JP2021515088A - 架橋ヒアルロン酸及びprp/bmcとの組み合わせ - Google Patents

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Abstract

本発明は、架橋ヒアルロン酸を合成する新しい方法、架橋ヒアルロン酸組成物、前記組成物を単独含むかまたはPRP/BMCと組み合わせて含むチューブおよび注射器、PRP/ BMC調製のための新しいデバイス、ならびに当該デバイスの、細胞培養、スキンケアおよび関節の保護における使用を提供する。本発明は、特に、少なくとも1つの第1のポリマー(好ましくはヒアルロン酸)から架橋ゲル(好ましくは所望の分子量および/または濃度を有する)を製造するための方法を提供し、当該方法は、以下のステップを含む。viii) 前記第1のポリマーを均質化する、ix) 塩基性溶液中で前記第1のポリマーを水和する、x) 室温よりも高い温度で少なくとも1つの架橋剤を添加することにより、前記塩基性溶液を架橋する、xi) 酸性溶液中で前記塩基性溶液を中和する、xii) 前記溶液を均質化する、xiii) 前記溶液を、補足量の第2のポリマー(好ましくは、前記第1のポリマーと実質的に同じ分子量および/または濃度である第2のポリマー)と混合する、xiv) 前記溶液を精製する。

Description

本発明は、架橋ヒアルロン酸を合成する新しい方法、当該ヒアルロン酸の組成物、当該組成物を単独で又はPRP/BMCと組み合わせて含むチューブ及び注射器、PRP/BMC調製のための新しいデバイス、及びそれらの細胞培養、スキンケア及び関節保護にける使用を提供する。
架橋ヒアルロン酸(ここではXLHAとも称する)は、多くの企業により、さまざまなプロセスで製造されている。得られたゲルは、主に皮膚科治療に使用される注射器の調製に用いられる。一般的に、BDDEの使用量 及び/又は合成に採用された物理的パラメータに応じて、架橋のパーセンテージが調整され、異なる粘弾性特性及び滞留時間を持つゲルが製造できる。
一般的に、報告されたすべての方法に、次のような共通のステップがある。
1) 粉末または繊維のような物理形状にあるポリマーが緩衝媒体に溶解される、最初の水和ステップ
2) 架橋剤が添加され、特定のpH条件において特定の温度で特定の時間にわたって反応が行われる、架橋ステップ
3) 通常、適用環境が人体であることを考慮した、必要な中和フェーズ
及び
4) 未反応の架橋剤を除去するために必要な最後の精製フェーズ
要求される最終製剤と目的の特性(粘度、滞留時間、使用目的など)に応じて、膨潤や別のポリマー又は麻酔薬の添加などのいくつかの中間フェーズも含まれる。
これらの方法を分析すると、多くの作業が含まれていることは明らかである。実行される操作の重要な数、合成手順の長さ(時間のかかるプロセス)、および製品の爆発を考慮して、架橋ヒアルロン酸を調製する別の方法が提案されており、得られた組成物は、多血小板血小板および骨髄濃縮物と混合可能であるという特徴を有する。
さらに、細胞療法および再生療法の研究は、自家移植療法のための体外培養および幹細胞、前駆細胞、または分化細胞の増殖を意味する。
ウシ胎仔血清(FBS)は、現在体外培養のための栄養素および成長因子の主な供給源として使用されており、いくつかの倫理的懸念(生きている動物からの採血)、安全性の懸念(ウイルス、マイコプラズマ、タンパク質汚染)が発生し、結果、再現性の懸念(バッチ間の組成のばらつき)と経済的懸念(主要なコスト)につながる。これらの理由により、衛生当局は、ヒトの臨床プロトコル設定での細胞治療におけるFBSを排除したいと考えている。したがって、FBSに代わる媒体と共に、そのような媒体の調製を可能にする医療機器が必要とされている。
最後に、特に、血小板濃縮物(PC)または骨髄濃縮物(BMC)との混合に適したヒアルロン酸組成物が必要とされている。
XLHAの形成等のためのHAの架橋において使用可能な処理容器を示す。 XLHAの形成等のためのHAの架橋において使用可能な処理容器を示す。 炎症誘発性顆粒球(Granulo)の優先的な枯渇(87%)を可能にするMC−PRPデバイスを示す。PRPと共に濃縮される残りの白血球は、主にリンパ球と単球である。 栄養素と成長因子の持続放出のためのリザーバーとして機能する血漿中に存在する血小板の存在により、MNCが持続的に生存できる、MC−PRPデバイスを示す。 患者自身の血液から調製されたAT−MSC培養サプリメントが、10%FBSで調製された従来の培地と比較して、体外増殖を劇的に増強することを示す。 図6(A)に示すように、同じ患者からのNHDFに対するPRP増殖効果を示す。NHDFは、新鮮な皮膚試料から酵素消化によって分離され、同じ密度で体外培養用に播種されている。 図6(B)に示すように、5日間の培養後、PRPの濃度を上げると、細胞増殖が大幅に促進される(光学顕微鏡写真)。バイオレット色素取り込み後の細胞増殖のフローサイトメトリー分析。 図6(C)に示すように、結果は、誘導倍率で表される。Bグラフにプロットされたデータの代表的な密度プロット。 一般的な線形HA(緑と黒)の試料と、試料04D18−D AS(a)、10D18−D AS(b)、26C18−D(c)、およびARV−HA−40−3 18D04(d)の可溶性画分のマークハウキング曲線。下記実施例1Bを参照。 一般的な線形HA(緑と黒)の試料と、試料04D18−D AS(a)、10D18−D AS(b)、26C18−D(c)、およびARV−HA−40−3 18D04(d)の可溶性画分のマークハウキング曲線。下記実施例1Bを参照。 一般的な線形HA(緑と黒)の試料と、試料04D18−D AS(a)、10D18−D AS(b)、26C18−D(c)、およびARV−HA−40−3 18D04(d)の可溶性画分のマークハウキング曲線。下記実施例1Bを参照。 一般的な線形HA(緑と黒)の試料と、試料04D18−D AS(a)、10D18−D AS(b)、26C18−D(c)、およびARV−HA−40−3 18D04(d)の可溶性画分のマークハウキング曲線。下記実施例1Bを参照。 (周波数に対するG’とG”)は、さまざまな周波数(Hz)の関数としてのG’とG”の値を示すグラフを示す。詳細については、下記実施例1Bを参照。 さまざまな周波数(Hz)の関数としての複素粘度の値のグラフ。下記実施例1Bを参照。 BTH0.5U/ml入りで培養した際に記録された試料21K17−D AS(°)および線形HA(°)のMwを示す。詳細については、下記実施例1Bを参照。 Mw>500kDa(a)およびMW <200kDa(b)の試料画分(wt%)の変化を示す。詳細については、下記実施例1Bを参照。 Mw>500kDa(a)およびMW <200kDa(b)の試料画分(wt%)の変化を示す。詳細については、下記実施例1Bを参照。 文献で報告されているスコアに従って得られた値/パラメーターを示す。詳細については、下記実施例1Bを参照。 血液とPRP細胞数を示す。CC−PRPデバイスで調製された多血小板血漿(PRP)と比較して、全血中の血小板(PLT×10)、白血球(WBC×10)、および赤血球(RBC×10)の数を分析する。(****p<0.0001)。N=10人の患者。 は、7日間の培養後のFBS10%またはPRP(5〜20%)存在下でのNHDFの明視野光学写真を示す。倍率は10倍である。写真は1人のドナーを代表している。Cell Trace Violet(生体色素)を使用したフローサイトメトリーによるPRP増殖効果の評価。FBS10%と比較して、完全な自家システム(同じ患者からの細胞とPRP)で7日間培地を変更しなかったNHDFの増殖に対する、(1〜50%)PRP濃度の増加がもたらす影響(n=10人の異なる患者)。 図15(A)は、NHDFにおけるPRP依存性の細胞周期変調を示す。PRP50%で処理し、48時間培養した後のNHDFの描写的な細胞周期データ。ヒストグラムは、「G2/M」フェーズ停滞でのセル数の増加と、「GT」フェーズでのセル数の減少を示す。 図15(B)は、48時間の処理後、G1/G0、S、およびG2/Mフェーズにおける細胞数のグラフを示す。 図15(C)は、7日間の処理の場合を示す。 図16(A)は、さまざまな培地で48時間培養したNHDFにおけるMTTホルマザンの細胞内局在を示す代表的な明視野顕微鏡画像を示す。FBSで処理されたNHDFは細胞質内の暗い顆粒を示し、PRPで処理されたNHDFは押し出されたホルマザン結晶を示す。 図16(B)は、可溶化されたホルマザン(吸光度測定(570nm))を定量化したものを示す。データは平均+/−SD**p<0.01、****p<0.0001として表される。 図17(A)は、長期のPRP処理(7日間)がNHDF細胞の形状変化を促進し、線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化を精密に模倣していることを示す。 図17(B)は、F−アクチン細胞骨格の再構築を評価した。PRP処理細胞の細胞質に沿って、アクチンミクロフィラメントの束が大量に現れた。 図18(A)は、FBS10%と比較して、4日間のPRP刺激を行ったNHDFのα−SMA陽性細胞のフローサイトメトリーとヒストグラムのオーバーレイ図を示す。 図18(B)は、培地中にFBS10%またはPRP(20〜50%)の存在下で7日間培養した後の、NHDFでのビメンチン(上の線)およびα−SMA(下の線)の免疫蛍光を示す。核はDAPIで対比染色した。 図19(A)に示すように、ラミニンおよびコラーゲンIへのNHDF付着の短期的なPRP効果を示す。NHDFはFBS10%またはPRP10%で15分、30分、または4時間刺激した。付着していない細胞を除去し、付着した細胞をメタノールで固定し、0.1%クリスタルバイオレットで染色した。 図19(B)に示すように、細胞を可溶化し、マイクロプレートリーダー(590nmでの光学密度)を使用して放出された色素を定量した。バーは標準エラーを示す。繰り返し回数:各実験条件ごとに10〜20ウェル。p<0.05、***p<0.001、****p<0.0001。 NHDF培養における細胞遊走に対するPRP10%処理の細胞効果の比較を示す。図20(A)は、ファロイジンにより免疫蛍光染色を8時間行った後に証明されるように、遊走する線維芽細胞によりスクラッチゾーンの幅が狭くなったことを示す。細胞遊走の前沿は、FBS10%に沿って均等に分布しているが、PRP10%処理細胞では均一性が低くなっている。 図20(B)は、FBS10%培養での孤立細胞遊走とPRP10%培養での集団細胞遊走を示す拡大写真である。 図20(C)は、創傷治癒評価において、PRPの濃度を増加させた8時間の処理が、NHDFの遊走に対する効果を示す。 は、FBS10%またはPRP10%を含む培地で4日間処理したNHDFのアレイCGHプロファイルを示す。図21(A)は、q13.2領域の第4染色体上の同等のホモ接合性欠失の例である。 図21(B)は、q29領域の第3染色体上の同等の良性ヘテロ接合性欠失である。
発明の内容
I.架橋ヒアルロン酸(XLHA); XL=CROSSLINKED(架橋); HA=HYALURONIC ACID(ヒアルロン酸)
HAが化学修飾されて、間の鎖が連結されているポリマーが得られると、架橋ヒアルロン酸(ここではXLHAとも称する)が得られる。
XLHAは、アモルファスネットワークを持つハイドロゲル(親水性ゲル)であり、多数の薬剤を使用して架橋できる。本発明による好ましい架橋剤は、毒性が低いことから、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(BDDE)である。
本発明は、抗凝固剤、チキソトロピーゲルおよび架橋HAを含む容器、好ましくはチューブを提供する。このようなチューブ(医療デバイス)は、関節痛の症状の治療と関節の可動性改善のための注射の準備に役立つだけでなく、肌の脱水や、外傷性または術後由来の萎縮性瘢痕の修復及び改質のため、及び鼻唇溝のようなから中度〜重度の顔のしわやひだの組織の修復のための、中〜深度の真皮への注射の準備に役立つ。
このような医療デバイスを準備するための重要なポイントは、PRPとHAを混合することである。XLHAの粘度が高くても、ゲルは、チューブを20回反転することでPRPとHAの完全で均質な混合物を得るのに適切な粘度を有している必要がある。さらに、XLHAは、主な分野で使用される注射器の準備や、同様の治療にも適している必要があり、ゲルが27Gの針を通過するのに適している必要がある。
XLHAの滞留時間は、非XLゲルの30日よりも長い必要があり、例えば、滞留時間は約3か月であり、XLHAは3か月の期間で完全に吸収されるが、永続的な治療効果は残る。
架橋の割合を調整することにより、粘度の制限を常に念頭に置いて、滞留時間が変更される。実際には、架橋の割合が高いほど、滞留時間が長くなるが、粘度も高くなる可能性がある。
実験により、得られたヒアルロン酸組成物は、上記の特徴を好適に示すことが実証された。
XLHAの合成のための合理化された方法の開発
本方法は、本明細書では「ワンポット」方法と呼ばれる場合がある。「ワンポット」合成は、化学反応の効率を改善するための戦略として定義され、これにより、反応物は1つの反応器だけで連続的な化学反応に供される。特定の一連の反応が同じ反応器内で実行される限り、それは本明細書では「ワンポット」であると見なされる。
本発明の第1の態様は、実施例のセクションに記載されている合成方法である。本発明による方法は、無酸素雰囲気中で行われてもよい。好ましくは、本方法は低湿度レベルで行われる。好ましくは、本方法は、気流下、好ましくは連続した気流下で行われる。空気の代わりに、窒素やアルゴンなどの如何なる不活性ガスも使用できる。連続したガス流の代わりに、本方法は、真空または空気吸引下で行われる。本方法は、単一の反応容器内で、連続したプロセスとして実行される。
本発明はまた、注射可能なヒドロゲルの調製方法を提供する。そのプロセスは、1つ以上のポリマーを均質化するステップと、ポリマーを水和するステップと、ポリマーを架橋してゲルを形成するステップと、ゲルを中和するステップと、ゲルを均質化するステップと、1つ以上のポリマーをゲルに加えてヒドロゲルを生成するステップと、ヒドロゲルを精製するステップとを含み、当該プロセスは、単一の反応容器内で、連続したプロセスとして行われる。好ましくは、本方法は、気流下で、アンカーステラー容器を使用して実施される。好ましくは、架橋ステップは4時間未満、好ましくは約2時間である。好ましくは、中和ステップは、pH7で約12時間実行される。好ましくは、中和ステップの後、ゲルを約4℃で一晩放置する。好ましくは、ゲルに加えられる1つ以上のポリマーは、室温で加えられる。好ましくは、ゲルに加えられる1つ以上のポリマーの分子量および濃度は、最初のポリマーと同じである。
前記ポリマーは、ヒドロキシル基、カルボキシル基およびアミン基から選択される1つ以上の反応基を有し得る。前記ポリマーは、多糖類、タンパク質、またはポリ(アクリル酸)およびポリ(ビニルアルコール)からなる群から選択される合成ポリマーであってよい。 多糖類は、ヒアルロン酸、キトサン、アルギン酸、デンプン、デキストラン、またはそれらの塩もしくは水溶性誘導体の中から選択することができる。好ましくは、この方法は中性のpHで行われる。好ましくは、架橋反応は、約50℃の温度で約2時間行われる。好ましくは、架橋反応は、4時間未満、3時間半未満、3時間未満、または2時間半未満の時間にわたって行われる。好ましくは、インペラーは反応容器中で使用されない。代わりに、アンカー攪拌容器が使用される。
ここでいう「約」とは、±10パーセントという意味であってもよい。ここでは、動的粘度をゼロ剪断粘度と呼ぶ場合がある。
架橋は、エポキシ、エピハロヒドリンおよびジビニルスルホンからなる群の化合物から選択される二官能性または多官能性分子である架橋剤を一定量添加することにより、開始される。好ましいエポキシは、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(1,4−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ブタンとも呼ばれる)、1−(2,3−エポキシプロピル)2,3−エポキシシクロヘキサン及び1,2−エタンジオールジグリシジルエーテルからなる群から選択される化合物である。
本発明の方法では、アルカリ水溶液中に入った、少なくとも2つのエポキシ官能基を有するエポキシ系架橋剤を使用することができる。
少なくとも2つのエポキシ官能基を有するエポキシ系架橋剤は、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(BDDE)、エチレングリコールジグリシジルエーテル(EGDGE)、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチルプロパンポリグリシジルエーテル、1,2−(ビス(2,3−エポキシプロポキシ)エチレン、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、およびそれらの任意の組み合わせであってよい。
エタノール含有アルカリ性水溶液は、約5〜約13%w/wのエタノールを含み得る。エタノール含有アルカリ性水溶液は、約5〜約13%w/wのエタノールを含有する約0.7〜1.3%w/wの水酸化ナトリウム水溶液であってよい。
本発明の特定の実施形態によれば、架橋を開始するステップは、塩基性媒体中で行われる。塩基性媒体中で行われる架橋反応は、非常に強固なエーテル結合が形成されることを特徴としている。エーテル化による架橋により、生体内での残存期間が長くなりる。
架橋反応は、各ポリマーの鎖の相互の架橋を確実にする反応である。それは、架橋の量を決定することによって定量化することができる。
架橋は、単一のポリマーでまたはポリマーの混合物で行うことができる。
ヒアルロン酸の代わりに、他のポリマーを使用することもできる。好ましくは、ポリマーは自然由来のものである。自然由来のポリマーを使用すると、生体適合性が向上する。つまり、このような使用により、炎症反応のリスクが低下する。
好ましくは、自然由来のポリマーは、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン、ケラタン硫酸、ヘパリン、ヘパリン硫酸、セルロースおよびその誘導体、アルギン酸塩、キサンタン、カラゲニン、タンパク質または核酸から選択される化合物である。
