、バイオブロックをさらに５分間浸漬した。
（４）図３０Ｂに示すように、３Ｄバイオプリンタを用いてシート状固体支持体を覆うように浸漬したバイオブロックを１枚ずつ医療用付着剤上にプリントし、血管パッチ前駆体を形成した。
実施例１６：３Ｄバイオプリンタを用いたマイクロカプセル及びポリカプロラクトンを含む血管パッチ前駆体の調製
（１）実施例３の方法に従って厚さ０．５ｍｍの平板状のポリカプロラクトン固体支持体を作製し、長さ３．５ｃｍ、幅１ｃｍの略長方形のシート状に切断し、図３０Ｃに示す；
（２）医療用付着剤の層（医療用ＥＣタイプの白雲医療用付着剤）をシート状固体支持体上に噴霧した；
（３）実施例５で調製したアカゲザル由来間葉系幹細胞を含むマイクロカプセルを３Ｄバイオプリンタを用いて１枚ずつプリントしてシート状固体支持体を覆うことにより血管パッチ前駆体を形成し、図３０Ｄに示す。
実施例１７：血管パッチ前駆体のインビボでの適用及び評価
アカゲザルを動物モデルとして使用し、実施例１５及び１６で調製した血管パッチ前駆細胞をインビボで移植した。アカゲザルの腹部大動脈に血管欠損が生じた後、血管パッチ前駆細胞を特定の血管欠損に応じて適切な長方形に切断し、血管パッチ前駆細胞を欠損部位に縫合した。
図３１Ａは、アカゲザルの腹部大動脈における血管欠損の生成を示し、図３１Ｂは、欠損部位への血管パッチ前駆体の縫合を示した。図３１Ｂにおいて、太い矢印で示したものは実施例１５で調製したバイオブロックを含む血管パッチ前駆体であり、細い矢印で示したものは実施例１６で調製したマイクロカプセルを含む血管パッチ前駆体であった。移植７日後、血管パッチを取り出した。図３２Ａ及び図３２Ｂは、それぞれ、バイオブロックを含有する血管パッチ前駆体及びマイクロカプセルを含有する血管パッチ前駆体から形成された血液組織を示した。図面に示されているように、パッチ中のバイオブロック又はマイクロカプセルは融合して無傷の内膜を形成した。血管組織をＣＤ３１及びα−ＳＭＡ免疫組織化学染色し、その結果を図３３に示した。
図３３Ａ及び図３Ｂは、バイオブロックを含有する血管パッチ前駆体から形成された血管組織の結果を示している。結果は、移植７日後に、バイオブロック中の脂肪由来間葉系幹細胞が内皮細胞（図３３Ａ）及び平滑筋細胞（図３３Ｂ）に分化することを示した。
図３３Ｃ及び図３３Ｄは、マイクロカプセルを含有する血管パッチ前駆体から形成された血管組織の結果を示している。結果は、マイクロカプセル中の脂肪由来間葉系幹細胞が、移植７日後に内皮細胞（図３３Ｃ）及び平滑筋細胞（図３３Ｄ）に分化することを示した。
実施例１８：２つのシェルを有するバイオブロックの製造及びその機械的特性の試験
１．バイオブロックの調製
（１）Ｕ底を有する超疎水性ウェルプレートの調製：Ｕ底を有するウェルプレートを超清浄室でアルコールで洗浄した後、過酸化水素／濃硫酸溶液（３０％ｖ／ｖ）、Ｈ２Ｏ２：Ｈ２ＳＯ４＝１：３）で８０℃で１時間処理した。Ｕ底を有するヒドロキシル化したウェルプレートを１％の１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリエトキシシラン（Ｓｉｇｍａから購入）の溶液に入れ、次いで１００℃のオーブン中で４時間加熱して珪化させた。最後に、Ｕ底を有するウェルプレートを洗浄し、風乾した。
（２）種菌を含むコラーゲン溶液の調製：ＮａＯＨ溶液（４ｍｏｌ／Ｌ）の４５μＬをＩ型コラーゲンＩ（４ｍｇ／ｍＬ）の１ｍＬと混合してｐＨ＝７のコラーゲン溶液を調製した。この溶液を、遠心分離により得られたアカゲザル脂肪由来間葉系幹細胞と混合し、細胞懸濁液（総細胞濃度は、２細胞×１０７／ｍＬである）を形成させた。
（３）ポリリジン溶液の調製：ポリリジン（Ｓｉｇｍａより購入、数平均分子量（Ｍｎ）１５０，０００〜３００，０００）をｐＨ７．２のＨ−ＤＭＥＭ培地に溶解し、濃度が１重量％であるポリリジン溶液を得た。
（４）アルギン酸ナトリウム溶液の調製：アルギン酸ナトリウム（Ｓｉｇｍａ社より購入）をｐＨ７．２のＨ−ＤＭＥＭ培地に溶解し、濃度が１重量％であるアルギン酸ナトリウム溶液を調製した。
（５）コラーゲンの脱落（コア構造の形成）：ナノリットルレベルの液体を吸引吐出できる電子吸引装置を用いて、０．１μＬのＩ型コラーゲン溶液を正確に吸引して、工程（１）で調製したＵ底を有する超疎水性ウェルプレートに滴下し、液滴を形成させた。液滴を３７℃の一定温度で３０分間保持して成形した。
オプションの電子式吸引装置は、Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ Ｘｐｌｏｒｅｒ ０．５〜１０μＬ又はＴｒａｎｓｆｅｒｐｅｔｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ０．５〜１０μＬであり、その装置は分液能力に依存して液体あたり０．１μＬの最小容量を有していた。又はＳＧＥからのオートサンプラーの１μＬ若しくは０．５μＬを使用して０．１μＬの液体滴定を１０回又は５回実施した。特に、精度を向上させるために、滴定のために特別な円錐針を使用することができた。
（６）ポリリジン溶液の滴下：吸引端を置換した後、工程（３）で調製したポリリジン溶液０．５μＬを正確に抜き取り、次に、超疎水性ウェルプレートの中心位置において、工程（５）で形成されたコアの表面上に滴下し、１０分間反応させて、バイオブロックの第１シェルを形成させた。
（７）工程（６）の生成物をＨ−ＤＭＥＭ培地で２回リンスした。
（８）アルギン酸ナトリウム溶液を滴下：吸引端を置換後、工程（４）で調製したポリリジン溶液の０．５μＬを正確に抜き取り、次に、工程（６）で形成したシェルの表面に１０分間反応させてバイオブロックの第２のシェルを形成させ、２つのシェルを有するバイオブロックを得た。調製したバイオブロックの直径は約３００μｍであった。必要に応じて、調製したバイオブロックをＰＢＳに入れて、バイオブロックの懸濁液を形成させた。
２．弾性係数の測定
Ｐｉｕｍａ Ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔｅｒを用いてバイオブロックの弾性係数を測定した。
２．１ 試験試料の調製
（１）バイオブロックの懸濁液１ｍＬをプラスチック製培養皿の中央にピペットで引き出し、滴下した。
（２）１０分間放置した後、液体を排出し、培養皿の底にバイオブロックが吸着していることが分かった。
（３）プローブが徐々にバイオブロックの表面に近づくように、ナノインデンターのプラットフォームを動かした。プローブがバイオブロックに近接しているときに、プローブとバイオブロックとの間に水滴が引き込まれ、バイオブロックが正常な生理学的状態にあることを確実した。
（４）このとき、バイオブロックは底面に吸着して移動できず、測定が可能であった（図３４参照）。
２．２ 試料の測定
測定結果
図３５は、バイオブロックの有効ヤング率が２４．７７ｋＰａである、本実施例で製造されたバイオブロックの応力−凹み曲線を示している。
実施例１９：３Ｄバイオプリンタを用いた２つのシェルを有するバイオブロックを含む人工血管前駆体の調製及び人工血管前駆体のインビボでの適用及び評価
１．コラーゲン溶液の調製（溶液Ａ）
ウシＩ型コラーゲンは、バイオインキの担体としてのコラーゲン溶液の調製に用いられた。
（１）１００ｍＬのビーカー及び撹拌磁石を高温で滅菌処理した。
（２）容器の外面を滅菌し、容器を生物学的に安全なキャビネットに入れた。
（３）Ｃｏ６０照射で滅菌した固体コラーゲン０．５ｇをビーカーに入れ、滅菌脱イオン水（０．２２μｍフィルターでろ過したもの）２５ｍＬをビーカーに添加した。
（４）固体コラーゲンをマグネチックスターラーで攪拌して水に浸した。
（５）酢酸溶液（０．２２μｍフィルターでろ過）をｐＨ＝３に滴下した。
（６）固体コラーゲンが完全に溶解するまで溶液を撹拌した。
（７）に示すように、コラーゲン溶液の濃度を調整した。特別な必要がなければ、コラーゲン溶液の濃度は約２重量％であった。コラーゲン溶液を標識し、溶液Ａと命名し、４℃で保存した。
２．人工血管前駆体の調製
２．１ 準備
（１）溶液Ａを１：１の体積比でバイオブロックと混合してバイオインクＡ（バイオインク）を調製し、このバイオインクＡをプリントインクカートリッジＡに充填し、インクカートリッジの温度を４℃に保ち、
（２）プリント用インクカートリッジＢに市販の白雲医療用付着剤をインクＢとして充填し、インクカートリッジの温度を室温に保ち、
（３）インクカートリッジＡ、Ｂを対応するプリンタヘッドに接続し、
（４）患者の画像検査の結果に基づいて、血管の必要径を求め、対応する回転装置を選択して設置した。
（５）３次元バイオプリンタの自己診断プログラムの起動、プリンタヘッドの高さの測定、３次元バイオプリンタの各種メンバーの正常動作の確認を行った。
（６）直径、長さ、プリント順序、プリントされた厚さ、回転装置の温度、プリンタヘッドの温度を含むパラメータがコンピュータワークステーションに設定された。
図３６は、実施例で用いた３Ｄバイオプリンタの主要な構造を模式的に示している。
２．２ 管状固体支持体を有する生物学的構築物及びアセンブリのプリンティング
（１）３Ｄバイオプリンタの準備プログラムが開始された。
（２）プリンタヘッドＡを回転させて、回転装置の回転ロッド上に長さ２０ｍｍ、厚さ約１ｍｍの管状の生体構造物を形成させた（図３７に示される）；
（３）プリンタヘッドＢを作動させて、インクＡから形成された生物学的構築物上にインクＢを均一に噴霧した。
（４）サイズが一致するＧｏｒｅ発泡ポリテトラフルオロエチレン人工血管を、管状の固体支持体として使用し、これを組み立てる管状の生物学的構築物の外面にスリーブを付け、次いで両者をインクＢ（医療用付着剤）を用いて人工血管前駆体を形成し（図３８に示すように）、人工血管前駆体を回転ロッドから除去した。
３．インビボでの適用及び評価のためのアカゲザルへの人工血管前駆体の移植
３．１ 手術手順
（１）ナイフが出血を止めて止めることができるので、高周波電気外科用ナイフが推奨されることにより、腹部の中心線に沿う５〜７ｃｍの長手方向の皮膚切開が切断された。皮下組織及び筋層を腹膜まで分離した。腹腔に入って開口した後、小腸を静かにひっくり返し、脱水を避けるために生理食塩水で濡らしたガーゼで包んで腹部大動脈を露出させた。
（２）抗凝固のために０．５ｍｇ．ｋｇ−１のヘパリンナトリウムを静注した。
（３）２本の０−０縫合糸が動脈の下を通過し、一方は腸間膜動脈の下部付近にあり、他方は一般的な腸骨動脈の枝の近くにあり、血液を遮断するための結紮に用いられ、必要に応じて流した。
（４）動脈クリップを、腎下部腹部大動脈の血流を遮断するために使用し、２つの動脈クリップ間の距離は約３ｃｍであり、その中央から約２ｃｍの腹部大動脈を切断した。
（５）２ｃｍの長さを有する人工血管前駆体を、アカゲザルの自己腹部大動脈に７−０のポリエチレン縫合糸でエンド・トゥ・エンド吻合して縫合した。
（６）大動脈の遠位端の動脈クリップを緩めて、人工血管前駆体の空気を空にした。
（７）大動脈の近位端の動脈クリップを緩め、縫合糸に造血がなくなるまで出血を防ぐために縫合糸を滅菌ガーゼで数分間圧迫した。
（８）遠位大動脈のパルスが検出された。パルスが正常であれば、移植は成功した。図３９は、移植された人工血管前駆体を示した。
３．２ 組織学的検査
インビボ移植の１７０日後、血管インプラントをサンプリングした。インプラント内皮細胞及び平滑筋細胞の形成は、免疫蛍光法によって検出された。
血管内皮細胞を緑色蛍光で蛍光標識し、その結果、血管インプラントが内皮細胞のインタクトな層を形成することが示された。図４０は蛍光顕微鏡写真であり、図中の尺度は２００μｍであった。
血管平滑筋細胞を赤色蛍光で蛍光標識し、血管インプラントが平滑筋細胞の無傷の層を形成することを示した。図４１は蛍光顕微鏡写真であり、図中の尺度は２００μｍであった。
本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、当業者であれば、本発明に開示されている全ての教示に基づいて詳細に様々な修正や変更を加えることができ、本発明の範囲内である。本発明の全範囲は、添付の特許請求の範囲及びその同等物によって与えられる。

Claims (37)

  1. 固体支持体及び複数のマイクロカプセルを含む人工組織前駆体であって、ここで、少なくとも１つのマイクロカプセルは固体支持体に結合され、マイクロカプセルは細胞及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含み、
    好ましくは、人工組織前駆体は内腔（例えば、循環内腔、消化内腔、呼吸内腔、泌尿器内腔又は生殖器内腔）前駆体であり；
    好ましくは、内腔は、上皮細胞（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸を含み、例えば、十二指腸、空腸、回腸、盲腸（虫垂を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左疝痛屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸又は直腸など）、卵管、血管精管、尿管、膀胱又はリンパ管）を含む内腔であり；
    好ましくは、人工組織前駆体は管状又はシート状であり；
    好ましくは、複数のマイクロカプセルは１つ以上の生物学的構築物を形成し；
    好ましくは、１つ以上の生物学的構築物は固体支持体に結合されている、上記人工組織前駆体。
  2. 前記マイクロカプセルが、生理学的条件下（例えば４〜３７℃、例えば６〜８のｐＨ、例えば生理学的条件下で流体剪断を有する）で安定な構造を有し、
    好ましくは、マイクロカプセルが、吸引又は圧縮中のマイクロカプセルの断片化を回避する機械的強度を有し；
    好ましくは、マイクロカプセルが、封入された細胞の機械的保護を提供し、細胞の生活活動のための微小環境（例えば、栄養素）を提供することができ；
    好ましくは、マイクロカプセルがバイオブロックであり；
    好ましくは、マイクロカプセルが、それぞれ独立して、２０〜２０００μｍ、例えば、３０〜１９００μｍ、４０〜１８００μｍ、５０〜１７００μｍ、６０〜１６００μｍ、７０〜１５００μｍ、８０〜１４００μｍ、９０〜１３００μｍ、１００〜１２００μｍ、２００〜１０００μｍ、３００〜８００μｍ、４００〜６００μｍ又は１００〜５００μｍのサイズを有し；
    マイクロカプセルが、それぞれ独立して球状であり、又は所望の形状（例えば、立方体、直角プリズム、六角柱、円柱又は不規則形状）を有し；
    好ましくが、マイクロカプセルが、それぞれ独立して、固体又はゲル状態などの半固体であり；
    好ましくが、マイクロカプセルが混合物の形態で存在し；
    好ましくが、マイクロカプセルが分離したマイクロカプセルであり；
    好ましくが、マイクロカプセルは容器中に提供される、請求項１に記載の人工組織前駆体。
  3. 前記マイクロカプセルが、上皮細胞、例えば、内皮細胞（例えば、血管内皮細胞）、平滑筋細胞（例えば、血管平滑筋細胞）及び／又は未分化細胞を含み；
    好ましくは、マイクロカプセル中の細胞が、未分化細胞、例えば、幹細胞（例えば、脂肪由来間葉系幹細胞、骨髄間葉系幹細胞、誘導された多能性幹細胞及び胚性幹細胞）であり；
    好ましくは、未分化細胞が、上皮細胞（例えば、内皮細胞）及び／又は平滑筋細胞に分化することができ；
    好ましくは、未分化細胞が、幹細胞（例えば、脂肪由来間葉系幹細胞、骨髄間葉系幹細胞、誘導された多能性幹細胞及び胚性幹細胞）及び前駆体（例えば、内皮前駆体）の１つ以上から選択され；
    好ましくは、細胞が、動物、例えば哺乳動物、例えばヒト、類人猿、サル、ゴリラ、ウシ、ブタ、イヌ、ヒツジ及びヤギから得られ；
    好ましくは、細胞が、結合組織（例えば、緩い結合組織、緻密な結合組織、弾性組織、網状結合組織及び脂肪組織）、筋組織（例えば、骨格筋、平滑筋及び心筋）、泌尿生殖器系組織、胃腸組織、肺組織、骨組織、神経組織及び上皮組織（例えば、単純上皮及び重層上皮）、内胚葉由来組織、中胚葉由来組織及び外胚葉由来組織からなる群から選択される組織由来であり；
    好ましくは、マイクロカプセルが、それぞれ独立して、１つ以上の細胞、例えば、１〜１０６細胞、例えば、１０〜９００、２０〜８００、３０〜７００、４０〜６００、５０〜５００、６０〜４００、７０〜３００、８０〜２００、１０〜１００、１０〜１０３、１０〜１０４、１０〜１０５、１０〜１０６細胞を含む、請求項１又は２に記載の人工組織前駆体。
  4. 前記マイクロカプセルが、細胞及び前記細胞をカプセル化するコアを含み、
    好ましくは、コアが、細胞の生活活動のための微小環境（例えば、栄養素）を提供し；
    好ましくは、コアが生分解性材料でできていて；
    好ましくは、マイクロカプセルが、コアを包囲するシェルをさらに含み；
    好ましくは、シェルが、マイクロカプセルに機械的な保護を与えることができ；
    好ましくは、シェルが、細胞の生活活動のための微小環境（例えば、栄養素）を提供することができ；
    好ましくは、コア及び／又はシェルが処理され（例えば、コア及び／又はシェルの機械的特性を改善するために、コア固定溶液又はシェル固定溶液で処理され）；
    好ましくは、シェルが、生分解性材料でできていて；
    好ましくは、シェルが透過性であり、例えば、シェルが、水、酸素、及び栄養素（例えば、当、例えばグルコース、脂肪、タンパク質、アミノ酸、短いペプチド、ミネラル、ビタミン、サイトカイン又はヌクレオチド）に対して透過性であり；
    好ましくは、シェルが、マイクロカプセルの内側及び外側の物質の交換のためのチャネル又は孔を有し；
    好ましくは、シェルが、０．１〜５０μｍ、例えば、０．１〜０．５、０．５〜１、１〜２、２〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜５０、５０〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、０．１〜１、１〜５、１〜１０、５〜１０、１０〜２０、１０〜３０、５〜２０又は１〜２０μｍの厚さを有し；
    好ましくは、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア、又はマイクロカプセルのシェルが、それぞれ独立して、０．０１〜０．０２、０．０２〜０．０３、０．０３〜０．０４、０．０４〜０．０５、０．０５〜０．０６、０．０６〜０．０７、０．０７〜０．０８、０．０８〜０．０９、０．０９〜０．１、０．１〜０．１５、０．１５〜０．２、０．２〜０．３、０．３〜０．４、０．０１〜０．４、０．０１〜０．０５、０．０５〜０．１、０．１〜０．２、０．２〜０．４、０．０５〜０．１５又は０．０６〜０．１ＧＰａの硬度を有し；
    好ましくは、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア、又はマイクロカプセルのシェルが、それぞれ独立して、０．０１〜０．１ＧＰａ又は０．０１〜０．４ＧＰａの硬度を有し；
    好ましくは、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア、又はマイクロカプセルのシェルが、それぞれ独立して、０．０１〜０．０５、０．０５〜０．１、０．１〜０．５、０．５〜０．８、０．８〜１、１〜１．２、１．２〜１．４、１．４〜１．６、１．６〜１．８、１．８〜２、２〜２．４、２．４〜２．８、２．８〜３．２、３．２〜４、４〜１０、１０〜２０、２０〜３０、３０〜４０、４０〜５０、５０〜８０、８０〜１００、０．５〜４、０．５〜１、１〜１．５、１．５〜２、２〜３、０．８〜１．６、１．４〜２．４、０．８〜３．２、０．０１〜１００、１〜１００、１０〜１００又は０．５〜５０ＭＰａの弾性係数を有し；
    好ましくは、マイクロカプセル、マイクロカプセルのコア、又はマイクロカプセルのシェルが、それぞれ独立して、０．０１〜１、０．０１〜１０又は０．０１〜１００ＭＰａの弾性係数を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の人工組織前駆体。
  5. 前記生体適合性材料が生分解性材料を含み；
    好ましくは、生分解性材料が分解性の生体材料であり；
    好ましくは、生分解性材料が、天然に存在する材料（例えば、動物又は植物に由来する天然に存在する生分解性材料）、合成材料、組換えによって生成された材料、改質材料又はそれらの任意の組み合わせであり；