さらにより望ましくは、少なくとも1つの自然由来のポリマーは、セルロースおよびその誘導体、アルギン酸塩、キサンタン、カラゲニンから選択される、人体に自然には存在しないポリマーであり、当該ポリマーは、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン、ケラタン硫酸、ヘパリン、ヘパリン硫酸、タンパク質または核酸から選択される人体に自然に存在する少なくとも1つのポリマーと架橋される。
架橋反応に関与するポリマーは合成であってもよいが、好ましくは自然由来である。自然由来のポリマーを使用すると、生体適合性が向上する。つまり、このような使用により、炎症反応のリスクが低下する。
好ましくは、上記の自然由来のポリマーが使用される。
しかしながら、本発明において、上記のポリマーに限定されず、異なる型およびサイズのポリマーを使用できることは明らかである。
補充的なポリマーの添加は、最初の架橋反応の任意のフェーズにおいて行うことができ、好ましくは最初の架橋反応の75%時に行うことができる。このステップは、ポリマーを連続的または不連続的に添加することにより行うことができる。
補充的なポリマーは、500,000Daより大きい分子量を有することができる。 これらはまた、合成または自然であってよい。これらはポリマーの混合物として加えることができる。これらは、最初の架橋ステップで使用されるものと同一または異なる性質またはサイズのものであってよい。望ましくは、追加される補充的なポリマーは、最初に存在するポリマーよりも長い鎖によって構成される。これにより、ゲルの外部の機械的構造が改善され、長い鎖は短い鎖よりも分解されにくくなる。
ヒアルロン酸は、微生物を用いた発酵によって得ることができる。ヒアルロン酸には、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸の塩、またはそれらの任意の混合物が含まれる。
ヒアルロン酸の塩は、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒアルロン酸カリウム、ヒアルロン酸マグネシウム、ヒアルロン酸亜鉛、ヒアルロン酸コバルト、ヒアルロン酸テトラブチルアンモニウム、およ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。
均質化/水和ステップの代わりに、ポリマーまたはヒアルロン酸基質を、水溶液である第1液体媒体に溶解する。前記第1液体溶媒は、架橋が行われていない。
均質化/水和ステップの代わりに、ポリマーまたはヒアルロン酸基質を、第2液体媒体にさらすことにより、沈殿させる。前記第2液体溶媒は、1つ以上の第1水溶性有機溶媒を一定量含み、架橋することなく、ヒアルロン酸が沈降する条件を満たす。
本発明において、有機溶媒は使用しない方が好適である。
前記方法またはその一部は、不活性雰囲気下、真空下で行われる。
本発明の目的は、既知の欠点を回避する生体適合性架橋ゲルを提案することであり、前記架橋ゲルは、臨床利用における使用の容易性と寿命の両方の利点を同時に有し、その結果、生体適合性架橋ゲルは、その機能が不要になった時に消失するが、いが十分であるときに消える。医療または外科的介入による投与回数を制限するには十分である。
架橋を停止するステップは、本発明による架橋を停止するステップと同時に、またはそのステップの前にまたはそのステップに続いて、透析によって実施することもできる。
このプロセスにより、二相性、高密度化特性、凝集性、注射可能な性質、および長期残存性といった特性を同時に備えた生体適合性のある架橋ゲルを得ることができる。
凝集性とは、ゲルが再集合し、拡散または分散しない傾向を意味する。したがって、凝集特性は、ゲルが高い適合性および生体内での長い残存性を得ることに寄与する。
高密度化特性とは、ゲル自体における、架橋度の変化を意味する。ゲルの高密度化された特性により、組成物は、小径の針を介して注射が可能であるという利点、およびゲルの生体内でのすべての残存性を得ることができる。
ゲルが長期残存する効果は、医療介入の間隔を空け、それにより患者の生活の質を改善することを可能にする。
本発明の実施により得られるこのような凝集性高密度化単相ゲルは、ゲル内において架橋の量が均一である同じ組成の単相ゲルよりも、注入が容易で、生体内に長く残存することを特徴とする。
本発明はまた、上記の方法により調製されたゲルを提供することを目的とする。
一実施形態では、ゲルは、少なくとも1つの分散された活性成分を含むマトリックスを構成する。そして、ゲルは、ベクターとして使用され、液体またはゲルが注入される生体組織から前記活性成分が徐々放出できるようになる。前記活性成分は、薬理学的に活性な薬剤であり、例えば酸化防止剤であってよい。有効成分は、また、異なる性質のものであってもよい。異なる性質の有効成分の混合物もゲルに分散させることができる。
このゲルは好ましくは注射される。
さらに、本発明は、このゲルの用途を提供することも目的としており、生体組織を分離、置換、または充填するのに用いたり、または例えば治療用途の場合に、前記組織の体積を増加させ(声帯、食道、括約筋、尿道または他の臓器の体積の増加)たり、美容目的のために、しわの充填、瘢痕のマスキング、または唇のボリュームの増加、あるいは体液を補充または交換したりすることができる。また、前記ゲルは例えば自然滑液などの体液を補充または置換することもできる。
本発明はまた、本発明による架橋ヒアルロン酸の組み合わせを提供する。
本発明の組成物は、キトサンと組み合わせることができ、例えばキトサンマイクロビーズまたは未修飾のマクロポーラスキトサンマイクロビーズ等である。このようなキトサンマイクロビーズは、本発明のヒアルロン酸組成物、または架橋ヒアルロン酸と非架橋ヒアルロン酸の組み合わせに均一に分散させることができる。
本発明の架橋ヒアルロン酸組成物は、非架橋組成物と組み合わせることができる。さらに、このような組成物は、血小板濃縮物または骨髄濃縮物と組み合わせることができる。
本発明の組成物は、リドカイン、プリロカイン、ブピバカイン、メピバカインおよびアルチカインを含む、アミド型の注射痛をコントロールするための局所麻酔薬から選択される追加成分をさらに含むことができる。
別の態様において、本発明は以下を提供する。
i)本発明の組成物の27Gまたは30Gの細い針を用いて、真皮深部にまたは皮下に注射することにより、顔の欠陥を矯正する方法。鼻唇溝やマリオネットラインなどの顔の溝やしわの外見を柔らかくしたり、浅い輪郭を強調したり、薄い唇をふっくらさせたり、くぼんだ傷跡の外観を改善したりすることを目的とする。
ii)患者の外見を改善するために、例えば頬の皮下に本発明の組成物(本明細書ではフィラーとも呼ばれる)を十分な量注射して、皮下脂肪萎縮などの消耗性疾病による顔のボリュームロスを治療する方法。
上記のように、本発明はまた、血小板濃縮物(PC)または骨髄濃縮物(BMC)を単独で、または本発明によるヒアルロン酸などの生体材料と組み合わせて、好ましくは大量に調製することを可能にする新しい方法および医療機器にも関する。また、PCおよびBMCとの組み合わせに特に適したヒアルロン酸の新しい製剤にも関する。このようなHAは次の特徴を有してよい。
- 動粘度が最大約5Pa.s (パスカル秒).
- 1500KDa (500KDaと2000KDaの間)、
- 濃度2%(1%から2.5%の間)、
- 架橋度が約3%
さらに、前記HAの流れが重要である注射器および同様のデバイスに適したHAは、HAが27G針内で正しく流れるために、60Pa・sまでの弾性を特徴とする。
動粘度と弾性は、濃度%、架橋度、分子量に依存する。適切な粘度を得るためには、これらの要因を調整することができる。
本明細書では、チューブは、遠位端および近位端を有し、近位端は、材料、物質または組成物、例えば全血、骨髄等の物質を収集するための開口部を有することを特徴とする。
別の態様では、本発明は、セルセレクターゲル(例えばチキソトロピーゲル)および抗凝固剤を含むか、またはそれらを予め充填した組成物またはデバイス、好ましくはチューブまたは注射器を提供する。好ましくは、チキソトロープゲルは、チューブの遠位端で抗凝固剤の下に積層される。チューブは、最初の層としてチキソトロープゲルの層、次に2番目の層として抗凝固剤の層、続いて物質(例えば、全血、骨髄または他の物質)を収集するためのオープンスペースを有することを特徴とすることができる。そのようなデバイスは、特にPRPまたはBMCの調製に適している。トロンビン(例えば、自己由来トロンビン血清)は、物質(例えば、全血、骨髄またはその他の物質)の収集の前または後にチューブに収集できる。トロンビンを追加すると、物質(例えば、PRPまたはBMC)のゼリー化が可能になる。チキソトロープゲル(本明細書ではセルセレクターゲルまたはCSGとも呼ばれる)の密度は、1.04〜1.09g/cm、好ましくは1.045g/cm〜1.075g/cmである。ゲルの密度は、1.075g/cm、1.07g/cm、1.065g/cm、1.06g/cm、1.055g/cm、1.05g/cm、1.045g/cmまたは1.04g/cmであってよい。
別の態様では、本発明は、生体材料および抗凝固剤を含むかまたは予め充填された組成物またはデバイス、好ましくはチューブまたは注射器を提供する。好ましくは、生体材料は、チューブの遠位端で抗凝固剤の下に積層される。チューブは、最初の層として生体材料の層、次に2番目の層として抗凝固剤の層、続いて物質(例えば、全血、骨髄、または他の物質)を収集するためのオープンスペースを有することを特徴とすることができる。生体材料の密度は、赤血球より低く(1.09〜1.1g/cm3)、つまり1.09g/cm3未満であり、1.085g/cm3未満であり、1.08g/cm3未満であり、1.075g/cm3未満であり、1.07 g/cm3未満であり、1.065g/cm3未満であり、1.06g/cm3未満であり、1.055g/cm3未満であり、1.05g/cm3未満であり、1.045g/cm3未満、または1.04g/cm3未満である。好適なことに、そのような構成によると、約1g/cm3から赤血球より低い密度、つまり1g/cm3以上1.09g/cm3未満の重要な密度範囲を有する生体材料の使用が可能になる。このようなデバイスは、生体材料と組み合わせてPRPまたはBMCを調製するのに適している。抗凝固剤と生体材料の混合を回避するために、不活性または疎水性の適切な生体材料を使用することができる。あるいは、抗凝固剤と生体材料の間に物質またはバリアが積層/配置される。トロンビン(例えば、自己由来トロンビン血清)は、物質(例えば、全血、骨髄または他の物質)の収集の前または後にチューブに収集できる。
一態様では、本発明は、ヒアルロン酸、好ましくは本発明のHA組成物、キトサンおよび抗凝固剤を含むかまたは予め充填された組成物またはデバイス、好ましくはチューブまたは注射器を提供する。好ましくは、HAおよびキトサンは、チューブの遠位端で抗凝固剤の下に積層される。チューブは、最初の層としてHAまたはキトサンの層、次に2番目の層としてHAまたはキトサンの層、そして3番目の層として抗凝固剤の層、そして、物質(例えば、全血、骨髄または他の物質)を収集するためのオープンスペースが続くことを特徴とすることができる。
したがって、本発明は、無菌で非発熱性の容器に係り、好ましくは、PC(例えば多血小板血小板(PRP))またはBMCと、生体材料、例えばヒアルロン酸(HA)とを、好適に同じ比率で(例えば4mLのHAに対して4mLのPRP)、好適に任意で大量に混合できるチューブに係る。一実施形態では、本発明は、PCまたはBMCを調製するための1本のチューブと、ヒアルロン酸を予め充填した1本のチューブとを含むまたはそれらのチューブを含む医療デバイスに係り、好ましくは、それらのチューブは、PCまたはBMCを、生体材料が予め充填したチューブへ移送できるデバイスによって接続される。好ましくは、そのような移送は、例えば、生体材料を含むチューブ内が真空であることにより、自動的に行われる。本発明の態様および実施形態によると、血小板濃縮物(PC)または骨髄濃縮物(BMC)と、少なくとも3ml、4ml、5ml、6ml、7ml、8ml、9mlまたは10ml以上の体積の生体材料または細胞抽出物との組み合わせが調製可能となる。 。
PC/BMCチューブ(PCおよび/またはBMCの調製を可能にするチューブ)は、4mLのPRP/BMCの調製を可能にし、不活性ポリエステル細胞セレクターゲルと液体抗凝固剤を含むことができる。HAチューブは、PRP/BMCチューブからのPRP/BMCの直接移送とヒアルロン酸との混合に用いられる。HAチューブには、約4mLのヒアルロン酸のゲルのみが含まれていてもよい。両チューブは、好ましくは、1回限りの使用に適しており、同じキットで提供される無菌の使い捨て瀉血材料と一緒に使用するように設計されている。
別の態様では、本発明は、骨髄濃縮物(BMC)および/または血漿濃縮液(PC)を調製するための容器を提供し、以下を特徴とする。
a) 上記の容器は、
i) 少なくとも1種の抗凝固剤、および/または
ii) 赤血球(RBC)の分離を可能にする少なくとも1つのフィルターおよび/または組成物、好ましくはまたは必要に応じてセルセレクターゲル(CSG)、好ましくはまたは必要に応じてチキソトロピーゲル、好ましくはまたは必要に応じて不活性ポリエステルCSG、および
iii) 必要に応じて、ヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質またはフィブロインから選択される少なくとも1種の生体材料好ましくはまたはそれらの任意の組み合わせ、および
iv) 必要に応じて、少なくとも1種の血液、骨髄、細胞および/または血小板の保存および/または刺激溶液、好ましくはまたは必要に応じて、プラズマライトA
を含むかまたは予め充填されており、且つ
b) 必要に応じて、好ましくはまたは必要に応じて安全ロックおよび翼状針である付属品を好ましくまたは必要に応じて備えた収集ホルダーを含むまたは前記収集ホルダーからなる収集デバイスは、血液および/または骨髄を前記容器に収集するため、前記容器に取り付けられてもよく、前記収集は、好ましくはまたは必要に応じて真空により、好ましくはまたは必要に応じて閉回路において、好ましくはまたは必要に応じて自動的に行われ、且つ
c) 必要に応じて、収集デバイスは、トロンビン血清、好ましくはまたは必要に応じて自家トロンビン血清を前記容器に収集するために、前記容器に取り付けられてもよく、前記収集は好ましくはまたは必要に応じて閉回路で、好ましくはまたは必要に応じて自動的に行われ、且つ
d) 必要に応じて、移送デバイスを前記容器に取り付けて、前記PCおよび/または前記BMCを別の容器に移送することができ、前記容器は、好ましくはまたは必要に応じてチューブまたは注射器であり、好ましくはまたは必要に応じて真空下にあり、前記移送は、好ましくはまたは必要に応じて真空により、好ましくはまたは必要に応じて2つの容器間の直接接触によって、あるいいはデバイスの手段によって、好ましくはまたは必要に応じて閉回路で、好ましくはまたは必要に応じて自動的に行われ、且つ
e) 必要に応じてまたは好ましくはリンパ球に対し、他の血液成分および/または骨髄成分を分離するための少なくとも1つのフィルターまたは物質を必要に応じてさらに含み、
f) 前記容器は必要に応じて真空下にあり、
前記容器は、
i) 骨髄および/または全血を前記容器に収集すること、および
ii) 遠心分離、および
iii) 必要に応じて、前記容器の真空引きおよび/または混合および/または反転
に適しており、且つ、
iv) 前記容器からの前記PCおよび/またはBMCの収集、および/または
v) 前記PCおよび/またはBMCの別の容器への移送
のどちらかまたは両方に適している。
「適している」とは、本明細書において(本発明の任意の態様または実施形態において)「使用されるとき」に置き換えられる。
本発明の当該態様によれば、前記容器は以下のいずれかを含んでよい。
i) 少なくとも1種の抗凝固剤、または
ii) 赤血球(RBC)の分離を可能にする少なくとも1つのフィルターおよび/または組成物、好ましくはまたは必要に応じてセルセレクターゲル(CSG)、または
iii) 少なくとも1種の抗凝固剤と以下の組み合わせ:
a. 少なくとも1つのフィルター、または
b. 赤血球(RBC)の分離を可能にする組成物、好ましくはまたは必要に応じてセルセレクターゲル(CSG)、または
c. 少なくとも1つのフィルターと赤血球(RBCs)の分離を可能にする組成物との組み合わせ、好ましくはまたは必要に応じてセルセレクターゲル(CSG)。
別の態様では、本発明は、好ましくはまたは必要に応じてヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質またはフィブロイン、細胞抽出物から選択される少なくとも1種の生体材料またはそれらの任意の組み合わせと組み合わせて、PCおよび/またはBMCを調製するための容器を提供し、以下を特徴とする。
a) 前記容器は、好ましくはまたは必要に応じてヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質またはフィブロイン、細胞抽出物から選択される生体材料またはそれらの任意の組み合わせを含むか、または予め充填されており、且つ
b) 必要に応じて、収集装置は、好ましくはまたは必要に応じて収集ホルダーを含み、PCおよび/またはBMCを前記容器に収集するために、前記容器に取り付けられてもよく、且つ
c) 必要に応じて、少なくとも1つの生体材料と組み合わせた前記PCおよび/またはBMCを、好ましくはまたは必要に応じて閉回路で収集することができ、且つ
d) 必要に応じて、前記容器は、好ましくはまたは必要に応じてトロンビン血清、グルコン酸カルシウムおよび/または塩化カルシウムから選択される凝固促進剤をさらに含むか、または予め充填されており、且つ
e) 上記の容器は必要に応じて真空下にあり、
f) 前記容器は必要に応じて2つ以上のチャンバーを含み、各チャンバーは物質、生体材料、細胞抽出物、PCまたはBMCおよび/または凝固活性剤から選択される組成物を含み、前記組成物はそれぞれのチャンバーで互いに分離され、前記組成物は、必要に応じて互いに接触するか、または前記容器の内部または外部で一緒に混合されてよく、前記チャンバーは、化学的または生物学的な物質、膜または他の分離手段によって分離され、このような分離手段は、必要に応じて経時的に崩壊するか、または生分解性であってよく、
前記容器は、
i) 前記移送が必要に応じて閉回路で行われ、好ましくはまたは必要に応じて自動的に、好ましくはまたは必要に応じて真空により、好ましくは必要に応じて2つの容器間の直接の接触または収集デバイスを介して、PCおよび/またはBMC容器、好ましくはまたは必要に応じて第1の態様の容器からの、PCおよび/またはBMCの収集、及び
ii) 必要に応じて遠心分離、および
iii) 好ましくはまたは必要に応じて注射器、好ましくはまたは必要に応じて閉回路で、好ましくはまたは必要に応じて自動的に行われる、少なくとも1つの生体材料と組み合わせた前記PCおよび/またはBMCの収集または別の装置への移送、および
iv) 必要に応じて混合および/または反転
に適している。
別の態様では、本発明は、少なくとも1つの生体材料と組み合わせてPCおよび/またはBMCを調製するための注射器を提供し、前記少なくとも1つの生体材料は、好ましくはまたは必要に応じて、ヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質またはフィブロイン、細胞抽出物またはそれらの任意の組み合わせから選択され、以下を特徴とする。
a) 前記注射器は、好ましくはまたは必要に応じて生体材料を含むか、または予め充填されていることが好ましく、前記生体材料は、ヒアルロン酸、キトサン、フィブロインまたはフィブロイン絹タンパク質、細胞抽出物、またはそれらの任意の組み合わせから選択され、
b) 必要に応じて、収集装置、好ましくは又は必要に応じて収集ホルダーは、PC及び/又はBMCを前記注射器に収集するために、前記注射器に取り付けることができ、
c) 必要に応じて、前記注射器は、凝固活性剤を含むか、または凝固活性剤で予め充填されており、前記凝固活性剤は、好ましくはまたは必要に応じて、トロンビン血清、グルコン酸カルシウムおよび/または塩化カルシウムから選択され、
d) 前記注射器は、必要に応じて2つ以上のチャンバーを含み、各チャンバーは物質、生体材料、細胞抽出物、PCまたはBMCおよび/または凝固活性剤から選択される組成物を含むことができ、前記組成物は、それぞれのチャンバーで互いに隔離され、前記組成物は、必要に応じて互いに接触するか、または前記注射器の内部または外部で一緒に混合されてもよく、前記チャンバは、化学的または生物学的物質、膜または任意の他の分離手段によって分離され、そのような分離手段は、経時により分解するか、生分解性であってよく、
前記注射器は、
i) PCおよび/またはBMC容器からのPCおよび/またはBMCの収集であって、好ましくはまたは必要に応じて本発明の第1の態様の容器からの収集であり、前記収集は好ましくはまたは必要に応じて、前記注射器間の直接接触による閉回路で行われ、前記容器または収集装置を介して、好ましくはまたは必要に応じて自動的に行われる収集、および
ii) 必要に応じて反転、および
iii) 少なくとも1つの生体材料と組み合わせた前記PCおよび/またはBMCの、好ましくはまたは必要に応じて閉回路で、好ましくはまたは必要に応じて自動的に行われる、人または動物への適用または注入
に適している。
さらなる実施形態では、本発明は、前述の態様のいずれかによる容器または注射器を提供し、前記容器または注射器は、以下がさらに含まれるか、または充填されている。
i) 少なくとも1つの抗凝固剤、および/または
ii) 赤血球(RBC)、好ましくはまたは必要に応じてセルセレクターゲル(CSG)、好ましくはまたは必要に応じてチキソトロープゲル、好ましくはまたは必要に応じて不活性ポリエステルCSGの分離を可能にする少なくとも1つのフィルターおよび/または組成物、および/または
iii) 必要に応じて、好ましくはまたは必要に応じてヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質またはフィブロインまたはそれらの任意の組み合わせから選択される、少なくとも1つの生体材料、および/または
iv) 必要に応じて、少なくとも1つのPCまたはBMC保存溶液、必要に応じて、または好ましくはプラズマライトA、および/または
v) 必要に応じて、少なくとも1つの凝固促進剤、トロンビン血清、リン酸三カルシウム(TCP)、代用骨、ヒアルロン酸組成物、グルコン酸カルシウム、サッカリン酸カルシウム、キトサン、フィブロイン、フィブロイン絹タンパク質またはフィブロインタンパク質、成長因子、マンニトール、コラーゲン、アルブミン、アスコルビン酸、クリーム、脂肪細胞、脂肪組織、骨髄濃縮物、ルブリシン、cd−ゼラチン、ボツリヌス毒素および/または1つ以上の細胞抽出物、好ましくは、ケラチノサイト、骨髄、線維芽細胞、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋芽細胞および衛星細胞などの筋肉細胞、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、幹細胞、間葉系幹細胞(MSC)、前脂肪細胞、脂肪細胞、前内皮細胞、シュワン細胞またはアキレス腱細胞の抽出物から選択される自己細胞抽出物。
さらなる実施形態では、本発明は、前述の態様または実施形態のいずれかによる容器または注射器を提供し、前記容器または注射器は以下をさらに特徴とする。
a) 少なくとも2つの容器、少なくとも1つの容器と1つの注射器、または少なくとも2つの注射器は、物質、材料、PC、BMC、細胞抽出物、または組成物を1つの容器または注射器から他の容器または注射器へ移送できる接続デバイスを介して、一緒に接続されていてよく、
b) 容器がチューブであり、且つ/または
c) 前記チューブまたは注射器は、約1ml〜約20mlの全血、骨髄、PCまたはBMC、好ましくはまたは必要に応じて約2ml〜約10ml、好ましくはまたは必要に応じて約4mlの回収が可能であり、
d) 前記容器および/または注射器は、無菌および/または非発熱性であり、且つ/または
e) 前記容器は、PRP、自家PRP、PC、自家PCおよび/または自家BMCの調製に適しており、且つ/または
f) 前記容器は、約2ml〜約10ml、好ましくはまたは必要に応じて約3ml〜約6ml、好ましくはまたは必要に応じて約4mlのPRP、自家PRP、自家PCおよび/または自家BMCの調製に適しており、且つ/または
g) 前記注射器は、約0.5ml〜約5mlの生体材料、好ましくはまたは必要に応じて約2mlの生体材料が予め充填されているか、または含まれており、且つ/または
h) 前記容器は、約1ml〜約4mlのセルセレクターゲル好ましくはまたは必要に応じて約1.5ml〜約3.5ml、好ましくはまたは必要に応じて約1.5ml、約2ml、約2.5mlまたはセルセレクターゲル約3ml、が予め充填されているか、またはそれを含み、且つ/または
i) 前記容器は、約0.2ml〜約1mlの抗凝固剤、好ましくはまたは必要に応じて約0.6mlの抗凝固剤、好ましくはまたは必要に応じてクエン酸ナトリウム、約2%〜約6%、好ましくはまたは必要に応じて約4%が含まれるか、または予め充填されており、および/または
j) 前記容器または注射器は、約1ml〜約5mlのヒアルロン酸、好ましくはまたは必要に応じて約2mlのヒアルロン酸を含み、且つ/または
k) 前記ヒアルロン酸がゲルの形態であり、且つ/または
l) 前記ヒアルロン酸は、緩衝液、好ましくはまたは必要に応じてリン酸緩衝液に存在しており、前記緩衝液は、好ましくはまたは必要に応じて塩化ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、塩化カリウムおよび水を含むか、またはこれらからなり、且つ/または
m) 前記ヒアルロン酸は、注射、メソセラピー、および/または塗布に適しており、且つ/または
n) 前記ヒアルロン酸は、容器あたり約40mg〜約200mg、好ましくはまたは必要に応じて容器あたり約80mgであり、且つ/または
o) 前記ヒアルロン酸の分子量は、約1000KDa〜約2000KDa、好ましくはまたは必要に応じて約1550KDaであり、且つ/または
p) 前記ヒアルロン酸は、約0.1%〜約3%、好ましくは約1%〜約2%であり、且つ/または
q) 前記ヒアルロン酸は、発酵により得られ、且つ/または
r) 前記容器は、
1.製造プロセス中において、および/または
2.遠心分離前、血液または骨髄を前記容器に収集する前および/または後において、且つ/または
3.少なくとも1つの物質、生体材料、ゲルおよび/または抗凝固剤またはそれらの任意の組み合わせにより、予め充填され、キットまたは医療デバイスに含まれる。
別の態様において、本発明は、以下のいずれかからなるかまたはそれらを含む医療デバイスまたはキットを提供する。
a) 任意の態様または実施形態による少なくとも1つの容器および/または少なくとも1つの注射器。
b) 本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器、本発明の第2の態様の少なくとも1つの容器および/または本発明の第3の態様の少なくとも1つの注射器またはそれらの任意の組み合わせ、
c) 本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器および本発明の第2の態様の少なくとも1つの容器、
d) 本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器および本発明の第3の態様の少なくとも1つの注射器、
e) 本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器、本発明の第2の態様の少なくとも1つの容器、および本発明の第3の態様の少なくとも1つの注射器、
f) 本発明の第2の態様の少なくとも1つの容器および本発明の第3の態様の少なくとも1つの注射器、
g) PCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器およびBMCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器、
h) PCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器および/またはBMCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器、および、細胞抽出物が含まれるか、または予め充填された本発明第2の態様の少なくとも1つの容器、およびヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質、またはフィブロイン、またはそれらの任意の組み合わせが含まれるかまたは予め充填された本発明第2の態様の少なくとも1つの容器、
i) PCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器および/またはBMCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器、および、細胞抽出物が含まれるかまたは予め充填された本発明の第2の態様の少なくとも1つの容器、およびヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質またはフィブロインまたはそれらの任意の組み合わせが含まれるかまたは予め充填された本発明の第3の態様の少なくとも1つの注射器、
j) PCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器および/またはBMCの調製のための本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器、および細胞抽出物が含まれるかまたは予め充填された本発明の第3の態様の少なくとも1つの注射器、およびヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質、またはフィブロイン、またはそれらの任意の組み合わせが含まれるかまたは予め充填された本発明の第2の態様の少なくとも1つの容器。
ここで、前記医療デバイスまたはキットは、必要に応じてさらに以下を含む。
k) 本発明の第1の態様の少なくとも1つの容器、本発明の第2の態様の容器および/または本発明の第3の態様の注射器またはそれらの任意の組み合わせ、および/または
l) トロンビン血清、好ましくは自家トロンビン血清を調製するための少なくとも1つの容器、および/または
m) 任意の物質、材料、PC、BMC、細胞抽出物、または組成物を1つの容器または注射器から別の容器または注射器に移送できる接続デバイス。
さらなる実施形態において、本発明は、以下を含む医療デバイスまたはキットを提供する。
a) 本発明の第1の態様による容器、および
b) 本発明の第1の態様の容器、本発明の第2の態様の容器、または本発明の第3の態様の注射器、および
c) 必要に応じて、血液または骨髄を収集するための収集デバイスであって、好ましくはまたは必要に応じて、安全ロックおよび蝶針を備えた収集ホルダーを好ましくはまたは必要に応じて含むかまたは当該収集ホルダ―からなる収集デバイス、および
d) 必要に応じて、収集ホルダーと、PCまたはBMCを本発明の第1の態様の前記容器、本発明の第2の態様の前記容器および/または本発明の第3の態様の前記注射器へ移送するための移送デバイスとを含むかまたはそれらからなる収集デバイス、および
e) 必要に応じて付属品および/または使い捨ての瀉血材料。
さらなる実施形態において、本発明は、以下を含む医療デバイスまたはキットを提供する。
a) 真空下約4mLの血液または骨髄を採取してPRPまたはBMCを調製することができるチューブであって、以下を含むチューブ。
ii. 約2.5mLの不活性セルセレクターゲル
iii. 約0.6mLの抗凝固剤、好ましくはまたは必要に応じて約4%のクエン酸ナトリウム、
b) 真空下において、チューブa)から約4mLのPRPまたはBMCを取り出せるチューブであって、リン酸緩衝液に約2mLのヒアルロン酸ゲルを含み、好ましくはまたは必要に応じて塩化ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、塩化カリウム、および注射用水を含むチューブ。
c) 安全ロックと蝶針を備えた収集ホルダーからなる、血液および/または骨髄を収集するための収集デバイス。
d) 好ましくはまたは必要に応じて、収集ホルダーと、前記チューブa)から前記チューブb)へPCおよび/またはBMCを収集するための移送デバイスとからなる収集デバイス。
さらなる実施形態において、本発明は、以下を含む医療デバイスまたはキットを提供する。
a) PRPまたはBMCを真空下で調製するためのチューブであって、以下を含む約4mLの血液または骨髄の採取を可能にするチューブ。
i. 約2.5mLの不活性セルセレクターゲル
ii. 約0.6mLの抗凝固剤、好ましくはまたは必要に応じて約4%のクエン酸ナトリウム、
b) チューブa)約4mLのPRPまたはBMCを、からから引き出すことができる注射器であって、リン酸緩衝液に約2mLのヒアルロン酸ゲルを含み、好ましくはまたは必要に応じて塩化ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、塩化カリウム、および注射用水を含む注射器。
c) 安全ロックと蝶針を備えた収集ホルダーからなる、血液および/または骨髄を収集するための収集デバイス。
d) 好ましくはまたは必要に応じて、収集ホルダーと、前記チューブa)から前記注射器b)へPCおよび/またはBMCを収集するための移送デバイスとからなる収集デバイス。
さらなる実施形態では、本発明は、前述の態様または実施形態のいずれかによる医療デバイスまたはキットであって、組織採取カニューレ、好ましくはまたは必要に応じて脂肪組織採取カニューレ、好ましくはまたは必要に応じて直状または凹面の注射用カニューレ、ピストンストッパー、少なくとも1つの自己付着ディスク、ルアーコネクタ、麻酔液、針や注射器などの注射用付属品、組織採取および混合用の好ましくはまたは必要に応じてルアーロック注射器、少なくとも1つの移送カニューレ、クリップデバイス、PCおよび/またはBMCを分配するためのディスペンサー付きの容器、トロカール、塩化カルシウムまたはグルコン酸カルシウムなどの凝固活性剤のアンプル、ペーパーマスク、PCと、トロンビン血清またはその他PC、BMC、物質、生体材料または凝固活性剤の任意の組み合わせそとを同時に放出するためのデバイスであって、少なくとも1つの注射器、スプレー塗布用のノズル、ダブルピストンストッパー、アプリケーター注射器ホルダーおよび/またはコネクター、またはそれらの任意の組み合わせを含むデバイスをさらに含む、医療デバイスまたはキットを提供する。
別の態様では、本発明は、前述の態様または実施形態のいずれかによる少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれ以上の容器および/または注射器を提供する。 前記容器および/または注射器は、治療、皮膚科、歯科、整形外科、スポーツ医学、化粧品、美容、外科、眼科、メソセラピー、注射、浸潤、皮下塗布、創傷ケア、ボリュームの嵩増、ボリュームの修正、力学的サポート、および/または関節内補充に用いられる。
別の態様では、本発明は、組成物を提供し、好ましくは、PCおよび/またはBMCと少なくとも1つの生体材料とを必要に応じて組み合わせた組成物を提供し、前記少なくとも1つの生体材料は、好ましくはヒアルロン酸、キトサン、絹タンパク質またはフィブロインまたはそれらの任意の組み合わせから選択され、前記組成物は、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10以上の、前述の態様または実施形態のいずれかによる容器および/または注射器を用いて得られるか、または前述の態様または実施形態のいずれかによる方法を用いて得られ、前記組成物は、必要に応じて、凝固促進剤、トロンビン血清、リン酸三カルシウム(TCP)、代用骨、ヒアルロン酸組成物、グルコン酸カルシウム、サッカリン酸カルシウム、キトサン、フィブロイン、フィブロイン絹タンパク質またはフィブロインタンパク質、成長因子、マンニトール、コラーゲン、アルブミン、アスコルビン酸、クリーム、脂肪細胞、脂肪組織、骨髄濃縮物、ルブリシン、cd−ゼラチン、ボツリヌス毒素および/または1つ以上の細胞抽出物、必要に応じてまたは好ましくは、ケラチノサイト、骨髄、線維芽細胞、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋芽細胞および衛星細胞などの筋肉細胞、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、幹細胞、間葉系幹細胞(MSC)、前脂肪細胞、前内皮細胞、シュワン細胞またはアキレス腱細胞の抽出物から選択される自己細胞抽出物とさらに組み合わされ、前記組成物は、好ましくはまたは必要に応じて、治療、皮膚科、歯科、整形外科、スポーツ医学、化粧品、美容、外科、眼科、メソセラピー、注射、浸潤、皮下塗布、創傷ケア、ボリューム嵩増、ボリューム修正、力学的サポートおよび/または関節内補充に用いられる。