    好ましくは、生分解性材料が、天然に存在する生分解性材料、例えば、コラーゲン、フィブリン、キトサン、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム又はアルギン酸カルシウム）、デンプン、ヒアルロン酸、ラミニン、アガロース、ゼラチン、デキストラン、キチン、セルロース（例えば、バクテリアセルロース）、シルクフィブロイン、コンドロイチン硫酸、ヘパリン、フィブリノーゲン、フィブロネクチン、ムコ多糖類、ムチン又はそれらの任意の組み合わせ；修飾された生分解性材料、例えば、修飾されたアルギン酸塩、例えば、酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、修飾ゼラチン（例えば、ジアルデヒドデンプン（ＤＡＳ）で架橋された修飾ゼラチン）修飾セルロース（例えば、カルボキシメチルセルロース又は酸化再生セルロース）又はそれらの任意の組み合わせ；及び／又は合成生分解性材料、例えば、ポリホスファゼン、ポリアクリル酸及びその誘導体（例えば、ポリメタクリル酸、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリオルトエステル（ＰＯＥ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシブチラート（ＰＨＢ）、ポリアミノ酸（例えば、ポリリジン）、分解性ポリウレタン（例えば、デンプン修飾ポリウレタン）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ）、ポリビニルアルコール、ポリジオキサノン、ポリ（１，４−ジオキサン−２−オン）、ポリ（ｐ−ジオキサノン）、ポリブチレンカーボネート又はそれらの任意の組み合わせを含み；
    好ましくは、生分解性材料が、酵素（例えば、細胞によって分泌される酵素）によって分解され得て；
    好ましくは、生分解性材料の分解が、細胞の生命活動を維持又は促進する栄養素を提供することができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の人工組織前駆体。
  6. 前記マイクロカプセルが、栄養素、細胞外マトリックス、サイトカイン、及び／又は医薬として活性な成分などの追加薬剤をさらに含み、
    好ましくは、追加薬剤が、細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を調節（例えば、促進）し、又は細胞の幹細胞性を維持することができ；
    好ましくは、栄養素が、限定されないが、微量元素、ヌクレオチド、アミノ酸、ポリペプチド、炭水化物（例えば、単糖、オリゴ糖又は多糖）、脂質又はビタミンを含み；
    好ましくは、細胞外マトリックスが、グリコサミノグリカン及びプロテオグリカンなどの多糖類；コラーゲン及びエラスチンなどの構造タンパク質；フィブロネクチン及びラミニンなどの付着タンパク質からなる群から選択され；
    好ましくは、サイトカインが、細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を調節するためのサイトカインであり、限定されないが、未分化細胞を平滑筋細胞又は内皮細胞に分化を誘導することができるサイトトキシン、例えばＴＧＦ−α１、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＶＥＧＦ又はｂ−ＦＧＦであり；
    好ましくは、医薬として活性な成分が、細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を調節（例えば、促進）することができる薬剤であるか、又は薬剤が細胞の幹細胞性を維持することができ；
    好ましくは、医薬として活性な成分が、ｒｈＩＬ−２、ｒｈＩＬ−１１、ｒｈＥＰＯ、ＩＦＮ−α、ＩＦＮ−β、ＩＦＮ−γ、Ｇ−ＣＳＦ、ＧＭ−ＣＳＦ、ｒＨｕＥＰＯ、ｓＴＮＦ−Ｒ１及びｒｈＴＮＦ−αからなる群より選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の人工組織前駆体。
  7. 前記固体支持体が生体適合性材料から作製され、
    好ましくは、生体適合性材料は生分解性材料を含み；
    好ましくは、生分解性材料は分解性を有する生体材料であり；
    好ましくは、生分解性材料は、天然に存在する生分解性材料（例えば、コラーゲン、ゼラチン、キトサン、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、キチン、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）、デンプンベースの生体材料（例えば、多糖デンプン）、セルロース（例えば、バクテリアセルロース）、シルクタンパク質又はそれらの任意の組み合わせ）であり；
    好ましくは、天然に存在する生分解性材料はデンプンであり；
    好ましくは、生分解性材料は、修飾された生分解性材料であり、例えば、修飾アルギン酸塩、例えば、酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、修飾ゼラチン（例えば、ジアルデヒドデンプン（ＤＡＳ）で架橋された修飾ゼラチン）、修飾セルロース（例えば、カルボキシメチルセルロース又は酸化再生セルロース）又はそれらの任意の組み合わせであり；
    好ましくは、生分解性材料は、合成生分解性材料、例えば、脂肪族ポリエステル（例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリヒドロキシブチラート（ＰＨＢ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ））、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリオルトエステル（ＰＯＥ）、生分解性ポリウレタン（例えば、デンプン修飾ポリウレタン）、ポリビニルアルコール、ポリ（ｐ−ジオキシシクロヘキサノン）、ポリ（ｐ−ジオキソヘテロシクロヘキサノン）、ポリジオキサノン、ポリブチレンカーボネート、ポリホスファゼン又はそれらの任意の組み合わせであり；
    好ましくは、合成生分解性材料は、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）及び分解性ポリウレタンからなる群から選択され；
    好ましくは、生分解性材料は、酵素（例えば、細胞によって分泌される酵素）によって分解され得て；
    好ましくは、生分解性材料は１〜１２ヶ月のインビボ分解時間を有し；
    好ましくは、生体適合性材料は、非生分解性材料（例えば、ナイロン、テリレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム、フルオロカーボンシリコーンゴム、天然ゴム、ポリアクリレート、芳香族ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））、非分解性ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリロニトリル、ポリシロキサン、ポリオキシメチレン、ポリ塩化ビニル又はそれらの任意の組み合わせ）をさらに含み；
    好ましくは、非生分解性材料は生体不活性であり：
    好ましくは、生体適合性材料は、非生分解性材料（例えば、ナイロン、テリレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム、フルオロカーボンシリコーンゴム、天然ゴム、ポリアクリレート、芳香族ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））、非分解性ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリロニトリル、ポリシロキサン、ポリオキシメチレン、ポリ塩化ビニル又はそれらの任意の組み合わせ）を含み；
    好ましくは、非生分解性材料は生体不活性であり；
    好ましくは、固体支持体は、管状固体支持体又はシート状固体支持体であり；
    好ましくは、固体支持体は、生物学的構築物の表面上に調製され；
    好ましくは、固体支持体は、エレクトロスピニング、押出し鍛造、３Ｄプリント又はスプレーによって調製される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の人工組織前駆体。
  8. 人工組織前駆体が、管（例えば、円形管の形態で、例えば、側壁に開口部を有するか又は有しない管の形態で）であり、固体支持体が管状固体支持体であり（例えば、円形管の形態で、例えば、側壁に開口部を有するか又は有しない管の形態で）、複数のマイクロカプセルは、１つ以上の管状生物学的構築物を形成する（例えば、円形管の形態で、例えば、側壁に開口部を有するか又は有しない管の形態で）、少なくとも１つの管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内壁に取り付けられた外壁を有し、
    好ましくは、人工組織前駆体は、管状固体支持体と、側壁に開口部を有さない管状生物学的構築物とを含み、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内壁に取り付けられた外壁を有し；
    好ましくは、人工組織前駆体は、複数の管状生物学的構築物を含み；
    好ましくは、人工組織前駆体は、管状固体支持体と、側壁に開口部を有さない複数の管状生物学的構築物を含み、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側にあり、管状固体支持体の軸方向に沿って整列し、各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に付着されていて；
    好ましくは、人工組織前駆体は、管状固体支持体と、側壁に開口部を有さない複数の管状生物学的構築物とを含み、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側にあり、管状固体支持体と同軸に配置され、最も外側の管状の生物学的構築物の壁は、管状の固体支持体の内壁に取り付けられていて；