別の態様において、本発明は、創傷または組織の治癒方法や、骨または歯周の成長および/または皮膚、軟骨、筋肉、腱、靭帯、脂肪組織、角膜、末梢神経、脊椎または骨などの骨および/または組織の再生を促進するための治療方法を提供し、前述の態様または実施形態のいずれかによる少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれ以上の容器および/または注射器を用いる。
別の態様では、本発明は、治療、皮膚科、歯科、整形外科、スポーツ医学、化粧品、美容、外科、眼科、メソセラピー、注射、浸潤、皮下塗布、創傷ケア、ボリューム嵩増、ボリューム修正、力学的サポートおよび/または粘液補充における、前述の態様または実施形態のいずれかによる組成物、方法、医療デバイス、キット、容器または注射器の用途を提供し、創傷、損傷組織、損傷骨または歯周欠損または空洞上に/のため、細胞再生のため、組織付着のため、ヒトまたは動物の創傷または組織における創傷治癒または組織治癒および/またはシーリングおよび/または組織および/または軟骨および/または骨および/または神経の再生を促進するのため、または歯周疾患や歯周再生を必要とする他の状態にある哺乳類の創傷または歯周欠損における歯周再生を誘導するため、または靭帯および/または軟骨再配列のため、または瘢痕またはしわにおける皮膚再生の促進のため、または真皮脂肪移植や脂肪組織再生を必要とする他の状態にある哺乳動物の脂肪組織体積を増加させるため、または心筋不全や心筋再生組織再生を必要とする他の状態にある哺乳動物の心筋再生を誘導するため、または角膜欠損や角膜再生を必要とする他の状態にある哺乳動物の角膜再生を誘導するため、または関節/軟骨欠損や関節/軟骨組織の再生を必要とする他の状態にある哺乳動物の関節/軟骨再生を誘導するため、または瘢痕、しわ、ヒトまたは下等動物の脂肪欠乏症における皮膚再生を促進するため、または末梢神経損傷、神経縫合、脊髄損傷や末梢神経再生を必要とする他の状態にある哺乳動物の末梢神経再生を誘導するため、または骨の損傷、骨の欠損や骨の再生が必要な他の状態にある哺乳類の骨再生を誘導するため、または整形外科用注射および審美用注射のため、または皮膚組織の再生および/または若返りのため、特に皮膚のしわ、深いしわ、にきび、火傷跡、風疹または小痘瘢痕、白斑および脂肪萎縮などの軽減、鼻唇線の改善、および皮膚火傷、カポジ肉腫、皮膚スケロイドまたはデュピュイトラン手掌線維腫などの皮膚の損傷や疾患の治療などの皮膚再生の促進および/または開始、ならびに皮膚および組織の再生に伴う痛みの軽減のため、または創傷または組織の治癒または再生治療のため、特に自然または人工移植片のフィッティングおよび/または保持および/またはシーリングなどの外傷性または外科的創傷の治療;血管炎の治療;糖尿病性神経障害性潰瘍または褥瘡性潰瘍、糖尿病性潰瘍、穿孔性潰瘍または糖尿病性穿孔性潰瘍などの潰瘍、関節炎、変形性関節症、偽関節炎、放射線皮膚炎および閉鎖瘻孔、瘻孔や心疾患において、心不全、慢性心不全、虚血性および非虚血性心不全、および心筋症の治療等における心臓再生、または骨、軟骨、関節障害、軟骨損傷、軟骨および/または骨の負傷、例えば深部軟骨損傷および/またはただれ、および/または関節鏡検査、腱断裂および肩の回旋腱板の治療のため、またはドライアイ症候群などの角膜障害;化学熱傷によって引き起こされる角膜混濁、スティーブンのジョンソン症候群による苦痛;角膜および角膜潰瘍の瘢痕化、または末梢神経損傷、神経縫合および脊髄損傷、糖尿病性創傷、大きな血管創傷、深部注射、皮内注射、関節内浸潤、目薬、洗眼器、関節用、筋肉病変、マスクポストレーザーとして、ポストピーリング、単剤療法、きらめき、光沢、輝き、または明るさのために用いられる。
一実施形態では、本発明は、以下を含むまたはそれらからなる医療デバイスに関する。
a.収集ホルダーと組み立てられた安全ロックバタフライニードル
b.事前に組み立てられた移送デバイス
c.血液を引き出すことができる、真空下におけるチューブであって以下を含む。
i)約2.5mLの不活性セルセレクターゲル、
ii)約0.6mLの抗凝固剤(例えば、クエン酸ナトリウム4%)、
d.PRPを回収できる真空下におけるチューブであって、リン酸緩衝液(塩化ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、塩化カリウム、注射用水)に約2mLのヒアルロン酸ゲルを含み、1つのチューブあたり好ましくは約80mgのヒアルロン酸を約1550KDaで含み、好ましくは発酵から得られる。
本明細書で言及されるすべてのヒアルロン酸は、本発明による任意の方法から得られるヒアルロン酸または本発明による任意のヒアルロン酸組成物に関連し得る。
本発明の容器および注射器は、大きなまたは深い創傷に、または生物学的付着剤として塗布することができる。
生体材料を含む本発明の容器および注射器は、好ましくは湿り蒸気により滅菌され、好ましくは低細菌雰囲気下で包装される。 本発明の他の容器、注射器、または構成要素、例えば、PC、基本的な瀉血材料を調製するためのチューブは、好ましくはダブルブリスター包装の後に、約25kGyのガンマ線照射の最小線量への曝露によって滅菌されることが好ましい。
本明細書では、セルセレクターゲルは、ポリマーまたはチキソトロピーゲルと呼ばれることがある。
本明細書に記載されている他の物質は、本発明の製造方法の1つまたは複数の工程中に組み合わせることができる。
別の態様では、本発明は、制御された真空および容器または採血管の閉塞を含む充填機によって、容器または採血管を自動的に製造する方法を提供する。
一実施形態では、本発明の任意の態様または実施形態による容器または注射器は、寒天、ゲロース、コラーゲン、キトサン、成長因子、アスコルビン酸、アルブミン、フィブロイン、絹タンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質から選択される物質またはヒアルロン酸で予め充填される。
寒天、ゲロース、コラーゲン、アスコルビン酸、アルブミン、絹タンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質はすべて、本発明の組成物に有用な安定化および/または粘度特性を示すことができる。1つの実施形態において、ヒアルロン酸またはキトサンは、寒天、ゲロース、コラーゲン、アスコルビン酸、アルブミン、フィブロインおよび/または絹タンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質によって置換され得るか、またはそれらと組み合わせることができる。好ましくは、ヒアルロン酸またはキトサンは、フィブロインまたは絹タンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質によって置換され得るか、またはそれらと組み合わせることができる。一実施形態では、フィブロインまたはシルクタンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質は、PCおよび/またはBMCと組み合わせることができる。別の実施形態において、フィブロインまたはシルクタンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質は、PCおよび/またはBMCと組み合わせ、キトサンおよび/またはHAと組み合わせることができる。別の実施態様において、アルブミンは、PCおよび/またはBMCと組み合わせることができる。別の実施態様において、アルブミンは、PCおよび/またはBMCと組み合わせ、キトサンおよび/またはHAと組み合わせることができる。別の実施態様において、アルブミンは、キトサンおよび/またはHA、絹タンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質と組み合わせてもよく、さらにPCおよび/またはBMCと組み合わせることもできる。
一実施形態において、寒天、ゲロース、コラーゲン、キトサン、成長因子、アスコルビン酸、アルブミン、フィブロイン、絹タンパク質またはフィブロイン−フィブロインタンパク質またはヒアルロン酸、および/またはそれらの任意の組み合わせから選択される物質は、本発明の任意の態様または実施形態による容器または注射器に予め充填されていてよい。
一実施形態では、ヒアルロン酸の代わりに、またはヒアルロン酸と組み合わせて、同様の物質、例えば、ゲロース、寒天、コラーゲンキトサン、アルブミンおよび/またはシルクタンパク質またはフィブロイン-フィブロインタンパク質、および/またはそれらの任意の組み合わせを使用したり、組み合わせたりすることができる。
好ましくは、抗凝固剤はクエン酸塩またはクエン酸ナトリウムである。
好ましくは、ポリマーはチキソトロピーゲルである。
好ましくは、容器、チューブ、注射器、キットまたはデバイスは、ヒトによる使用のためまたはヒトの治療のためのものである。 一実施形態では、容器、チューブ、注射器、キットまたはデバイスは、動物に使用されるか、または獣医学的使用または動物の治療に適応される。
好ましくは、前述の態様のいずれかによる製造方法は、層流および/または制御されたバイオバーデン下で実施される。
容器、チューブまたは注射器は、異なる形状であってよく、クリスタル、ガラス、プラスチックまたは金属で作製され得る。好ましくは、容器、チューブまたは注射器は、プラスチックで作製され、好ましくはCOPまたはCOCで作製され、好ましくはフタル酸エステルを用いずに作製される。
別の実施形態では、本発明が提供するヒアルロン酸(HA)は、約1.5%〜約2.5%の濃度で約1000KDa〜約2000KDa、約1.8%〜約2.2%の濃度で約1400KDa〜約1600KDa、約1.8%〜約2.2%の濃度、より好ましくは約1.7%〜約2%の濃度で1550KDaである。このようなHAは、特に、注射または浸潤、皮内注射、皮下塗布、関節内浸潤、瘻孔および/または生物学的付着剤として適応される。
このようなヒアルロン酸の組成物はまた、血小板濃縮物、好ましくは多血小板血漿(PRP)との組み合わせに適応される。HA組成物のさらなる好適な特徴は、PCおよびBMCとの組み合わせにおいて本明細書に記載されている。
一実施形態では、本発明は、分子量および濃度が異なる少なくとも2つのヒアルロン酸の組み合わせを含む。
別の態様では、本発明は、異なる密度を有する異なるチキソトロピックゲルを備えたチューブを含む医療デバイスを提供する。
別の態様では、本発明は、新しい用途および適用のために目標とする方法で血液成分を分離するのに有用な新しい密度を有するチキソトロピーゲルを備えたチューブを提供する。
別の態様では、本発明は、細胞培養に特に適応した医療デバイスを提供する。
定義及び式: 本明細書および/または本発明において/に関して使用されるいくつかの定義
Figure 2021515088
構造 1A1 (上記): ヒアルロン酸(HA)モノマー(N=1)および/またはHAポリマー(N>1)の典型的な構造(Ahmet Tezel&Glenn H.Fredrickson、Journal of Cosmetic and Laser Therapyから再現)、2008;10:35―42)。文脈上そうでないことを明確に示さない限り、本明細書で定義される「ポリマー」は、その範囲内に「オリゴマー」を含み、独立して、「ポリ−」はその範囲内に「オリゴ−」を含む。HAポリマーが好ましく(N>1、好ましくはN=2〜25000以上)、HAモノマーはあまり好ましくない。 上記の化学構造では、HAは、HAの脱プロトン化されたカルボキシレートまたはポリカルボキシレートの形態のナトリウム塩の形態で示されているが、「HA」という用語でカバーされる構造はこの構造だけではない。
本明細書で定義される「ヒアルロン酸」(「HA」)は、上記構造1A1のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、独立して、任意の塩の形態を含み、特に、上記構造1A1の任意のアニオン性(好ましくはポリアニオン性)塩の形態(特に、上記構造1A1の任意の薬学上許容される金属および/またはアンモニウムおよび/または有機アンモニウム塩)、好ましくは、上記構造1A1の薬学上許容されるアルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩、より好ましくは上記構造1A1のリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムおよび/またはマグネシウム塩)を含む。
好ましくは、本明細書で定義される「ヒアルロン酸」(「HA」)は、上記構造1A1のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、独立して、上記の構造1A1のカルボン酸および/またはポリカルボン酸および/またはポリアニオンの任意の塩(例えば、上記で挙げた塩のいずれか、より好ましくは、上記の構造1A1のリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、および/またはマグネシウム塩)の形態を含む。
同様に、本明細書で定義されるように、「架橋ヒアルロン酸」(「XLHA」または「XL HA」)は、例えば本明細書において一般式で定義されるXLHA構造(例えば、上記および/または下記の構造1A4(A)および/または1A4(B)を参照)のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、独立して、例えば本明細書において一般式で定義されるXLHA構造(例えば、上記および/または下記の構造1A4(A)および/または1A4(B)を参照)の任意の塩の形態、特に任意のアニオン性(好ましくはポリアニオン性)塩の形態(例えば、HAについて上記に挙げた塩のいずれか)を含む。
好ましくは、本明細書で定義される「XLHA」は、例えば本明細書で一般式で定義されるXLHA構造のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、、独立して、例えば本明細書で一般式で定義されるXLHA構造(例えば、本明細書の構造1A4(A)および/または1A4(B)を参照)のカルボキシレート形態および/またはポリカルボキシレート形態および/またはポリアニオン性形態の任意の塩(特に、任意の薬学上許容される金属および/またはアンモニウムおよび/または有機アンモニウム塩、好ましくは任意の薬学上許容されるアルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩、より好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムおよび/またはマグネシウム塩)の形態を含む。
HAは、多数の架橋剤、好ましくはジエポキシド架橋剤を用いて架橋されてXLHAを形成することができる。生物医学用途で最も使用される架橋剤は、毒性が低いことから、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(BDDE)(Jeon、O.,et al.,Carbohydrate Polymers,70,(2007),251―257を参照)である。BDDEの構造を以下に示す。最も重要なのは、この構造には、2つのエポキシド基が含まれており、直鎖状の有機分子の両端にそれぞれ存在する。
Figure 2021515088
1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(BDDE)の構造 (上記)
ジエポキシド架橋剤(架橋剤)の好ましい一般的な構造、好ましくは架橋HAでの使用に適したものを以下に示す。
Figure 2021515088
上記の一般的なジエポキシド架橋剤(架橋剤)[構造1A3]において、「[リンカー]」として示される図示されたリンカーは、好ましくは有機リンカー部分であり、および/または好ましくはHAポリマーを架橋するのに適した長さおよび/または構造、例えばHAポリマーを、その−OH基で架橋するのに適した長さおよび/または構造である。好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20原子(好ましくは3〜12原子、例えば4〜8原子、例えば6原子)の鎖を含む。(鎖は好ましくは直鎖状であるが、必要に応じて分岐させることもできる。)より好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20(または3〜12、または4〜8、例えば6)原子の鎖(好ましくは直鎖)を含み、前記鎖状原子は、鎖状炭素原子を含み(例えば、‐CH−または‐CHMe−または‐CMe−基(Me=メチル基)として)、必要に応じて、鎖状原子は、1、2、3または4個の鎖状酸素、鎖状硫黄および/または鎖状窒素原子も含む(好ましくは、鎖状原子は、1、2、3または4個、好ましくは1または2個の鎖状酸素原子も含む)。
Figure 2021515088
構造1A4(A)および1A4(B)(上記):架橋HA(XLHA)の好ましい一般的な構造。
左側の部分構造1A4(A)は、一般的な架橋鎖(A)を一般式で示しており、ジエポキシ架橋剤(架橋剤)(構造1A3)と、2つのHAポリマー鎖の−OH基との反応によって形成される。
右側の部分構造1A4(B)は、1つのHAまたはXLHAポリマー鎖のみに連結された一般的な側鎖または基(B)を一般式で示しており、i)一般的なジエポキシド架橋剤(構造1A3)の1つのエポキシ基と、1つのHAポリマー鎖の−OH基との反応、およびii)単一のHA結合リンカーの2つ目のエポキシ基の(例えば水または水酸化物による)加水分解によって形成される。
便宜上、部分構造1A4(A)と1A4(B)は両方とも、2つの架橋HAチェーンにおいて隣接する位置に存在するように示されているが、これは説明のためのみであり、XLHAの一種または多種の構造は、1A4(A)のみ、または1A4(B)のみ、またはその両方を含んでいてよく、AとB型のリンカー/基間の相対距離、AとB型のリンカー/基の相対比率、ならびに架橋の%及び側基の%は、すべて可変である。
架橋HAの上記の一般的な構造1A4(A)および1A4(B)において、「[リンカー]」として示される図示されたリンカーは、好ましくは有機リンカー部分であり、および/または好ましくはHAポリマーを架橋するのに適した長さおよび/または構造、例えばHAポリマーを、その−OH基で架橋するのに適した長さおよび/または構造である。 好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20原子(好ましくは3〜12原子、例えば4〜8原子、例えば6原子)の鎖を含む。(前記鎖は好ましくは直鎖状であるが、必要に応じて分岐させることもできる。)より好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20(または3〜12、または4〜8、例えば6)原子の鎖(好ましくは直鎖)を含み、前記鎖状原子は、鎖状炭素原子を含み(例えば、‐CH−または‐CHMe−または‐CMe−基(Me=メチル基)として)、必要に応じて、鎖状原子は、1個、2個、3個または4個の鎖状酸素、鎖状硫黄および/または鎖状窒素原子も含む(好ましくは、鎖状原子は、1個、2個、3個または4個、好ましくは1個または2個の鎖状酸素原子も含む)。
注:XLHAの具体的な形態、および/またはXLHAの塩の形態(存在する場合)、および/または架橋鎖(例えば上記構造1A4(A)および必要に応じて任意の側鎖(例えば、上記の構造1A4(B)中)の(XLHAポリマー内の)位置、および/または比率またはパーセンテージは、説明目的だけの例示的構造である上記構造に示されている構造と明らかに異なっていてもよい。側鎖(例えば上記の構造1A4(B)に示されている型など)は任意選択であり、XLHAに存在しても存在しなくてもよい。架橋ヒアルロン酸(XLHA)には、架橋鎖(好ましくは上記の構造1A4(A)に示されている型のもの)がに存在する。XLHAは、ポリアニオン(ポリカルボキシレート)の形態で、ナトリウム塩として上に表示されている。しかしながら、本発明では、XLHAは任意の形態(例えば、ポリアニオンまたは酸またはその他)および/または任意の塩の形態であってよい。
本発明および明細書において、「滞留時間」とは、好ましくは、ISO_10993−6_2016に開示された方法に従って定義および/または測定される(すなわち、または好ましくは、線形HAは、1ヶ月後に完全に分解される)。 特に、本発明において、例えば、XLHAの架橋ネットワークのため、ゲルおよび/またはXLHAは、好ましくは、非架橋(非XL)HAゲル(例えば、対応するおよび/または典型的および/または従来の非XL HAゲル)の滞留時間(通常、約30日の滞留時間)よりも長い滞留時間を有する。
Figure 2021515088
数平均分子量M:試料内のすべてのポリマー鎖の統計的な平均分子量であり、
Figure 2021515088
で定義される。ここでMは鎖の分子量、Nはその分子量の鎖の数である。 Mが分子量分布を表す場合、分布内のMの両側の分子数は等しい。
重量平均分子量Mは、
Figure 2021515088
で定義され、Mと比較して、Mは平均分子量への寄与を決定する際に鎖の分子量を考慮する。鎖が重いほど、その鎖のMへの寄与は大きい。Mが分子量分布を表す場合、分布内のMの両側の分子量は等しい。
すべての多分散性合成ポリマーにおいて、M < Mである、
多分散性指数は、ポリマーの分子量分布の広さを特徴付けるために使用され、次のように定義される。
Figure 2021515088
多分散性指数が大きいほど、分子量は広くなる。すべての鎖長が等しい単分散ポリマー(タンパク質など)はMw/Mn=1である。最適に制御された合成ポリマー(キャリブレーションに使用される分子量分布が狭いポリマー)のMw/Mnは1.02〜1.10である。逐次重合反応では、通常、Mw/Mnの値は約2.0となるが、連鎖反応では、Mw/Mnの値は1.5〜20となる。
注:「分子量」が本明細書および/または本発明に関して言及される場合は、特に明記しない限り、常に、重量平均分子量Mおよび/または数平均分子量Mを指す。 そして、好ましくは、重量平均分子量Mを指す。
固有粘度:溶液中のポリマーが溶液の粘度を高める能力を反映する。
屈折率の増分dn/dc:屈折率の増分は、特定の条件下の試料に適用される。 たとえば、温度、レーザー波長、分子の立体配座、または添加剤は、dn/dcの絶対値に影響を与える。したがって、完全な静的光散乱実験では、検討中の条件での正確なdn/dcを決定する必要がある。多くの実際的な例では、同様の条件下で取得された以前のデータセットから(または参考文献から)値を取得できる。
流体力学的半径R:動的光散乱計測により、目的と同じ速度で拡散する同等の剛体球の半径として定義される。実際には、タンパク質とその複合体の溶液は剛体球として存在しないため、測定された流体力学的半径は、溶媒和したタンブリング分子が採用している見かけのサイズをより厳密に反映する。
Mark・Houwink−桜田関係式 MHS:分画された試料の固有粘度と分子量を関連付けるためにうまく機能する経験的関係式。特定のポリマーの配座解析を行うために使用される。
複素粘度:複素剪断弾性率。変形が回復可能(弾性)か回復不可能(粘性)かに関係なく、材料の変形に対する全体的な抵抗。記号G複素粘度=粘度−i弾性
剪断弾性率:(ひずみの変化から生じる)剪断応力と剪断ひずみの比率。上記と同様の複素的な関係から、次のことが分かる。
G* = G’ + iG’’
ここで、
G* は複素剪断弾性率
G’は同相貯蔵弾性率及び
G’’は異方性損失係数; G* = √(G’+ G’’)。
クロスオーバー周波数:これらのパラメーターがクロスオーバーする周波数は、材料に固有な緩和時間(τ)に対応する。
損失正接:tan(δ)=G’’/G’は、エネルギー損失と貯蔵のバランスを数値化する。tan(45°)=1の場合、tan(δ)の値が1より大きい場合は、「液体」特性が高く、1より小さい場合は粘度に関係なく「固体」特性が高いことを示す。
膨潤度:ポリマーの膨潤の程度。線形寸法の変化または体積変化によって決まる。ほとんどのポリマーは、溶媒(水を含む)の吸収(水和)により膨潤する。
II.細胞培養
さらに、本発明は、再生目的(細胞療法、免疫療法、神経変性療法など)で患者自身の細胞を培養するためのウシ胎児血清(FBS)の代用として使用される、患者自身の血液または骨髄から多血小板血漿、血清または単核細胞の標準化された調製物を製造するための非常に革新的で効率的で迅速かつ再現性のあるGMP医療デバイスを提供する。
本発明は、異種遊離状態での細胞療法用途のためのFBSの代わりに細胞培養培地サプリメントとして使用される自家多血小板血漿(PRP)または血清を調製するための医療デバイスを提供する。
治療用途の細胞培養は、GMP条件で製造された認定済みデバイスを備えたGLPラボで行う必要がある。本発明の医療デバイスはこれらの条件を満たす。それらは、閉回路システムでの単一ステップの遠心分離により、自家多血小板血漿または血清を迅速に調製できる。10mlの静脈血から約5.5 mlのPRPまたは4mlの血清が得られるため、収集される血液チューブの数は、最終製品の所望の容量に到達するように調整できる。
有利なことに、本発明の医療デバイスから得られるPRPまたはBMCは、免疫療法において使用され得る。免疫療法は、患者の免疫系の細胞を使用して、がんなどの病気と闘う治療法である。免疫療法には、さまざまな方法で機能する治療法が含まれる。一部のものは、非常に一般的な方法で体の免疫システムを高める。他のものは、免疫系をトレーニングを助け、癌細胞を特異的に攻撃させる。急速に台頭している免疫療法のアプローチは、養子細胞移入(ACT)と呼ばれ、がんを治療するために患者自身の免疫細胞を収集して使用するものである。ACTにはいくつかの種類があるが、食品医薬品局(FDA)によって承認された治療法の作成に最も近いものはCART細胞療法と呼ばれ、白血病及びリンパ腫の治療に希望をもたらしている。手法に関しては、T細胞は患者から収集され、実験室で再設計される。
古典的には、患者の血液から単核細胞を分離するために、研究室ではフィコールパック密度勾配培地を使用している。この手法は時間がかかり、いくつかの長い遠心分離を必要とするため、細胞が損傷する可能性があるステップが多いことを意味する。
本発明の特定の医療デバイスは、患者の血液または骨髄からの血液単核細胞の特異的かつ迅速な分離を可能にする。
このシステムにより、患者の単核白血球(MNC)とともにPRPを準備できる。
幹細胞と神経変性疾患は、私たちのイノベーションのもう一つの応用分野である。
この文脈では、患者へ神経幹細胞を移植する前に、神経幹細胞を増幅するために、再生医療に多くの努力が費やされている。規定された培養培地が利用可能であるが、生体内運命とその分化については多くの問題が残った。これらの細胞の体外培養は、ニューロスフェアまたは単層のいずれかにおいて実現できる。ニューロスフェアの場合、壊死と自然発生的な分化の問題が存在するが、単層培養の場合のように、細胞が付着するためのマトリックスを必要としない。これらの2つの問題点について、本発明の細胞培養用デバイスは、単層培養のための置換マトリックスとして、またはニューロスフェア三次元培養のための栄養支持体として作用し得る。
本発明は、患者の血液または骨髄からのPRP、血清またはMNCの迅速、効率的かつ信頼できる標準化された調製を目的とする方法およびキットを含む。
これらのデバイスは、動物の研究や治療にも適している。
細胞培養に特に適したデバイス(ただし、PCまたはBMCの準備にも依然として使用できる)には、次の共通の特徴を有する。
i)例えばチューブまたは注射器等の容器。 好ましくは、チューブはホウケイ酸塩でできている。好ましくは、チューブはシリコーンを含み、発熱物質が除去されている。 好ましくは、チューブはストッパー付きで真空下にある。
ii)重力による細胞分離のための添加剤としての複合ニュートンポリマー。 好ましくは、複合ニュートンポリマーはチキソトロピーゲルである。 好ましくは、チキソトロピーゲルは、粘度および密度に依存する作用機序を有する大きなポリマー複合体である。 好ましくは、チキソトロピーゲルは、オリゴマーであり、好ましくは、ポリオレフィンハイドロカーボンオリゴマーまたはアクリル樹脂混合物である。チキソトロピーゲルは、PEG−シリカゲルであってもよい。
チキソトロピーゲルは、トリス(2−エチルヘキシル)ベンゼン−1,2,4−トリカルボキシレート、二酸化ケイ素、シラン、ジクロロジメチル反応生成物、および/またはシリカなどの追加の物質を含んでもよい。チキソトロープゲルはさらに、水に不溶であり、アセトンに部分的に溶解し、且つヘキサンに容易に溶解することを特徴とすることができる。さらに、チキソトロピーゲルは、粘度が、15℃において約400〜700Pa.sであり、25℃において100〜250Pa.sであり、45℃において30〜100Pa.sであり、65℃で10〜80Pa.sであることを特徴とすることができる。
細胞培養を目的として、以下のデバイスが特に適合しており、予期しない効果的な結果が得られることが実験により確認されている。
i) 添加剤として、密度が約1.03〜約1.05g/cmのチキソトロピーゲルを含むデバイスであり、本明細書では、CC−PRPと呼ばれる。このようなデバイスは、「純粋な」PRPの収集を可能にする。好ましくは、密度は、約1.04〜約1.05g/cmである。当該デバイスはさらに、添加剤として抗凝固剤、好ましくはクエン酸ナトリウムを、好ましくは0.1Mの濃度で含む。好ましくは、当該デバイスはこれらの2つの添加剤、すなわちチキソトロープゲルおよび抗凝固剤のみを含む。チキソトロピーゲルは、好ましくは、デバイスにおいて、例えばチューブの閉じた端から、第1層として存在し、抗凝固剤からなる第2層がこれに続く。有利なことに、このようなデバイスは、RBCおよび多核細胞を除くPCまたはBMC、単核白血球(MNC)のないPCまたはBMC、白血球除去PRP、PCまたはBMCの迅速な調製を可能にする。
ii) 添加剤として、密度が約1.05〜約1.095g/cmのチキソトロープゲルを含むデバイスであり、ここでは、MC−PRPと呼ばれる。有利なことに、そのようなデバイスは、患者の血液または骨髄からの血液単核細胞の特異的かつ迅速な分離を可能にする。有利なことに、そのようなデバイスは、患者の単核白血球(MNC)、白血球リッチなPC、BMCまたはPRPとともに、PRP、PCまたはBMCの準備を可能にする。好ましくは、密度は、約1.08〜約1.09g/cm、または1.075〜約1.09g/cmである。最も好ましくは、密度は約1.075〜約1.08g/cmである。当該デバイスはさらに、添加剤として抗凝固剤、好ましくはクエン酸ナトリウムを、好ましくは0.1Mの濃度で含む。好ましくは、当該デバイスはこれらの2つの添加剤、すなわちチキソトロピーゲルおよび抗凝固剤のみを含む。チキソトロピーゲルは、好ましくは、デバイスにおいて、例えばチューブの閉じた端から、第1の層として存在すし、抗凝固剤からなる第2層がこれに続く。
iii) 添加剤として、密度が約1.03〜約1.05g/cmのチキソトロピーゲルのみを含むデバイスであり、本明細書では、CC−Sと呼ばれる。有利なことに、このようなデバイスは、トロンビン血清の迅速な調製を可能にする。
iv) 本明細書でCC−HAと呼ばれる、デバイスであり、以下を添加剤として含有するデバイス。
a. 密度が約1.03〜約1.05g/cmのチキソトロピーゲル、または上記のi)で述べたチキソトロピーゲル、
b. 好ましくは0.1Mの濃度の抗凝固剤、好ましくはクエン酸ナトリウム、および
c. ヒアルロン酸。ヒアルロン酸は、架橋されていなくても、架橋されていてもよい。好ましくは、ヒアルロン酸は、約1500Kdaの分子量を有し、約1.5%〜約2%、好ましくは約2%である。ヒアルロン酸は、本明細書に記載の方法から得られる架橋ヒアルロン酸であってよい。分子量は500KDa〜9000KDaの範囲である。
好ましくは、当該デバイスはこれらの3つの添加剤、すなわちヒアルロン酸、チキソトロピーゲルおよび抗凝固剤のみを含む。ヒアルロン酸は、好ましくは、デバイスにおいて、例えばチューブの閉じた端から、第1層として存在し、チキソトロープゲルからなる2番目の層、抗凝固剤からなる3番目の層がこれに続く。有利なことに、このようなデバイスは、HAと組み合わせたPCまたはBMCの迅速な準備を可能にする。HAは別の生体材料に置き換えることができる。
v) 本明細書でMC−HAと呼ばれるデバイスであり、以下を添加剤として含有する。
d. 密度が約1.05〜約1.09g/cmのチキソトロピーゲル、または上記のポイントii)で述べたチキソトロピーゲル、
e. 好ましくは0.1Mの濃度の抗凝固剤、好ましくはクエン酸ナトリウム、および
f. ヒアルロン酸。ヒアルロン酸は、架橋されていなくても、架橋されていてもよい。好ましくは、ヒアルロン酸は、約1500Kdaの分子量を有し、約1.5%〜約2%、好ましくは約2%である。ヒアルロン酸は、本明細書に記載の方法から得られる架橋ヒアルロン酸であってよい。分子量は500KDa〜9000KDaの範囲である。
好ましくは、当該デバイスはこれらの3つの添加剤、すなわちヒアルロン酸、チキソトロピーゲルおよび抗凝固剤のみを含む。ヒアルロン酸は、好ましくは、デバイスにおいて、例えばチューブの閉じた端から、第1層として存在し、チキソトロープゲルからなる2番目の層、抗凝固剤からなる3番目の層がこれに続く。有利なことに、このようなデバイスは、HAと組み合わせたPCまたはBMCの迅速な準備を可能にする。HAは別の生体材料に置き換えることができる。
抗凝固剤は、0.1Mとは異なる濃度であってよく、0.05〜0.15Mの範囲、または好ましくは0.08M〜0.14Mの範囲、または0.08M超、好ましくは0.09M超の濃度であってよい。
得られる密度(重力と呼ばれる場合もある)は、約25℃の温度で測定されている。
これらのデバイスから生成された血液製剤は、単独または組み合わせて使用でき、製品、組成物は、細胞療法の研究/治療に使用できる。
細胞培養において、上記のデバイスの組み合わせは、特定の利点を備えた予期しない結果をもたらした。
CC−S+CC−PRP:CC−Sに存在する自家トロンビンは、PRP製剤の凝固を再活性化し、血小板が捕捉されたフィブリンマトリックスの形成を可能にする。
CC−S+MC−PRP:PRP:CC−Sに存在する自家トロンビンは、PRP製剤の凝固を再活性化し、単核細胞と血小板が閉じ込められているフィブリンマトリックスを形成を可能にする。
CC−PRP+MC−PRP:2つの異なる製剤からのPRPを組み合わせ、MC−PRPデバイスにより、特異的に分離された単核細胞とともに、その成長効果を最大化する。
CC−HA:細胞培養に適した所定の密度で、同じ製剤におけるPRPとヒアルロン酸を組み合わせることを可能にする、単一のデバイス。
本発明は、任意の装置またはそれらの組み合わせから得られる血小板溶解物を包含する。
CC−PRPから生成された製剤から、下記プロトコルに従って血小板溶解物を作成できる。調製直後に、PRP調製物を、さらなる操作をせずに、少なくとも−20℃まで凍結する。使用するためには、ヒト血小板溶解物(本明細書ではHPLと呼ばれる)を、氷塊が消えるまで37℃(ウォーターバス)で解凍する。HPLは温めない。
本発明は、血液または骨髄から得られるCC−PRP、MC−PRP、CC−S、CC−HAまたはそれらの任意の組み合わせを包含する。
技術の組み合わせ
本発明は、以下の組み合わせを包含するが、これらに限定されない。
−血液からのCC−PRP+MC−PRP
−骨髄からのCC−PRP+MC−PRP
−CC−PRP+同じ患者からの分離細胞(ケラチノサイト、線維芽細胞、骨髄、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋細胞(筋芽細胞、衛星細胞)、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、シュワン細胞、腱細胞、異なる起源の間葉系幹細胞)
−CC−PRPから取得したHPL+血液からのMC−PRP
−CC−PRPから取得したHPL+骨髄からのMC−PRP