    好ましくは、人工組織前駆体は、管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は側壁に開口部を有し、管状生物学的構築物は管状固体支持体の内側にあり、管状固体支持体及び各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられていて；
    好ましくは、人工組織前駆体は、管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は、側壁に開口を有し、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側であり、支持され、半径方向に整列され、最外の管状の生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に付着され；
    好ましくは、人工組織前駆体は、管状固体支持体及び複数の管状生物学的構築物を含み、各管状生物学的構築物は、側壁に開口を有し、管状生物学的構築物は、管状固体支持体の内側であり、各管状生物学的構築物の外壁は、管状固体支持体の内壁に取り付けられていて；
    好ましくは、人工組織前駆体は、管状固体支持体、側壁に開口を有する管状生物学的構築物、及び側壁に開口を有さない管状生物学的構築物を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の人工組織前駆体。
  9. 前記人工組織前駆体は、１ｃｍ〜４０ｃｍの長さを有し；
    好ましくは、人工組織前駆体は、１ｍｍ〜３ｃｍ（例えば、１〜６ｍｍ、６〜８ｍｍ、８〜１０ｍｍ、１０〜１２ｍｍ又は１２ｍｍ〜３ｃｍ）の内径を有し；
    好ましくは、人工組織前駆体は、均一又は不均一な厚さを有し；
    好ましくは、管状固体支持体は１ｃｍ〜４０ｃｍの長さを有し；
    好ましくは、管状固体支持体は、１ｍｍ〜３ｃｍ（例えば、１〜６ｍｍ、６〜８ｍｍ、８〜１０ｍｍ、１０〜１２ｍｍ又は１２ｍｍ〜３ｃｍ）の内径を有する。
    好ましくは、管状固体支持体の厚さは２００μｍ〜１ｍｍであり；
    好ましくは、管状固体支持体は、側壁に開口を有する円形管であり、開口は管状固体支持体の軸方向に沿った両端を通り、管状固体支持体の半径方向部分は環帯扇形の形状であり；好ましくは、環帯扇形は、０°より大きく３６０°未満の中心角を有し；
    好ましくは、管状生物学的構築物は、１ｃｍ〜４０ｃｍの長さを有し：
    好ましくは、管状生物学的構築物は、１ｍｍ〜３ｃｍの内径（例えば、１〜６ｍｍ、６〜８ｍｍ、８〜１０ｍｍ、１０〜１２ｍｍ又は１２ｍｍ〜３ｃｍ）を有し；
    好ましくは、管状生物学的構築物は２００μｍ〜１ｍｍの厚さを有し；
    好ましくは、管状生物学的構築物は、側壁に開口部を有する丸い管であり、開口部は、管状生物学的構築物の軸方向に沿った両端を通り、管状生物学的構築物の半径方向部分は、環帯扇形の形状であり；好ましくは、環帯扇形は０°より大きく３６０°未満の中心角を有する、請求項８に記載の人工組織前駆体。
  10. 前記人工組織前駆体がシートの形態であり、前記固体支持体がシート状の固体支持体であり、前記複数のマイクロカプセルが１つ以上のシート状支持体を形成し、少なくとも１つのシート状生物学的構築物がシート状固体支持体に付着されており、
    好ましくは、シート状固体支持体は、平面シート又は湾曲シートであり；
    好ましくは、シート状生物学的構築物は、平面シート又は湾曲シートであり；
    好ましくは、人工組織前駆体は、シート状固体支持体及びシート状生物学的構築物を含み、ここで、シート状生物学的構築物は、シート状固体支持体の表面に付着した表面を有し；
    好ましくは、人工組織前駆体は、シート状固体支持体と、複数のシート状生物学的構築物とを含み、ここで、複数のシート状生物学的構築物は、シート状固体支持体の一方の側に位置し、シート状の生物学的構築物は各々、シート状の固体支持体の表面に付着した表面を有し；
    好ましくは、人工組織前駆体は、シート状固体支持体と、複数のシート状生物学的構築物とを含み、ここで、複数のシート状生物学的構築物は、シート状固体支持体の一方の側に積層され、生物学的構築物は、シート状固体支持体の表面に付着した表面を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の人工組織前駆体。
  11. 前記人工組織前駆体が、円形シート、楕円形シート、平行四辺形（例えば、長方形）シート、扇形シート又は不規則シートであり、
    好ましくは、人工組織前駆体は、０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さを有し；
    好ましくは、人工組織前駆体は、０．５ｃｍ２〜５ｃｍ２の面積を有し；
    好ましくは、人工組織前駆体は、均一又は不均一な厚さを有し；
    好ましくは、シート状固体支持体は、丸形シート、楕円形シート、平行四辺形（例えば、長方形）シート、扇形シート又は不規則シートであり；
    好ましくは、シート状固体支持体は、０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さを有し；
    好ましくは、シート状固体支持体は、０．５ｃｍ２〜５ｃｍ２の面積を有し；
    好ましくは、シート状生物学的構築物は、丸形シート、楕円形シート、平行四辺形（例えば、長方形）シート、扇形シート又は不規則なシートであり；
    好ましくは、シート状生物学的構築物は、２０μｍ〜３ｍｍの厚さを有し；
    好ましくは、シート状生物学的構築物は、０．５ｃｍ２〜５ｃｍ２の面積を有する、請求項１０に記載の人工組織前駆体。
  12. 少なくとも１つのマイクロカプセル又は少なくとも１つの生物学的構築物が固体支持体で固定されて、
    好ましくは、少なくとも１つのマイクロカプセル又は少なくとも１つの生物学的構築物が固体支持体に化学的に付着され；
    好ましくは、少なくとも１つの生物学的構築物が付着剤を用いて固体支持体に付着され；
    より好ましくは、付着剤は医療用付着剤であり；
    好ましくは、医療用付着剤は、軟組織用の医療用付着剤及び硬質組織用の医療用付着剤（例えば、歯科又は整形外科用の医療用付着剤）からなる群から選択され；
    好ましくは、医療用付着剤は、主成分として、オクチル２−シアノアクリレートを主成分とする組織付着剤、フィブリン付着剤、合成樹脂付着剤（例えば、メタクリレート系付着剤又はポリカルボン酸系付着剤）、骨付着剤及びポリメチルメタクリル酸エステルからなる群から選択され；
    好ましくは、医療用付着剤は、α−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はオクチルα−シアノアクリレート、例えばｎ−オクチルα−シアノアクリレート）を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の人工組織前駆体。
  13. 前記人工組織前駆体が管の形態であり、ここで、以下：
    （Ｉ）管状（例えば、円形管の形状で、例えば、側壁に開口部を有する又は有しない管の形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
    （ＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程；
    好ましくは、管状生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
    （１）マイクロカプセルの表面の全部又は一部に付着した第１の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は第１の薬剤に含まれ；
    （２）一時的支持体の表面の所定の領域に第２の成分を含む第２の薬剤を塗布する工程であって、第１の成分と第２の成分とが互いに接触した場合に、付着作用を達成する粘着作用を生じさせ、一時的支持体は、管状又は円筒状の支持体（例えば、側壁に開口部を有しない円形管、側壁に開口部を有する円形管、円周の一部に沿って配置される円柱又は円柱）であり、所定領域が、前記一時的支持体の曲面上に位置し、場合により、第２の薬剤をコーティングする前に一時的支持体の表面の所定の領域に基材材料をコーティングする工程；
    （３）工程（１）において表面の全体又は一部に付着させた第１成分を有するマイクロカプセルを、第２の薬剤でコーティングした所定領域に配置し、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分が、粘性効果を生じさせるために所定領域に第２成分と接触され、それにより、第１の層構造体を管状構造体とする第１の層構造体にアセンブルさせる（付着させる）工程を含み；
    場合により前記方法は、以下の工程をさらに含む：
    （４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
    （５）工程（１）で表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で作製した構造体上に置き、それにより、マイクロカプセルの表面の第１成分が、第２成分と接触され、それにより、マイクロカプセルを前工程で生成された構造上の別の層構造にアセンブルさせる（付着させる）工程；
    それにより、管状生物学的構築物を得る工程；
    （６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返す工程；
    管状生物学的構築物を得る工程；
    場合により、該方法は、側壁に開口を有する丸形の管状生物学的構築物を付着して、側壁に開口を有さない丸形の管状生物学的構築物を提供する工程；
    場合により、該方法は、前記一時的支持体から前記管状生物学的構築物を分離する工程；
    好ましくは、一時的支持体は３Ｄプリンタの回転ロッドなどの曲面を有するプリンティングプラットフォームであり、