−CC−PRPから取得したHPL+同じ患者からの分離細胞(ケラチノサイト、線維芽細胞、骨髄、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋細胞(筋芽細胞、衛星細胞)、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、シュワン細胞、腱細胞、異なる起源の間葉系幹細胞)
−血液からのCC−S+MC−PRP
−骨髄からのCC−S+MC−PRP
−CC−S+同じ患者からの分離細胞(ケラチノサイト、線維芽細胞、骨髄、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋細胞(筋芽細胞、衛星細胞)、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、シュワン細胞、腱細胞、異なる起源の間葉系幹細胞)
−血液からのCC−S+CC−PRP+MC−PRP
−骨髄からのCC−S+CC−PRP+MC−PRP
−同じ患者からのCC−S+CC−PRP+分離細胞(ケラチノサイト、線維芽細胞、骨髄、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋細胞(筋芽細胞、衛星細胞)、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯)臍帯細胞、シュワン細胞、腱細胞、異なる起源の間葉系幹細胞)
−CC−HA+血液からのMC−PRP
−CC−HA+骨髄由来のMC−PRP
−CC−HA+同じ患者かのら分離細胞(ケラチノサイト、線維芽細胞、骨髄、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋細胞(筋芽細胞、衛星細胞)、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、シュワン細胞、腱細胞、異なる起源の間葉系幹細胞)
−血液からのMC−HA+MC−PRP
−骨髄からのMC−HA+MC−PRP
−MC−HA+同じ患者からの分離細胞(ケラチノサイト、線維芽細胞、骨髄、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋細胞(筋芽細胞、衛星細胞)、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、シュワン細胞、腱細胞、異なる起源の間葉系幹細胞)
細胞培養には、自家または同種のPRPを使用できる。
さらに、アルブミンゲルは、細胞培養のための支持体またはマトリックスとして使用され得る。アルブミンゲルは、細胞培養培地を中央にして、単層または二層で(サンドイッチ状で)使用することができる。
これらの製剤を単独または組み合わせて使用できる治療分野の要約:
−細胞療法:疾患の治療のための細胞療法における幹細胞、多能性細胞、またはリプログラむされた成体細胞を使用するには、ex vivo(生体外)条件で細胞を成長させる必要がある。CC−PRPとCC−Sは、自家細胞療法においてFBSに取って代わる効率的な製品である。治療分野には、再生医療、皮膚、創傷治癒、創傷ケア、組織再生、美容および形成外科処置における皮膚充填、スキンケア、筋骨格(MSK)、肝臓再生、ウロギネコロジーおよび血管新生が含まれるが、これらに限定されない。
−組織工学:損傷した組織の再生には、患者自身の細胞が増殖でき、各組織型の生物学的機能を維持できる足場材の作成が必要となる。細胞培養製品(CC−PRPとCC−Sの組み合わせ)は、細胞増殖と組織再生をサポートする成長因子が豊富な3次元フィブリン足場材を形成する。
−免疫療法:がんと闘う戦うためにリンパ球を使用するには、リンパ球を患者自身の体から採取する必要がある。その後、リンパ球は患者に再注入される前に、生体外で活性化される。MC−PRPを使用すると、免疫療法で使用するリンパ球を迅速かつ簡単に分離できる。
有利なことに、本発明の細胞培養のためのデバイスは、患者の血液または骨髄からの血液単核細胞の特異的かつ迅速な分離を可能にする。即ち、細胞培養チューブ技術である。
本発明はまた、以下の構成要素を含み得る医療デバイス(キットと呼ばれ得る)を提供する。
i)CC−PRPの場合:
キットは6×CC−PRPチューブ(10ml)
チューブの内容
−セパレーターゲル
−クエン酸ナトリウム(抗凝固剤)
ii)MC−PRPの場合:
6×MC−PRPチューブ(10ml)
iii)CC−Sの場合:
キットは6×CC−Sチューブ(10ml)を含む
キットには、次の材料がさらに含まれる場合がある。
−採血付属部品セット
−水平ヘッド(スイングバケット)または45°の固定ローター遠心分離機。
有利なことに、本発明の装置を用いて以下の結果が得られる。
CC−PRP:血小板回収率:80%、血小板濃縮係数:1.6x
MC−PRP:血小板回収率:95%、血小板濃縮係数:1.7x、単核球の回収を含む。
有利なことに、本発明のデバイスは炎症反応を誘発しない。
CC−Sの有利な点は、栄養因子をもたらし、自己由来のトロンビンをももたらし、血小板ゲルを作ることである。CC−Sとの組み合わせにより、驚くべきことに、細胞の3D培養用のマトリックスまたは2D培養用のディッシュをコーティングするマトリックスが可能となり、細胞付着と細胞型分化が改善される。
本発明のデバイスは、特に、例えば培養用のマトリックス、支持体または足場材等の形成を伴う3D培養に適している。
当該デバイスは、合成コポリマー、セラミックおよびガラス−セラミック、自然および合成材料のバイオ人工ブレンドと置換および/または組み合わせることができる。
実施例は、本発明を例示するために提案されているが、決して本発明を限定するものではない。
実施例
実施例1−ヒアルロン酸
本明細書に記載の方法を使用して、架橋ヒアルロン酸(本明細書ではXLHAとも呼ばれる)は、細菌発酵HAから出発して合成され、以下の仕様の製品が得られた。
1.HAの最大含有率2%
2.最大20%の架橋
3.複素粘度の最高値として60Pa.s
4.残留BDDEの最大濃度2ppm
5.カニューレ22G1/2または27G1/2で簡単に注射可能
BDDE汚染の少ないヒアルロン酸を得るために、いくつかの実験が行われた。驚くべきことに、本発明の方法は、以前の既知の方法よりも工程が少なく、はるかに高速で費用効率が良いにもかかわらず、BDDE汚染がほとんどなかった。
有利なことに、以下の仕様の架橋HAも得られた。
−発酵により得られたHAからの架橋ヒアルロン酸。
−架橋率:10−50%
−架橋剤:基本的な条件でのBDDE
−架橋HA再吸収時間:3〜4か月(吸収可能な製品の範囲=3〜6か月)
−HA濃度:2%
−BDDE残留物:<2ppm
−均質なゲル
−粘弾性ゲル
−カニューレ22G1/2または27G1/2で簡単に注射可能
−複素粘度:注射器で最大60Pa.s
−弾性:最大50%
−局所的過架橋による「きらめき」がない
−架橋HAは、遠心分離後に分離ゲルの上に遊走するために、密度を分離ゲルよりも低くする必要がある
−PRP+HAまたはBMC+HAの調製用チューブ(HAはPRPまたはBMCと簡単に混合できる)および注射器2mlおよび35mlで使用できる
−ISO 10993に準拠した生体適合性
−蒸気による滅菌
−非発熱性
−製造プロセスは再現可能で安定している
HA繊維とパウダーの両方が非XLHAの製造に使用されており、それらの水和のはが異なっていた。
生成されたバッチごとに、残留BDDEの量が決定され、架橋率の計算の分析が必要であった。
2つの異なる合成は、2つの異なる量のBDDEを意味するため、2つの異なる最終架橋率%が実行されていた。XL製品の調製には、自転/公転混和及びポーチが使用されていた。
XLHAを製造するための、プロセスの自動化に適した連続ワンポット法が本明細書に開示されている。有利なことに、この方法は、粘度を調整可能にする。有利なことに、分子量は、最終用途に応じてプロセスの最初に選択されるが、特定の最終値に到達する必要がある濃度についても同様であり、目的の値に到達するために、すべてのプロセスが事前に計画される。
このプロセスを使用して、いくつかのバッチが作成された。
図1に示すように、最初のフェーズは繊維/粉末の水和である。
1)ポリマー繊維/粉末は反応器に移され、そして反応器が閉じられる。次に、溶媒を、供給容器を撹拌しながら、濾過しながら加える(220μm)。別の方法として、反応器がすでに閉じている状態で、固体吹出口を使用して粉末を加え、その後上記のようにして溶媒を加える。
2)混合物を均質化した後、架橋剤を含む塩基性溶液を添加し、pHを測定する。
3)次に、温度を50℃まで上げる。2時間後、混合物を室温に戻す。
4)中和ステップは酸の添加により行われる。濾過しながら、PBS中のHCl溶液を、供給容器を通して加える。pHをチェックして、生理学的条件に到達したことを確認する。中性のpH下では、ヒドロキシル基のプロトン化が低下し、反応性が低下するため、HAの反応性はすでに低下している。
5)混合物を4℃で一晩撹拌し続け、このフェーズの最後にpHを再度チェックする。低温下でも、システムの反応性が低下し、さらなる架橋なしに完全な均質化が可能となる。
6)最後に、混合物を室温に戻し、一定量の非架橋HAを加えて、分離ゲルを維持しPRPと混合するのに必要な粘度を得る。ポリマーは供給容器を通して加えられ、完全に均質化されるまで攪拌される。
7)この時点でゲルはろ過された状態で収集される(280μm)。
図1を参照。
このようにして、合成プロセス全体が、ゲルを汚染の可能性にさらすことなく閉鎖環境で実行される。連続したプロセスにより、プロセス全体で合成混合物の均質化が向上し、操作がゼロに削減されるため、時間は常に短くなる。
プロセスの最終段階は、透析による精製である。この方法は、同じ溶媒に溶解するサイズの異なる分子を分離できるため、広く使用されている。精製中、未反応のBDDEは透析膜を通過することにより除去されるが、一方で、水が入り、ポリマーがさらに膨潤する。最終濃度に達し、残留BDDEはすでに微量に存在するが、滅菌後にさらに減少する。
実際、残留BDDEの量は、さまざまな膜でさまざまな温度で製造および精製され、さらに滅菌または脱気されたすべてのバッチに対してテストされている。
得られたXLHAは、ヒアルロン酸と組み合わせてA−PRPを調製するための医療デバイスの製造に有利に使用され得る。
以下は、本発明による架橋HAを調製する方法の一実施形態である。
Figure 2021515088
本発明による架橋HAの調製に使用される材料を要約して図2に示す。
Figure 2021515088
好ましい実施形態では、本発明は、タービュラーの代わりに「ワンポット」システムを使用する。 さらに、アンカー攪拌装置または容器が、インペラの代わりに使用されることが好ましい。 アンカー攪拌器は、HA組成物の特性を改善する。 驚くべきことに、「ワンポット」溶液は、ヒアルロン酸の調製に使用した場合、以下の多くの利点をもたらすことが分かった。
Figure 2021515088
注:プロセス自体において言及される、考慮される時間と操作には、溶媒の調製は含まれず、単純化のために加熱と冷却の時間は等しいと見なされる。
Figure 2021515088
例1A ―非架橋HAおよびBDDEを架橋剤として開始する、架橋(XL)ヒアルロン酸(HA)の合成
主題:Cellular MatrixTM(HA+PRP)製品の後継としてのRegen MatrixTM製品の合成と開発。[PRP+XLHA]混合物(溶液など)の調製、スキンケアおよび関節保護に用いるための、ONE POT反応で合成されたXLHAを含むRegen MatrixTMチューブ(および/または注射器)の開発。
実施例1A:まとめ
架橋ヒアルロン酸(XLHA)は、細菌発酵ヒアルロン酸(HA)から合成され(この特定の合成では、HAはポリアニオン型であり、ナトリウム塩として存在する)、下記の特定の特性を有する製品が得られる。

HAの最大含有量2%(例えば、WO2004/014399 A1、「無菌の高分子量ヒアルロン酸製剤の調製方法」を参照);

架橋度最大20%(例えば、Jeon、O.、et al.,Carbohydrate Polymers、70、(2007)、251―257を参照);

複素粘度の最高値として60Pa.s(例えば、http://www.rheosense.com/applications/viscosity/drug−injectability、および/またはNicholls,M.et al,Clinical Medicine Insights:Arthritis and MusculoskeletalDisorders,(2018)、11、1―5を参照);

残留BDDEの最大濃度2ppm(例えば、De Boulle,K.,et al,Dermatol.Surg.,2013;39:1758―1766を参照);

型/ゲージ22G1/2または27G1/2のカニューレ(針)で簡単に注射可能。
製剤用に選択されたパラメーターは、RegenLabTMによってすでに製造されたCellular MatrixTMチューブ、すでに文献で報告されているデータ、およびRegenlabTM内ですでに実施された非XLHAの製造に基づいている。
この実施例1Aでは、参考文献、提案された合成装置、および計画及び実行された合成実験や試験に関して、研究開発中に実行されたアクティビティを報告する。
HA繊維とHAパウダーは、非XL HAの製造と異なる水和品質のためにRegen LabTMによってすでに選択されているため、どちらも出発原料として使用される。合成の観点からは、HA繊維とHA粉末の間にはほとんどまたはまったく差がないと考えられている(ただし、HA粉末が好ましくはより長い水和時間が必要である場合を除く)。なぜなら、MWが実質的に同じ範囲内にある場合、両者の反応性および試薬間の比率は変化しないと考えられているからである。
開発を進めている間に、HA繊維はその入手容易性から、より頻繁に合成に使用されるようになっている。合成を目的として、分子量が実質的に同じ範囲(好ましくは、約1500KDa)になり、水和フェーズが完了すると、使用されるHAは結果に影響を及ぼさなくなるとが判明した。
製造されたXL HAの各バッチについて、XL HA製品中の残留BDDEの量(濃度)を決定できるまたは決定されている。そして、XL HA製品の架橋のパーセンテージを計算できるような分析も実行できるまたは実行されている。
実施例1A:はじめに
ヒアルロン酸(「HA」、ヒアルロナンとも呼ばれる)は、[D−グルクロン酸とN−アセチル−D−グルコサミン]の二糖単位の繰り返し(1、2、3以上)を含む糖類(特にグリコサミノグリカン)(例えば、以下の構造1A1を参照)である。
生理学的pHでは、HAは通常、ポリアニオン性ポリマー(例えばオリゴマー)として存在し、D−グルクロン酸部分内のカルボン酸(COOH)基の一部またはすべて(通常はほとんどまたはすべて、より一般的には実質的にすべて)が脱プロトン化されている(つまり、カルボキシレート基として存在する)。好ましくはおよび/または通常、例えば、生理学的pHおよび/または条件下で、HAは、少なくとも部分的に(典型的にはほとんどが)ナトリウム塩として存在し、典型的には、HAのカルボキシレート/ポリカルボキシレート形態のナトリウム塩として存在する。HAのこの好ましいおよび/または一般的なアニオン/ポリアニオン(例えば、カルボキシレート/ポリカルボキシレート)形態およびそのナトリウム塩は、以下の構造1A1に示す二糖構造として表される(Ahmet Tezel&Glenn H.Fredricksonから再現)、Journal of Cosmetic and Laser Therapy、2008; 10:35―42)。
Figure 2021515088
構造 1A1: ヒアルロン酸(HA)モノマー(N=1)および/またはHAポリマー(N>1)の典型的な構造(Ahmet Tezel&Glenn H.Fredrickson、Journal of Cosmetic and Laser Therapyから再現)、2008;10:35―42)。文脈上そうでないことを明確に示さない限り、本明細書で定義される「ポリマー」は、その範囲内に「オリゴマー」を含み、独立して、「ポリ−」はその範囲内に「オリゴ−」を含む。HAポリマーが好ましく(N>1、好ましくはN=2〜25000以上)、HAモノマーはあまり好ましくない。 上記の化学構造では、HAは、HAの脱プロトン化されたカルボキシレートまたはポリカルボキシレートの形態のナトリウム塩の形態で示されているが、「HA」という用語でカバーされる構造はこの構造だけではない。
本明細書で定義される「ヒアルロン酸」(「HA」)は、上記構造1A1のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、独立して、任意の塩の形態を含み、特に、上記構造1A1の任意のアニオン性(好ましくはポリアニオン性)塩の形態(特に、上記構造1A1の任意の薬学上許容される金属および/またはアンモニウムおよび/または有機アンモニウム塩)、好ましくは、上記構造1A1の薬学上許容されるアルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩、より好ましくは上記構造1A1のリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムおよび/またはマグネシウム塩)を含む。
好ましくは、本明細書で定義される「ヒアルロン酸」(「HA」)は、上記構造1A1のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、独立して、上記の構造1A1のカルボン酸および/またはポリカルボン酸および/またはポリアニオンの任意の塩(例えば、上記で挙げた塩のいずれか、より好ましくは、上記の構造1A1のリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、および/またはマグネシウム塩)の形態を含む。
同様に、本明細書で定義されるように、「架橋ヒアルロン酸」(「XLHA」または「XL HA」)は、例えば本明細書において一般式で定義されるXLHA構造(例えば、上記および/または下記の構造1A4(A)および/または1A4(B)を参照)のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、独立して、例えば本明細書において一般式で定義されるXLHA構造(例えば、上記および/または下記の構造1A4(A)および/または1A4(B)を参照)の任意の塩の形態、特に任意のアニオン性(好ましくはポリアニオン性)塩の形態(例えば、HAについて上記に挙げた塩のいずれか)を含む。