    好ましくは、基板材料は、ゼラチン、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、ポリヒドロキシエチルアクリレート、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ又はプルロニックＦ１２７などの温度感受性材料であり；
    好ましくは、一時的支持体は、温度感受性材料（例えば、ゼラチン、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、ポリヒドロキシエチルアクリレート、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ又はプルロニックＦ１２７）から作製された円筒状又は丸形の管であり；
    好ましくは、前記一時的支持体はシリンダであり、前記所定領域は前記シリンダの側面全体であり；
    前記一時的支持体はシリンダであり、前記所定領域は前記シリンダの展開されていない側面の矩形であり、前記所定領域は前記シリンダの軸方向において前記シリンダの側面を通り；
    前記一時的支持体はシリンダであり、前記所定領域は前記シリンダの展開されていない側面の矩形であり、前記所定領域は前記シリンダの周方向において前記シリンダの側面を通り、
    前記一時的支持体はシリンダであり、前記所定領域は前記シリンダの展開されていない側面の矩形であり、前記所定領域は前記シリンダの軸方向又は周方向において前記シリンダの側面を通過せず、
    好ましくは、工程（３）において、第１成分が表面に付着したマイクロカプセルを、工程（２）の第２の薬剤でコーティングされた所定の領域に置いた後、０．１〜６０秒放置し；
    好ましくは、管状生物学的構築物は、３Ｄバイオプリンタによって調製される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  14. 前記人工組織前駆体が管の形態であり、以下の工程：
    （Ｉ）管状（例えば、円形の管の形状で、例えば、側壁に開口部を有する又は有しない管の形状）の生物学的構築物を調製する工程；そして
    （ＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程；
    管状生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
    （１）表面の全体又は一部に付着した第１の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は第１の薬剤に含まれる；
    （２）一時的支持体の表面上に所定の環状（例えば円形又は環帯扇形）パターンを第２の成分を含む第２の薬剤で描かれ、粘着性効果を生じさせて、第１の構成要素と第２の構成要素とは互いに接触させ、前記一時的支持体は少なくとも１つの平面を有し、前記環状パターンは前記一時的支持体の平面上に位置する工程；
    （３）工程（１）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、第２の薬剤で描かれた所定の環状パターン上に配置し、それによりマイクロカプセルの表面の第１成分が、環状パターン上の第２の成分と接触されて、粘着作用を提供し、それにより環状構造である第１の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着する）工程；
    （４）環状構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
    （５）工程（１）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程において提供された構造に配置し、それによりマイクロカプセルの表面の第１成分が、前工程において提供された構造上の第２の成分と接触されて、粘着作用を提供し、それにより前工程において提供された構造上の別の層構造にマイクロカプセルをアセンブルする（付着する）工程；
    （６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返す工程；
    それにより管状生物学的構築物を得る工程；
    場合により、該方法は、側壁に開口を有する丸形の管状生物学的構築物を付着して、側壁に開口を有さない丸形の管状生物学的構築物を提供し；
    好ましくは、一時的支持体は３Ｄプリンタのプリンティングプラットフォームであり、
    好ましくは、工程（３）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、工程（２）の第２の薬剤で描かれた所定の環状パターン上に配置した後、０．１〜６０秒放置し；
    好ましくは、管状生物学的構築物は３Ｄバイオプリンタによって調製される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  15. 前記人工組織前駆体がシートの形態であり、以下の工程：
    （Ｉ）シート状（例えば、平面シートの形態、又は湾曲シートの形態）の生物学的構築物を調製する工程；そして
    （ＩＩ）シート状の生物学的構築物をシート状の固体支持体に付着させる工程；
    好ましくは、シート状の生物学的構築物は、以下の工程を含む方法によって調製される：
    （１）表面の全体又は一部に付着した第１の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は第１の薬剤に含まれる；
    （２）一時的支持体の表面の所定領域に第２成分を含む第２の薬剤をコーティングし、第１の成分と第２の成分とが接触しているときに粘着作用を達成するために粘着性効果を生じさせることができ；前記一時的支持体は少なくとも１つの平面を有し、前記所定領域は前記一時的支持体の平面上に位置する；
    （３）工程（１）において表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、第２の薬剤でコーティングされた所定領域に配置し、それによりマイクロカプセルの表面の第１成分は、所定領域上で第２成分と接触されて、粘着性作用を生じさせ、それにより、マイクロカプセルを第１の層構造にアセンブルさせる（付着させる）工程であって、第１の層構造は平面的なシート状の構造であり；
    場合により、該方法は、以下の工程をさらに含む：
    （４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
    （５）工程（１）において表面の全部又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で生成させた構造体上に配置し、それによりマイクロカプセル表面の第１成分が、前工程において生成された構造上の第２成分と接触するようにして、それによりマイクロカプセルを前工程で生成された構造上の別の層構造にアセンブルする（付着する）工程；そして
    （６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返して、平面状のシート状生物学的構築物を得る工程；
    場合により、該方法は、湾曲したシート状の生物学的構築物を得るために、平面状のシート状の生物学的構築物を曲げることをさらに含み；
    好ましくは、所定の領域は、平行四辺形（例えば、矩形）領域、円形領域、楕円形領域、扇形領域又は不規則領域であり；
    好ましくは、一時的支持体は３Ｄプリンタのプリンティングプラットフォームであり；
    好ましくは、工程（３）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、工程（２）において第２の薬剤がコーティングされた所定領域に配置された後、０．１〜６０秒放置され；
    好ましくは、シート状の生物学的構築物は、３Ｄバイオプリンタを使用して調製される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  16. 人工組織前駆体がシートの形態であり、以下の工程：
    （Ｉ）請求項１５に記載のシート状の生物学的構築物の調製方法に従ってシート状の生物学的構築物を調製する工程；そして
    （ＩＩ）固体支持体を調製するための材料（例えば、生体適合性材料）を提供し、シート状の生物学的構築物上にシート状固体支持体を調製する工程であって、
    好ましくは、シート状の固体支持体は、３Ｄプリンティング又は噴霧プロセスによって調製される工程を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  17. 前記人工組織前駆体が管の形態であり、以下の工程：
    （Ｉ）請求項１５に記載のシート状の生物学的構築物の調製方法に従ってシート状の生物学的構築物を調製する工程；
    （ＩＩ）工程（Ｉ）で調製されたシート状の生物学的構築物を曲げ、及び／又はシート状の生物学的構築物のエッジを付着して管状生物学的構築物を得る工程；そして
    （ＩＩＩ）管状生物学的構築物を管状固体支持体の内壁に付着させる工程
    を含み、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  18. 前記人工組織前駆体が管の形態であり、以下の工程：
    （Ｉ）請求項１３又は１４に記載の管状生物学的構築物を調製するための方法に従って、管状生物学的構築物を調製する工程；
    又は請求項１５に記載のシート状の生物学的構築物の調製方法に従って、シート状生物学的構築物を調製し；次に、シート状の生物学的構築物を曲げ、及び／又はシート状の生物学的構築物のエッジを付着させて管状生物学的構築物を得る工程；そして
    （ＩＩ）固体支持体を調製するための材料（例えば、生体適合性材料）を提供し、管状生物学的構築物の外壁上に管状固体支持体を調製する工程；
    好ましくは、管状固体支持体は、３Ｄプリンティング又は噴霧プロセスによって調製される
    を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  19. 以下の工程：
    （１）表面の全体又は一部に付着した第１の成分を有する１つ以上のマイクロカプセルを提供する工程；好ましくは、第１の成分は第１の薬剤に含まれる；
    （２）固体支持体を調製し、固体支持体の表面の所定領域上に第２成分を含む第２の薬剤をコーティングする工程であって、第１成分及び第２成分が互いに接触している場合、粘性作用は、付着作用を達成するために生成し得る；
    （３）工程（１）において表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、第２の薬剤でコーティングされた所定領域に配置し、それによりマイクロカプセルの表面の第１成分が、所定領域上で第２成分と接触されて、粘着性作用を生じさせ、それによりマイクロカプセルを固体支持体の表面上の第１の層構造にアセンブルする（付着させる）工程；
    場合により、該方法は、以下の工程をさらに含む：
    （４）前工程で形成された構造上に第２の薬剤をコーティングする工程；
    （５）工程（１）で表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルを、前工程で生成した構造上に配置し、それによりマイクロカプセル表面上の第１成分が、前工程において生成された構造上の第２成分と接触するようにし、それによりマイクロカプセルを前工程で生成された構造上の別の層構造にアセンブルする（付着する）工程；そして
    （６）場合により、工程（４）及び（５）を１回以上繰り返し、それにより人工組織前駆体を得る工程；
    好ましくは、固体支持体は管状又はシート状の支持体であり；
    好ましくは、固体支持体は管状支持体であり、所定領域は固体支持体の内壁に位置し；
    好ましくは、工程（３）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、工程（２）において第２の薬剤がコーティングされた所定領域に載置された後、０．１〜６０秒放置され；
    好ましくは、３Ｄバイオプリンタを用いて人工組織前駆体を調製する工程
    を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  20. 第１成分及び／又は第２成分は、生体適合性材料、生体由来材料及び／又は生分解性材料であり；
    好ましくは、第１成分と第２成分との接触に起因する粘性作用は、２つのマイクロカプセルを一緒に付着させて、生物学的構築物を形成するために使用することができ、このようにして得られた生物学的構築物は、１０Ｐａ以上、例えば２０Ｐａ以上、３０Ｐａ以上、４０Ｐａ以上、５０Ｐａ以上、６０Ｐａ以上、７０Ｐａ以上、８０Ｐａ以上、９０Ｐａ以上、１００Ｐａ以上、２００Ｐａ以上、３００Ｐａ以上、４００Ｐａ以上、５００Ｐａ以上、６００Ｐａ以上、７００Ｐａ以上、８００Ｐａ以上、９００Ｐａ以上、又は１０００Ｐａ以上の引張り弾性率を有し；
    好ましくは、第１成分と第２成分との組み合わせは、以下から選択される：
    （１）フィブリノーゲン及びトロンビン；
    （２）アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｆｅ３＋（例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））；
    （３）マレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））及び遊離チオール基含有分子（例えば、遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ））；
    （４）アニオン含有材料（例えば、アニオンを含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））及びシアノアクα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
    （５）フィブリノーゲン及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
    （６）血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）及びグルタルアルデヒド；
    （７）カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含むか、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）及び反応性水素を含む分子（例えば、カルボキシル−含有ポリエチレングリコール）；
    （８）ゼラチン−レゾルシノール及びグルタルアルデヒド；
    （９）カルボジイミド架橋ゼラチン及びポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）；そして
    （１０）アミノ化ゼラチン及びアルデヒド多糖類；
    好ましくは、第１成分はフィブリノーゲンであり、第２成分はトロンビンであり；又は
    第１の成分は、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）であり、第２成分は、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質であり、例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル）であり、又は
    第１成分は、マレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））であり、第２の成分は、遊離チオール基含有分子（例えば、遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ））であり；又は
    好ましくは、第１成分は、アニオン含有材料（例えば、アニオンを含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））であり、第２成分は、α−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）であり：又は、
    好ましくは、第１成分はフィブリノーゲンであり、第２成分はα−シアノアクリレート（例えばメチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）であり；又は、
    好ましくは、第１成分は血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）であり、第２の成分はグルタルアルデヒドであり；又は
    好ましくは、カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含むか、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）であり、第２成分は、反応性水素（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）を含む分子；又は、
    好ましくは、第１成分はゼラチン−レゾルシノールであり、第２成分はグルタルアルデヒドであり；又は、
    好ましくは、第１成分はカルボジイミド架橋ゼラチンであり、第２成分はポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）であり；又は、
    好ましくは、第１成分はアミノ化ゼラチンであり、第２の成分は多糖アルデヒドであり；
    好ましくは、第１の薬剤において、第１成分は、０．０１重量％〜５０重量％の濃度を有し；
    好ましくは、第２の薬剤において、第２成分は、０．０１重量％〜５０重量％の濃度を有し；
    好ましくは、第２の薬剤は、液体又は半固体（例えば、ゲル）であり；
    好ましくは、第２の薬剤は、１〜１０００Ｐａ．ｓ、例えば３０〜１６０Ｐａ．ｓの粘度を有し；
    好ましくは、第２の薬剤は、第３成分をさらに含み、第３成分は粘着付与剤であり；
    好ましくは、粘着付与剤は、第２の薬剤の粘性を調整するために使用され；
    好ましくは、粘着付与剤は、ゼラチン、ブロックポリマーＦ−１２７、アガロース、ポリエチレングリコール、グアーガム、ポリビニルアルコール、キトサン、コラーゲン、ヒアルロン酸、キチン、セルロース及びそれらの誘導体（ヒドロキシプロピルセルロースなど）、ポリアミノ酸、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）、修飾アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウムなどの酸化アルギン酸塩）、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ、及びポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択され；
    好ましくは、第３成分は、生体適合性材料、生体由来材料、生分解性材料、及び／又は温度感受性材料であり；
    好ましくは、温度感受性材料は、ゼラチン、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７及びポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択され；
    好ましくは、第３成分は、０．０１〜５０重量％の濃度を有する、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の人工組織前駆体の調製方法。
  21. 工程（１）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、第１成分を含む第１の薬剤をマイクロカプセルの表面に被覆することにより得られる、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の方法。
  22. 工程（１）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、第１成分を含む第１の薬剤にマイクロカプセルを浸漬することにより得られ、