好ましくは、本明細書で定義される「XLHA」は、例えば本明細書で一般式で定義されるXLHA構造(例えば、本明細書の構造1A4(A)および/または1A4(B)を参照)のカルボン酸形態および/またはポリカルボン酸形態を含み、独立して、例えば本明細書で一般式で定義されるXLHA構造(例えば、本明細書の構造1A4(A)および/または1A4(B)を参照)のカルボキシレート形態および/またはポリカルボキシレート形態および/またはポリアニオン性形態の任意の塩(特に、任意の薬学上許容される金属および/またはアンモニウムおよび/または有機アンモニウム塩、好ましくは任意の薬学上許容されるアルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩、より好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムおよび/またはマグネシウム塩)の形態を含む。
生体内では、HAは皮膚、関節の滑液、目の硝子体液、軟骨内の足場など、人体のさまざまな部分に生成され、存在する。
HAは生理的pHにおいてポリアニオン性ポリマーであるため、高帯電である。非常に溶けやすく、水に広く結合できるのは、まさにこの理由によるものである(例えば、Kablik、J.,et al.,Dermatol.Surg.,2009;35:302―312を参照)。体重70kgのヒトに存在するHAの平均量は約15gであり、その3分の1が毎日分解および/または合成される。分解プロセスは非常に重要であり、ヒアルロヒドラーゼと呼ばれる酵素のクラス、特に細胞膜とリソソームにそれぞれ付着しているHYAL 1およびHYAL 2によって実行される。最初に、HYAL 2は、通常1MDaを超えるポリマーを20 KDaのフラグメントに分解し、次にHYAL 1はフラグメントを四糖に切断する。四糖はさらに加水分解されてモノマーから除去される(例えば、Jeon,O.,et al.,Carbohydrate Polymers,70,(2007),251―257)。
HAが化学修飾されて、鎖が相互に接続された(相互接続された)ポリマーが得られた場合、この化学修飾されたポリマーは、「架橋ヒアルロン酸」(XLHA)と呼ばれる(例えば、Ahmed,EM,Journal of Advanced Research,2015)、6、105−121を参照)i
XLHAは、アモルファスネットワークを持つハイドロゲル(親水性ゲル)であり、多数の薬剤を用いて架橋できる。生物医学的用途に最も使用されている(Jeon、O.,et al.,Carbohydrate Polymers,70,(2007),251―257を参照)である。BDDEの構造を以下に示す。最も重要なのは、この構造には、2つのエポキシド基が含まれており、直鎖状の有機分子の両端にそれぞれ存在する。
Figure 2021515088
1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(BDDE)の構造
ジエポキシド架橋剤(架橋剤)の好ましい一般的な構造、好ましくは架橋HAでの使用に適したものを以下に示す。
Figure 2021515088
上記の一般的なジエポキシド架橋剤(架橋剤)[構造1A3]において、「[リンカー]」として示される図示されたリンカーは、好ましくは有機リンカー部分であり、および/または好ましくはHAポリマーを架橋するのに適した長さおよび/または構造、例えばHAポリマーを、その−OH基で架橋するのに適した長さおよび/または構造である。好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20原子(好ましくは3〜12原子、例えば4〜8原子、例えば6原子)の鎖を含む。(鎖は好ましくは直鎖状であるが、必要に応じて分岐させることもできる。)より好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20(または3〜12、または4〜8、例えば6)原子の鎖(好ましくは直鎖)を含み、前記鎖状原子は、鎖状炭素原子を含み(例えば、‐CH−または‐CHMe−または‐CMe−基(Me=メチル基)として)、必要に応じて、鎖状原子は、1、2、3または4個の鎖状酸素、鎖状硫黄および/または鎖状窒素原子も含む(好ましくは、鎖状原子は、1、2、3または4個、好ましくは1または2個の鎖状酸素原子も含む)。
一般的に、エポキシドは、特に適切なアルキル化条件下において、ヒドロキシル(−OH、アルコール)基などの求核基と反応できるアルキル化剤(および求電子剤)である。
pH条件に応じて、HA分子は異なる挙動を示す。一般的に、BDDEは、下記のように、pHに応じて、HAのカルボン酸基よりもHAのアルコール基と反応することを好む(L.Kenne et al.,Carbohydrate Polymers,91,(2013),410−418を参照)。
・HAが高いpH値、特にHAのヒドロキシル基のpKa値(pKaは約10)より高い(好ましくはpH単位が1以上、または2以上、または2.5以上または3以上高い)pH値(好ましくは約pH>13)に曝されている場合、後者はほとんどすべて脱プロトン化されているため、このようなpHにも存在するHAの脱プロトン化カルボキシレート基よりも求核性が高くなる。したがって、このような高いpH値では、架橋剤、好ましくはBDDEのエポキシド基は、HAのヒドロキシル基と優先的に反応してエーテル結合を形成する。
・pHがヒドロキシル基のpKa値よりも低い場合、HAのヒドロキシキル基の脱プロトン化される量または割合は少なくなり、HAのアニオン性カルボキシレート基が、HAの支配的なアニオンになる。これらの条件により、架橋剤のエポキシド基とHAの(主に)アニオン性カルボキシレート基が反応し、エステル結合の形成が促進される。
架橋反応後、BDDEは異なる化学状態で存在する可能性がある。以下の構造スキーム1A2に示されるように、特に高pHで、架橋剤(ここでは、BDDE)は、HA骨格中の第一級アルコール基(すなわち、−CH−OH)と優先的に反応する。最終的な架橋HA製品にBDDEが存在する可能性のあるさまざまな状態を以下にまとめる(例えば、Jeon、O.、et al.,Carbohydrate Polymers、70、(2007)、251―257も参照)。
・完全に反応した架橋剤:両端がHAと反応して二置換BDPE(構造スキーム1A2における構造A)を生成したBDDE分子(例えば、Jeon,O.,et al.,Carbohydrate Polymers,70,(2007),251―257および/またはKablik,J.,et al.,Dermatol.Surg.,2009;35:302―312を参照)。
・ペンダント架橋剤:一方の端でのみHAと反応したBDDE分子、即ち、1つのエポキシド基のみが1つのHA鎖と反応(アルキル化)している。BDDEのもう一方の端にある2つ目のエポキシド基は、一般的に水または水酸化物と反応する。このようにして、単連結BDPEが形成される(構造スキーム1A2における構造B)(例えばJeon,O.,et al.,Carbohydrate Polymers,70,(2007),251―257および/またはKablik,J.,et al.,Dermatol.Surg.,2009;35:302―312を参照)。
・不活性化された架橋剤:両端で水または水酸化物と反応して遊離BDPE(完全に加水分解されたBDDE)を形成するBDDE分子(構造スキーム1A2における構造C)(例えばJeon,O.,et al.,Carbohydrate Polymers,70,(2007),251―257および/またはKablik,J.,et al.,Dermatol.Surg.,2009;35:302―312を参照)。
・残留架橋剤:HAまたは水または水酸化物と反応していないBDDE分子(構造スキーム1A2における構造D)。残留架橋剤の存在に関連するリスクは、架橋生成物の精製によりほぼ完全に排除される(例えば、Kablik,J.,et al.,Dermatol.Surg.,2009;35:302―312を参照)。
このようにして得られたXLHAの精製は、全体のプロセスにおいて重要なポイントである。なぜなら、最終的な(例えば、精製された)XLHA製品中において、未反応の架橋剤(例えば、未反応のBDDE)の残留量が2ppm未満(即ち、例えば、水性ゲル等の水性溶媒1Lあたり2mg未満)であることが非常に好ましいからである。
Figure 2021515088

構造スキーム1A2:ヒアルロン酸(HA)鎖と架橋剤BDDEとの架橋反応を示す概略図。上記の構造スキーム1A2では、HA原料は、HAの一種以上のポリカルボキシナトリウム塩(脱プロトン化および/またはポリアニオン)形態で示されているが、たとえばここで定義されているように、任意の形態のHAが使用できる。したがって、任意の形態の架橋HAを形成できる。また、異なる(非BDDE)ジエポキシド架橋剤をBDDEの代わりにおよび/またはBDDEと共に使用することができる。HAとジエポキシド架橋剤(好ましくはBDDE)の架橋反応中に生成された生成物A、B、CおよびDに関して、ジエポキシド(好ましくはBDDE)由来の4つの生成物(AからD)すべての合計は5mg/mL未満、または5,000ppm未満であるため、ジエポキシド(好ましくはBDDE)の原始形態Dの痕跡レベル(痕跡レベルは2ppm未満、つまり水性ゲル等の水性溶媒1Lあたり2mg未満))が、架橋反応の生成物(AからD)の合計において占める割合は非常に小さい。
好ましい架橋HAの一般的な構造の一つを以下に示すが、当該構造は、一般的なジエポキシ架橋剤(架橋剤)[
Figure 2021515088
] (構造1A3であり、「リンカー」は好ましくは本明細書で定義されている)により、HAポリマーを架橋することで、以下に示すような、一般的な架橋されたHAの構造(下記)を生成する。
Figure 2021515088
構造1A4(A)および1A4(B)(上記):架橋HA(XLHA)の好ましい一般的な構造。左側の部分構造1A4(A)は、一般的な架橋鎖(A)を一般式で示しており、ジエポキシ架橋剤(架橋剤)(構造1A3)と、2つのHAポリマー鎖の−OH基との反応によって形成される。右側の部分構造1A4(B)は、1つのHAまたはXLHAポリマー鎖のみに連結された一般的な側鎖または基(B)を一般式で示しており、i)一般的なジエポキシド架橋剤(構造1A3)の1つのエポキシ基と、1つのHAポリマー鎖の−OH基との反応、およびii)単一のHA結合リンカーの2つ目のエポキシ基の(例えば水または水酸化物による)加水分解によって形成される。
便宜上、部分構造1A4(A)と1A4(B)は両方とも、2つの架橋HAチェーンにおいて隣接する位置に存在するように示されているが、これは説明のためのみであり、XLHAの一種または多種の構造は、1A4(A)のみ、または1A4(B)のみ、またはその両方を含んでいてよく、AとB型のリンカー/基間の相対距離、AとB型のリンカー/基の相対比率、ならびに架橋の%及び側基の%は、すべて可変である。
架橋HAの上記の一般的な構造1A4(A)および1A4(B)において、「[リンカー]」として示される図示されたリンカーは、好ましくは有機リンカー部分であり、および/または好ましくはHAポリマーを架橋するのに適した長さおよび/または構造、例えばHAポリマーを、その−OH基で架橋するのに適した長さおよび/または構造である。 好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20原子(好ましくは3〜12原子、例えば4〜8原子、例えば6原子)の鎖を含む。(前記鎖は好ましくは直鎖状であるが、必要に応じて分岐させることもできる。)より好ましくは、[リンカー]は、長さが2〜20(または3〜12、または4〜8、例えば6)原子の鎖(好ましくは直鎖)を含み、前記鎖状原子は、鎖状炭素原子を含み(例えば、‐CH−または‐CHMe−または‐CMe−基(Me=メチル基)として)、必要に応じて、鎖状原子は、1個、2個、3個または4個の鎖状酸素、鎖状硫黄および/または鎖状窒素原子も含む(好ましくは、鎖状原子は、1個、2個、3個または4個、好ましくは1個または2個の鎖状酸素原子も含む)。
注:XLHAの具体的な形態、および/またはXLHAの塩の形態(存在する場合)、および/または架橋鎖(例えば上記構造1A4(A)および必要に応じて任意の側鎖(例えば、上記の構造1A4(B)中)の(XLHAポリマー内の)位置、および/または比率またはパーセンテージは、説明目的だけの例示的構造である上記構造に示されている構造と明らかに異なっていてもよい。側鎖(例えば上記の構造1A4(B)に示されている型など)は任意選択であり、XLHAに存在しても存在しなくてもよい。架橋ヒアルロン酸(XLHA)には、架橋鎖(好ましくは上記の構造1A4(A)に示されている型のもの)がに存在する。XLHAは、ポリアニオン(ポリカルボキシレート)の形態で、ナトリウム塩として上に表示されている。しかしながら、本発明では、XLHAは任意の形態(例えば、ポリアニオンまたは酸またはその他)および/または任意の塩の形態であってよい。
実施例1A:工業生産
XLHAは、多くの企業によって、異なるさまざまなプロセスで製造されている。得られたXLHAゲルは、主に、皮膚科治療で使用するための注射器の調製に用いられている。一般的に、使用される架橋剤(好ましくはBDDE)の量および/または合成に採用される物理パラメーターに応じて、架橋のパーセンテージを調整でき、さまざまな粘弾性特性と滞留時間を有するゲルを生産できる。
XLHAの合成に使用されるさまざまな方法を説明したいくつかの記事と特許出願が公開されている。1964年にLaurent、Hellsing、およびGelotteによって、初めてエポキシ架橋剤を使用したXLHAの合成が報告された(Laurent、T.、Hellsing、K.,およびGelotte、B.,「ヒアルロン酸の架橋ゲル」、Acta Chemica Scandinavia,(1964),18(1),274―275)。MalsonおよびLindqvistの名で、1986年に初めて架橋剤としてのBDDEの使用を開示した特許出願が公開された(WO 86/00079、Malson、T.,およびLindqvist、B.,「硝子体液の代替品として使用するための架橋ヒアルロン酸のゲル」)。それ以来、他の人により、ニーズに応じてXLHAの合成が適応され、技術と装置の発展に伴って新しい合成方法が開発されてきた。
例えば、Merz−Anteisは、2005年の特許出願に開示されている方法で合成された凝集性XLHAに基づいて一連の製品を製造している。この時、架橋は無酸素雰囲気下で行われている(WO 2005/085329、Lermitte,L.及び Benoit,O.,「生体適合性架橋ゲル」
)。
その後、次の3つの特許出願がTeoxanの名で公開された。
a)特許出願その一(WO 2012/077054 A1; Meunier、S.およびBourdon,F.;「架橋ゲルの調製方法」)において、押出ステップを含んだXLHAの合成を説明している。
b)特許出願その二(WO 2015/015407 A1; Meunier、S.およびBourdon,F.;「ヒアルロン酸とメピバカインを含む組成物」)において、製剤における麻酔薬の使用を紹介している。
c)特許出願その三(WO 2010/131175 A1; Bourdon、F .;「架橋ゲルの調製方法」)において、変形可能なポーチを使用してゲルを均質化する新たな方法を開示している。
最後に、資生堂は、回転/攪拌ミキサーを使用する方法を開示している(US 2011/0034684 A1、Yokokawa,Y.,Oka,T.,Mori,Y.及びUeno,N.、「架橋ヒアルロン酸ゲルの調製プロセス」)。
一般的に、以前開示された架橋ポリマー(具体的にはXLHA)の合成方法のほとんどまたはすべては、以下に示すいくつかの共通のステップを有する。
1.粉末または繊維の物理形態のポリマー(具体的には、HA)を緩衝媒体、典型的には緩衝水性媒体に溶解する、最初の水和ステップ。
2.架橋剤を添加して、特定のpH条件下、特定の温度で特定の時間反応を行う架橋ステップ。
3.最終的なXLHA製品の適用(使用)環境が人体であるという典型的な場合に必須である中和フェーズ。
4.未反応の架橋剤の量(すなわち、モル数または分子数)を除去および/または低減する(好ましくは、50%以上、または70%以上、または90%以上、または95%以上または、99%以上を除去および/または低減する)ための精製の最後フェーズ。
以前開示されたXLHAの作製方法のいくつかにおいては、例えば、必要とする最終配合と所望の特性(粘度、滞留時間および/または意図する用途などに関する)に応じて、膨潤および/または他のポリマーまたは麻酔剤の添加等の中間フェーズがいくつかの含まれる。
実施例1A:新製品の開発に使用するXLHAの合成
医療機器および/または医薬組成物の分野において、Regen LabTMは、ヒアルロン酸(HA)を含む製品(医薬組成物)を製造し、特に皮膚科および/または整形外科の治療および/または予防(好ましくは人体)に用いられることが知られている。特に、Cellular MatrixTM(例えば、WO 2013/061309 A2,Turzi,A.,「New a−prp medical device & tissue engineering composition, manufacturing machines and process」を参照)は、広く使用されている製品であり、その中に含まれる2種類の活性製品、つまりPRP(多血小板血漿)とヒアルロン酸(HA)には、皮膚の若返り作用を有する(たとえば、Lana JFSDら,J.Stem Cells Regen Med.,2016;12(2);および/またはUlusal,BG,Journal of Cosmetic Dermatology,2017;16(1):112−119を参照)。
これにより、本発明によるおよび/または本発明に至るアイデアが生まれ、XLHA(Regen MatrixTM)が非架橋(非XL)HAに代替したCellular MatrixTM製品の変形の開発を試みた。

特に、本発明によるこのような新たなXLHAおよび/またはXLHA含有製品は、好ましくはいずれも次のとおりである。