    好ましくは、マイクロカプセルは、第１の薬剤に１〜３０分間、例えば、１〜５分間、５〜１０分間、１０〜１５分間、１５〜２０分間、２０〜２５分間又は２５〜３０分間浸漬され；
    好ましくは、工程（１）において、マイクロカプセルは、振とう又は振動条件下で第１の薬剤に浸漬され；
    好ましくは、工程（１）は、室温（例えば１５〜３７℃）又は低温（例えば４〜１５℃）で実施され；
    好ましくは、工程（１）は、第１の薬剤がマイクロカプセルの表面の全体又は一部に付着した後に、マイクロカプセルを洗浄する工程をさらに含み；
    好ましくは、マイクロカプセルを緩衝液（例えば、生理学的緩衝液）又は培地溶液で洗浄し；
    好ましくは、洗浄工程は１〜５分間又は５〜１０分間行われ；
    好ましくは、洗浄工程は室温（例えば１５〜３７℃）又は低温（例えば４〜１５℃）で実施される、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の方法。
  23. 工程（３）は、室温（例えば１５〜３７℃）又は低温（例えば４〜１５℃）で実施され；
    好ましくは、工程（５）において、表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、前工程で生成された構造体上に置いた後、０．１〜６０秒（例えば、０．１〜１秒、１〜５秒、５〜１０秒、１５〜２０秒、２０〜２５秒、２５〜３０秒、３０〜３５秒、３５〜４０秒、４０〜４５秒、４５〜５０秒、５０〜５５秒又は５５〜６０秒）間、放置され；
    好ましくは、工程（５）は室温（例えば１５〜３７℃）又は低温（例えば４〜１５℃）で実施される、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の方法。
  24. 工程（２）〜（６）の間に、生成された構造体の内側又は外側に補助物質が添加され、
    好ましくは、補助物質は細胞を含有せず；
    好ましくは、補助物質は生体適合性及び／又は生分解性であり；
    好ましくは、補助材料は温度感受性材料であり；
    好ましくは、温度感受性材料は、ゼラチン、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ及びＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７からなる群から選択される、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の方法。
  25. 工程（５）で使用される表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルは、工程（１）で使用される表面の全体又は一部に付着した第１成分を有するマイクロカプセルと同一又は異なり；
    好ましくは、異なるマイクロカプセルは異なる細胞を含み、及び／又は異なる第１成分と付着する、請求項１３〜１９のいずれかに記載の方法。
  26. バイオプリンティングプロセスによって実施され；
    好ましくは、バイオプリンティングプロセスは、プリンター（例えば、３Ｄバイオプリンター）を用いて行われ；あるいは、バイオプリンティングプロセスは、自動化された又は自動化されていない機械プロセスを用いて実施され；又は、バイオプリンティングプロセスは、手動配置若しくは手動堆積によって（例えば、ピペットを使用することによって）実行され；
    好ましくは、マイクロカプセルは、押出プリンティングプロセス又はモジュラープリンティングプロセスのいずれかを用いてプリントされ；
    好ましくは、第２の薬剤は、モジュラープリンティングプロセス、押出プリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされ；
    好ましくは、補助物質は、モジュラープリンティングプロセス、押出プリンティングプロセス、又はインクジェットプリンティングプロセスを使用してプリントされる、請求項１３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
  27. 生物学的構築物を固体支持体で固定する工程を含み；
    好ましくは、生物学的構築物は、固体支持体に化学的に結合され；
    好ましくは、生物学的構築物は、付着剤を用いて固体支持体に付着され；
    好ましくは、付着剤は、α−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はオクチルα−シアノアクリレート）である、請求項１３〜１５及び１７のいずれか１項に記載の方法。
  28. 請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の生物学的構築物の調製方法によって得られる生物学的構築物。
  29. 互いに別個にされた、マイクロカプセル、第１の薬剤及び第２の薬剤を含む、人工組織前駆体を調製するのに有用なキットであって、マイクロカプセルは、細胞、及び細胞をカプセル化する生体適合性材料を含み、第１の薬剤は第１成分を含み、第２の薬剤は第２成分を含み、第１成分が第２成分に接触した場合、粘着性作用が生じて、付着効果を達成することができ、
    好ましくは、第１成分と第２成分の接触から生じる粘着性作用を用いて、２つのマイクロカプセルを一緒に付着させて、生物学的構築物を形成することができ、このようにして得られた生物学的構築物は、１０Ｐａ以上（例えば、１００Ｐａ以上）の引張り弾性率を有し；
    好ましくは、第１成分及び／又は第２成分は、生体適合性材料、生体由来材料及び／又は生分解性材料であり；
    好ましくは、第１成分及び第２成分の組み合わせは、
    （１）フィブリノーゲン及びトロンビン；
    （２）アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸素化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、及びＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質（例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液又は半固体（例えば、ゲル）；
    （３）マレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））及び遊離チオール基含有分子（例えば、遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ）；
    （４）アニオン含有物質（例えば、アニオンを含有する溶液又は半固体（例えば、ゲル）及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）；
    （５）フィブリノーゲン及びα−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）。
    （６）血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）及びグルタルアルデヒド；
    （７）カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含か又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール、又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）及び反応性水素を含む分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）；
    （８）ゼラチン−レゾルシノール及びグルタルアルデヒド；
    （９）カルボジイミド架橋ゼラチン及びポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）；そして
    （１０）アミノ化ゼラチン及び多糖アルデヒド
    から選択される、上記キット。
  30. 第１成分がフィブリノーゲンであり、第２成分がトロンビンであり；又は
    第１成分がアルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）又は酸化アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）であり、第２成分は、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む物質、例えば、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、Ｓｒ２＋又はＦｅ３＋を含む溶液若しくは半固体（例えば、ゲル）であり；又は
    第１成分はマレイミド基含有分子（例えば、マレイミド基を含むポリエチレングリコール（ＭＡＬ−ＰＥＧ））であり、第２成分は遊離チオール基含有分子（例えば遊離チオール基を含むポリエチレングリコール（ＰＥＧ−ＳＨ））であり；又は、
    好ましくは、第１成分は、アニオン含有物質（例えば、アニオンを含む溶液又は半固体（例えば、ゲル））であり、第２成分は、α−シアノアクリレート（例えば、メチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）であり；又は、
    好ましくは、第１成分はフィブリノーゲンであり、第２成分はα−シアノアクリレート（例えばメチルα−シアノアクリレート、エチルα−シアノアクリレート、イソブチルα−シアノアクリレート、イソヘキシルα−シアノアクリレート又はｎ−オクチルα−シアノアクリレート）であり；又は、
    好ましくは、第１成分は血清アルブミン（例えば、ウシ血清アルブミン）であり、第２成分はグルタルアルデヒドであり；又は
    好ましくは、第１成分は、カルバメート基（−ＮＨＣＯＯ−）を含むか、又はイソシアネート基（−ＮＣＯ）を含む分子（例えば、カルバメート基を含むポリエチレングリコール又はイソシアネート基を含むポリエチレングリコール）であり、第２成分は、反応性水素を含む分子（例えば、カルボキシル含有ポリエチレングリコール）であり；又は、
    好ましくは、第１成分はゼラチン−レゾルシノールであり、第２成分はグルタルアルデヒドであり；又は、
    好ましくは、第１成分はカルボジイミド架橋ゼラチンであり、第２成分はポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）であり；又は、
    好ましくは、第１成分はアミノ化ゼラチンであり、第２成分は多糖アルデヒドであり；
    好ましくは、第１の薬剤において、第１成分は、０．０１重量％〜５０重量％の濃度を有し；
    好ましくは、第２の薬剤において、第２成分は、０．０１重量％〜５０重量％の濃度を有し；
    好ましくは、第２の薬剤は、液体又は半固体（例えば、ゲル）であり；
    好ましくは、第２の薬剤は、１〜１０００Ｐａ．ｓの粘度、例えば３０〜１６０Ｐａ．ｓの粘度を有し；
    好ましくは、第２の薬剤は、第３成分をさらに含み、第３成分は粘着付与剤であり；
    好ましくは、粘着付与剤は、第２の薬剤の粘度を調整するために使用され；
    好ましくは、第３成分（すなわち、粘着付与剤）は、ゼラチン、ブロックポリマーＦ−１２７、アガロース、ポリエチレングリコール、グアーガム、ポリビニルアルコール、キトサン、コラーゲン、ヒアルロン酸、キチン、セルロース及びその誘導体（例えば、ヒドロキシプロピルセルロース）、ポリアミノ酸、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）、修飾アルギン酸塩（例えば、酸化アルギン酸塩、例えば、酸化アルギン酸ナトリウム）、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ及びポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＡｍ）ハイドロゲルからなる群から選択され；
    好ましくは、第３成分は生体適合性材料；生体由来材料；生分解性材料及び／又は温度感受性材料であり；
    好ましくは、ゼラチン、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）−ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールコポリマー（例えば、ポリビニルアルコール−ポリエチレングリコールコポリマー）、アガロース、マトリゲル、キトサン／グリセロリン酸ナトリウムシリーズ、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ１２７及びポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＡｍ）ヒドロゲルからなる群から選択され；
    好ましくは、第３成分は０．０１〜５０重量％の濃度を有する、請求項２９に記載のキット。
  31. 前記マイクロカプセルが、請求項２〜６のいずれか１項において定義されるマイクロカプセルである、請求項３０に記載のキット。
  32. 請求項２９〜３１のいずれか１項において定義される１つ以上のキットを含む人工組織前駆体を調製するために有用なパッケージであって、
    好ましくは、第１の薬剤と第２の薬剤との同じ組み合わせが異なるキットで使用され；
    好ましくは、第１の薬剤と第２の薬剤との異なる組み合わせが異なるキットにおいて使用される、上記パッケージ。
  33. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工組織前駆体を培養（例えば、インビトロ培養又はインビボ培養）して得られたる人工組織であって、
    好ましくは、人工組織は人工内腔であり；
    好ましくは、内腔は、上皮細胞（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸を含み、例えば、十二指腸、空腸、回腸、盲腸（虫垂を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左疝痛屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸又は直腸）、卵管、血管精管、尿管、膀胱又はリンパ管）を含む内腔であり；
    好ましくは、人工内腔は、管状の人工内腔又はシート状の人工内腔であり；
    好ましくは、人工内腔は、人工血管又は血管パッチであり；
    好ましくは、人工組織前駆体は、マイクロカプセル内の細胞の増殖、分化、遊走、分泌及び／又は代謝を可能にする条件下で培養され、
    例えば、人工組織前駆体は、１〜３日、３〜５日、５〜７日、７〜１０日、１０〜１４日、１４〜２１日、２１〜２８日、１〜７日、７〜１４日又は１４〜２８日間培養され；
    例えば、人工組織前駆体は３Ｄインキュベーター又はバイオリアクター内で培養され；
    好ましくは、人工組織前駆体は非ヒト被験体に移植され、非ヒト被験体で培養され；
    好ましくは、非ヒト被験体は、ウシ、ウマ、ヤギ、イノシシ、イヌ、ネコ、げっ歯類又は霊長類などの哺乳動物である、上記人工組織。
  34. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工組織前駆体（例えば、管状人工組織前駆体又はシート状人工組織前駆体）又は請求項３３に記載の人工内腔を含む内腔インプラントであって、
    好ましくは、内腔インプラントは、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の１つ以上の（例えば、２、３、４又は５つの）人工組織前駆体（例えば、管状人工組織前駆体又はシート状人工組織前駆体）、又は請求項３３に記載の１つ以上の（例えば、２、３、４又は５つの）人工内腔（例えば、管状人工内腔又はシート状人工内腔）を含み；
    好ましくは、内腔インプラントは、複数の管状人工組織前駆体が流体連通している、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の複数の（例えば、２、３、４又は５つの）管状人工組織前駆体を含み；
    好ましくは、内腔インプラントは、複数の管状人工内腔が流体連通している、請求項３３に記載の複数の（例えば、２、３、４又は５つの）管状人工内腔を含み；
    好ましくは、内腔インプラントは、線状管状構造又は分岐状管状構造を有し；
    好ましくは、内腔インプラントは、Ｘ字形管、Ｙ字形管又はＴ字形管の形態であり；
    好ましくは、内腔は、上皮細胞（例えば、血管、食道、気管、胃、胆管、腸（小腸及び大腸を含み、例えば、十二指腸、空腸、回腸、盲腸（虫垂を含む）、上行結腸、右疝痛屈曲、横行結腸、左疝痛屈曲、下行結腸、Ｓ状結腸又は直腸）、卵管、血管精管、尿管、膀胱又はリンパ管）を含み；
    好ましくは、上皮細胞を含む内腔は血管であり；
    好ましくは、内腔インプラントは、請求項３３に記載の人工血管又は血管パッチを含む血管インプラントであり、
    好ましくは、内腔インプラントは、医薬として活性な成分（例えば、血栓症、石灰化、感染及び／又は拒絶を予防するための医薬として活性な成分）をさらに含み；
    好ましくは、内腔インプラントは、内腔内の流体パラメータを検出するための検知デバイスをさらに備え；
    好ましくは、内腔インプラントは、内腔内の流体パラメータを調整するための調整デバイスをさらに備え；
    好ましくは、内腔内インプラントは、被験体に移植され；
    好ましくは、被験体は、心血管疾患、脳血管疾患、末梢血管疾患、整形外科疾患、泌尿器疾患及び腫瘍疾患からなる群から選択される１種以上の疾患を被っていて；
    好ましくは、被験体は、冠状動脈性心疾患、脳虚血性脳卒中、血管腫、悪性腫瘍による血管の浸潤、閉塞性血栓血管炎、閉塞した血液輸送及び慢性腎不全により引き起こされる整形外科疾患からなる群から選択される１種以上の疾患を被っていて；
    好ましくは、被験体は、ウシ、ウマ、ヤギ、イノシシ、イヌ、ネコ、げっ歯類又は霊長類などの哺乳動物であり；ここで、好ましい被験体はヒトである、上記内腔インプラント。
  35. 請求項３３に記載の人工内腔（例えば、人工血管）を含む内腔（例えば、血管）モデルであって、
    好ましくは、内腔モデルは、請求項３３に記載の１つ以上の（例えば、２、３、４又は５つの）人工内腔（例えば、管状人工内腔、例えば、人工血管）を含み；
    好ましくは、内腔モデルは、複数の管状人工内腔が流体連通する、請求項３３に記載の複数の（例えば、２、３、４又は５つの）管状人工内腔の複数を含み；
    好ましくは、内腔モデルは、線形管状構造又は分岐管状構造を有し；
    好ましくは、内腔モデルは、Ｘ字形管、Ｙ字形管又はＴ字形管の形態であり；
    好ましくは、内腔モデルは、内腔内の流体パラメータを検出するための検知デバイスをさらに備え、
    好ましくは、内腔モデルは、内腔内の流体パラメータを調整するための調整デバイスをさらに備え、
    好ましくは、内腔モデルは、医学的指導のデモンストレーション、薬物のスクリーニング（例えば、薬物の有効成分などの血管疾患を予防及び／又は治療するために使用される薬物）、生物学的研究又は医学的研究（例えば、血管流体機構の研究）において使用される、上記内腔モデル。
  36. 人工組織、内腔インプラント又は内腔モデルの製造における、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工組織前駆体の使用であって、
    好ましくは、人工組織は、請求項３３に記載の人工組織（例えば、人工内腔）であり；
    好ましくは、内腔インプラントは、請求項３４に記載の内腔インプラントであり；
    好ましくは、内腔モデルは、請求項３５に記載の内腔モデルである、上記使用。
  37. 内腔インプラント又は内腔モデルの製造における、請求項３３に記載の人工組織の使用であって、
    好ましくは、内腔インプラントは、請求項３４に記載の内腔インプラントであり；
    好ましくは、内腔モデルは、請求項３５に記載の内腔モデルである、上記使用。
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