(a)注射可能な医薬組成物の調製に用いられ、関節痛症状および/または関節可動性改善および/または他の関節関連障害(好ましくは人体における)の治療および/または予防に用いられ、好ましくは注射により投与され、より好ましくは前記治療および/または予防を必要とする関節への注射により投与され、および/または
(b)注射可能な医薬組成物の調製に用いられ、真皮中層から真皮深層(好ましくは人体における)への注射により投与され、
好ましくは、
(b1)萎縮性瘢痕(好ましくは外傷性および/または術後に起因する萎縮性瘢痕)の矯正および/または修正に用いられ、好ましくは人体に用いられ、および/または
(b2)皮膚の脱水の治療および/または予防に用いられ、好ましくは人体に用いられ、および/または
(b3)顔面のしわ(好ましくは中程度から重度の顔面のしわ)および/または鼻唇溝などのひだの解剖学的構造の矯正および/または修正に用いられ、好ましくは人体に用いられる。
特に本発明によるこのような医薬組成物(および/または医療デバイス)の特性および/または調製において重要な点は、(i)PRPと(ii)HA(既知のCellular MatrixTM製品による)またはより好ましくはXLHA(本発明による)との混合物である。
特に本発明によれば、前記ゲル(好ましくはXLHAゲルおよび/またはXLHA含有ゲル)は、(i)PRPと(ii)ゲルおよび/またはXLHAの効果的および/または均一な混合物が得られる粘度を有することが非常に好ましい。好ましくは、チューブの反転が50回以内、またはより好ましくはチューブの反転が20回以内である。
XLHAは、粘度が高いことが知られており、特に非架橋(例えば、線形)HAポリマーおよび/またはゲルの粘度と比較して粘度高いことが知られている。しかしながら、特に本発明によれば、XLHA(典型的にはXLHA含有ゲル)の粘度は、PRPと効果的および/または均一な混合物が得られる範囲内であることが非常に好ましい(たとえば、PRPとの効果的かつ/または均一な混合物を得るためにチューブの反転回数を増加する(>50または>20)必要があっても)。
(特に本発明による)XLHAは、好ましくは実質的にPRPとの混合されない(例えば、PRPと混合されない)場合、主な治療分野(好ましくは皮膚科および/または整形外科の分野における治療および/または予防、好ましくは人体に用いる)ならびに他の類似した治療のために用いるための注射器の調製にも使用できる。この場合、典型的には実質的にPRPが含まれない(例えばPRPが含まれない)か、または使用または混合されないため、特に本発明によるXLHAの粘度は、XLHA−PRP混合物に使用することが意図されるXLHAの粘度よりも高くなり得る。
したがって、特に本発明によるXLHAは、好ましくは、XLHAおよびPRPを含む医薬組成物および/またはチューブ(例えば、Regen MatrixTMチューブ)の製造に関与する。特に本発明によるXLHAは、XLHAゲルを含むが実質的にPRPを含まない(例えばPRPを含まない)注射器の製造に関与する可能性も高く、好ましい。
特に、本発明において、例えば、XLHAの架橋ネットワークのために、前記ゲルおよび/またはXLHAの滞留時間は、非架橋(非XL)HAゲル(例えば、典型的なおよび/または従来の非XL HAゲル)の30日の滞留時間よりも長いことが好ましい。
本発明および明細書において、「滞留時間」は、好ましくは、ISO_10993−6_2016に開示された方法に従って定義および/または測定される(すなわち、または好ましくは、線形HAは、1ヶ月後に完全に分解される)。
特に本発明において、好ましくは本発明によるおよび/または本発明で使用されるXLHAゲルにおいて、一般的に架橋および/または修飾の%(パーセンテージ)を調節することにより、滞留時間が変更される。例えばXLHAの最終使用/用途によって設定され得る粘度制限(好ましい粘度範囲)に留意することが望ましい。
実際、架橋および/または修飾の%が高ければ高いほど、滞留時間は長くなる(多くの場合、その方が望ましい)が、粘度も高くなる可能性がある(XLHAの意図する使用目的によっては、粘度が高すぎると好ましくない可能性がある)。
上記の事実および要因のすべてを考慮すると、本発明においては、XLHA特にチューブにおいて使用するXLHAは、投与後6ヶ月以内(好ましくは3ヶ月以内)にインビボで実質的に完全に吸収されることが(好ましくは、XLHAが投与された人体で実質的に完全に吸収される)好ましく、より好ましくは治療効果が永続的に残る、および/または長期的に(好ましくは、治療効果が3ヶ月を超えてもまたは6ヶ月を超えても)続く。
本発明において、前記ゲル、典型的にはXLHAゲルおよび/またはXLHA含有ゲルは、(好ましくは、0〜40℃、好ましくは10〜30℃、例えば15〜25℃において)27G針/カニューレおよび/または22G針/カニューレを通過できることが好ましい。これにより、27G針および/または22G針/カニューレを介した注射によって、XLHA含有ゲルおよび/またはXLHA含有医薬組成物を例えば人体へ投与する準備ができる。より好ましくは、ゲル(典型的にはXLHAゲルおよび/またはXLHA含有ゲル)は、好ましくは上記の温度で22G1/2針/カニューレおよび/または27G1/2針/カニューレ、通過することができる。
実施例1A:XLHAの合成のための「ONE POT」法の開発
本発明において、2種類の異なる量(濃度および/またはモル百分率)のBDDEを使用して、2種類の異なる合成が行われ、それにより、2つの異なる架橋の最終百分率がもたらされた。
以前にすでに提案されているように、および本明細書で(例えば上述で)すでに述べられているように、XL製品(XLHA)の合成において、上記では、自転/公転式混合とポーチが使用されている。これらの方法を分析すると、多くの操作が含まれていることが分かる。最初はこれらの方法を用いて、手順及び得られたゲル(例えばXLHAゲル)のいくつかのベースラインの根拠を与えた。
合成プロセスには、異なるステップで実行できる5つの基本的なフェーズがある。
以前に公開されたXLHAの作製方法を用いて行われた操作の数、これらの方法を使用した合成手順の長さ、および製品の爆発性(形成された製品の数)を考慮して、本発明では、架橋HAを作る(合成する)代替の方法が提供される。
反応器は、新しい合成プロセスの開発のために実験室で一般的に使用されている。反応器は、ポリマーおよび/またはAPI(医薬品有効成分)の調製に使用されることがあり、特に化学および/または製薬産業のパイロットプラントで使用される。
本発明の一態様によれば、本発明によるXLHAを製造する連続ワンポット法が開発される。この方法は、便利で効率的であり、うまく機能し、及び/または全体としてプロセスの自動化に適している。好ましくは、前記XLHAは化学反応容器内で、特にパイロットプラント型化学反応容器内で生成される。
本発明のこの連続ワンポットプロセス/方法を使用して、いくつかのバッチが生成された。
以下のスキーム1A5に示すように、当該連続ワンポットプロセスの最初のフェーズは、HA繊維またはHA粉末の水和である。
ステップ1.HAポリマー繊維または粉末を反応器に移し、その後反応器を閉じる。続いて、供給容器を通して撹拌しつつ、濾過しながら(好ましくは220μmメッシュフィルターを使用して濾過して)溶媒を添加するか、または濾過した後、溶媒を添加する。別の方法として、反応器がすでに閉じている状態で、固体の投入口を用いてHAポリマー粉末を添加し、次に上記のように溶媒を添加する。この時点での温度は、好ましくは室温(典型的には10〜40℃、好ましくは15〜30℃、より好ましくは17〜25℃)である。
ステップ2.前記混合物を攪拌して均質化した後、架橋剤を含む塩基性(アルカリ性)水溶液を加え、pHを測定する。
ステップ3.前記混合物を攪拌しながら、温度を50℃まで上昇させる。50℃で2時間攪拌後、反応混合物を冷却するか、または室温(典型的には10〜40℃、好ましくは15〜30℃、より好ましくは17〜25℃)に冷却させる。
ステップ4.次いで、酸、好ましくは酸の水溶液の添加により反応混合物を中和する。好ましくは、例えば供給容器を介して、好ましくは濾過されながら、HClのPBS(リン酸緩衝生理食塩水)水溶液が反応混合物に添加される。pHをチェックして、生理学的条件(つまり、中性pH、pH約7)に到達したことを確認する。中性pHは、高pH時に比べてHAおよび/またはXLHAのヒドロキシル基の脱プロトン化がはるかに少ないため、ヒドロキシル基の反応性がより低くなり、これにより、残りの架橋剤に対するHAおよび/またはXLHAの反応性を低下させる。
ステップ5.混合物を4℃に冷却または冷却させ、約4〜5℃で一晩(つまり、約8〜20時間、好ましくは約10〜16時間)攪拌し続ける。このフェーズの最後に、混合物のpHを再度チェックする。低温もまたシステム(例えば、HAおよび/またはXLHA)の反応性を低下させ、および/またはさらなる架橋なしに、完全な均質化および/または実質的な均質化を可能にするはずである。
ステップ6。最後に、混合物を加温するか昇温させ、室温(通常、10〜40℃、好ましくは15〜30℃、より好ましくは17〜25℃)に戻す。望ましい粘度を得るために、(Cellular MatrixTMチューブで一般的に使用される型/グレードの)一定量の非架橋HA(ほぼ同じ分子量、M.W.)を添加する。所望の粘度は、好ましくは、分離ゲルを保持するために必要な粘度、および/または[XLHAおよび好ましくはHA]とPRPとの混合物(好ましくは効果的かつ/または均一な混合物)を形成できるために必要な粘度であってよい。好ましくは、供給容器を通して非架橋HAポリマーを前記混合物に添加し、前記反応混合物の完全および/または実質的な均質化が達成されるまで、前記混合物を撹拌し続ける。
ステップ7.この時点で、ゲルが反応器から収集され、(好ましくは280μmメッシュフィルターを使用して)ろ過される。
スキーム1A5:HAと架橋剤(BDDE)の反応に使用される反応器。番号が付けられた項目は、合成プロセスのステップ1〜7であり、図1に示すとおりである。

このようにして、合成プロセスのほとんどまたはすべて(好ましくは実質的に合成プロセス全体)は、(好ましくは)閉鎖環境で、好ましくはゲルを実質的に汚染の可能性にさらすことなく行われる。
また、架橋XLHA(好ましくは非XL HAを後で追加する)を調製するための連続的および/または「ワンポット」プロセスは、一般的にはプロセス中の合成混合物をより良く均質化でき、既存に公開された方法に比べてプロセス中の操作が減少するため、合成を実行する時間は、一般的に着実に短くなる。
プロセスの最終段階は、XLHAの精製であり、透析による精製が好ましい。この透析法は、共に同じ溶媒に可溶である異なるサイズの分子の分離が可能なため、好ましく使用される。透析による精製中、XLHA含有混合物またはゲルに存在する可能性のある未反応のBDDEは、透析膜を通過することにより、一般に除去(または減少、通常は大幅に減少)されるが、(好ましくは)同時に、水がXLHA含有混合物またはゲルに入り込み、ポリマーがさらに膨潤する。続いて、ポリマー、例えばXLHAの最終濃度に到達し、残留BDDEは痕跡レベルしか存在しないはずであるが、必要に応じて、さらに滅菌プロセスを行い、さらに減少させることができる。
実際、残留BDDEの量(濃度)は、さまざまな透析膜により、および/またはさまざまな温度で生成および精製された、あるいはさらに滅菌または脱気されたXLHAゲルのほとんどまたはすべてのバッチに対してテストされている。
そのようにして得られたXLHAゲルは、その後医療機器(チューブや注射器など)の製造に用いることができるが、それ自体が、A−PRPの調製に用いることができる。
WO2011/110948(A.Turzi)および/またはWO2013/061309A2(A.Turzi;「New a−prp medical device & tissue engineering composition, manufacturing machines and process」)は、[非架橋HA、チキソトロピープゲルおよび抗凝固剤]を入れたチューブの、PRPとHAの混合物の調製のための用途を開示している。
(本発明による)XLHAとPRPの混合物を調製する際、読者は、WO2011/110948および/またはWO2013/061309A2における一般的な記述を技術的基礎として使用することができる。
実施例1B:ヒアルロン酸(HA)および/または架橋ヒアルロン酸(XLHA)の試料の物理化学特性
1.はじめに/報告の範囲
上記の実施例1Aおよび/または以下の実施例1Cに開示されるように、ワンポット法とさまざまな量の架橋剤(BDDE)を使用して、架橋ヒアルロン酸(XLHA)の合成を行った。
10個の試料について、SEC−TDA(サイズ排除クロマトグラフィーと、光散乱、屈折率測定および粘度測定で構成されたトリプル検出器アレイを組み合わせたもの)により、試料の可溶性画分の定性的および定量的な流体力学的特徴付けに供された。
その後、3つの検証バッチから収集された別の6つの試料(滅菌の前後)が検査に供された。前記バッチはすべて、以前に説明したワンポット法により、塩基性条件下でBDDEと架橋する1500kDaのHAファイバーを使用して合成されている。
さらに、Regen Labが作成した線形HAの試料がリファレンスとして検査に供された。SEC−TDAを使用して、新しい試料の可溶性画分について定性的および定量的な流体力学的特徴付けを行った。
さらに、レオロジー研究、酵素分解、凝集性試験及び膨潤を行うことにより、選択された試料に対し、物理化学的観点から特徴付けを行っている。
この研究に関する方法と結果は、DMSから送信された報告書に従って記述される。
2.特徴付けの目的
これらの試料の特徴付けは、XLHAの合成に使用される合成プロセスで同じ型のゲルを生成できるかどうか、したがって前記プロセスが再現可能かどうか、または使用されるパラメーター間に相関があるかどうかを理解するために必要である。
実行した分析は、3つの検証バッチの可溶性画分の定性的−定量的特徴付け、及び代表的な一つの試料のグループの物理化学的特徴付けに再び焦点を当てた。特に、さまざまな生理学的関連周波数でのゲルのレオロジー挙動を理解するために、無菌試料に対して研究が行われた。
3.試料の説明
ここでは、分析された試料のリストを含む表が示されて。灰色は以前に可溶性画分が特徴付け及び議論された試料が示されており、黒色は以下に分析を報告する検証バッチが示されている。一部の選択されたバッチの滅菌済み試料のみを、レオロジーの観点から研究している。リストには、バッチが製造順に示され、線形HAの分析に使用される注射器のリファレンスが示されている。
バッチ6、7、および8の合成は、過剰なBDDEをHAの溶液(モル比1:453)に添加することによって実行される。
表1:分析されたバッチの仕様。
Figure 2021515088
バッチ6、7、および8の可溶性画分を分析するために、滅菌(121℃で少なくとも15分間実行)前後のゲル試料(BSおよびASで示す)を収集して分析した。 より代表的と考えられるため、バッチ2、3、4、6、7、8、および9の滅菌済試料のみに対してレオロジー研究を行った。試料5は、架橋しなかったため、除外した。
4.材料と方法
4.1 可溶性画分の抽出
分析は、試料26C18−D BS、26C18−D AS、04D18−D BS、04D18−D AS、10D18−D BS、10D18−D AS、ARV−HA−40−3 18D04およびARV−HA40−3 18D04(線形HAを含む最終滅菌製品に対して行った。前記試料は、pH7.4のリン酸塩緩衝液(PBS)で5倍(最終容量の1.5〜2ml)に希釈されている。前記懸濁液を37℃で18時間振蕩し、10000xgの速度で5分間遠心分離する。
試料04D18−D BSとARV−HA40−3 18D04のみが均一化され、他のすべての試料は遠心分離後に分離しており、粘度の異なるが分離できない2つの相の存在が示された。前記試料をさらに2倍に希釈し、その後0.22μmフィルターでろ過した。可溶性HAを含む上清に対して分析を行った。
4.2 HAの可溶性画分の定量分析
HA含有量(mg/ml)は、2つの技術(比色試験とSEC−TDA分析)を使用して測定されています。可溶性HAの含有量は、各試料に対して実行された希釈を考慮して計算されています。
各試料は少なくとも2回分析され、分析ごとに定量計算を2回実行した。したがって、少なくとも4回の測定後、各試料について得られた可溶性画分の量の値を得た。
4.3 SEC−TDAを使用した(線形および架橋)HAの可溶性画分の流体力学的特徴付け
各分析試料に含まれるHAの可溶性画分の流体力学的パラメーターは、トリプル検出器(TDA−光散乱、屈折率測定、および粘度測定)を備えたサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって測定される。上記の段落で説明した方法で調製された試料に対して分析を実行した。
SEC機器(Viscotek、Malvern、イギリス)は、2つのモジュールから構成されている。
1)GPCmax VE 2001:ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)用の専用ポンプおよびオートサンプラーで構成される統合システムであって、管路に接続された溶媒を脱気するためのもの。
2)TDA305モジュラス(トリプル検出器アレイ):カラムに用いる恒温オーブンと、屈折率のトリプル検出器(RI、4つのキャピラリーブリッジを備えた粘度計(VSおよび光散乱(LS))が含まれ、後者は、非常に優れた信号対雑音比を備えた直角光散乱(RALS)、および革新的な低角度散乱(LALS)の2つの部分から構成される。
HAに使用されるDn/dc値(屈折率検出器で測定された、分析対象物の濃度の変動に伴う信号強度の微小変動)は、0.155ml/gである。
各試料は少なくとも2つの溶液が調製されており、各溶液に対して少なくとも2回クロマトグラフィー分析が実行される(クロマトグラフィー曲線は付録1に示されている)。重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、多分散性指数(Mw/Mn)、固有粘度([η])、および流体力学的半径(Rh)を表2に示す。
4.4 レオロジー特性
レオロジー挙動の研究は、La Gattaらiiによって報告された方法を使用して、0.9mmのギャップを有する50mmのステンレス鋼プレートで構成される計測システムを備えたレオメーターAnton Paar Physica 301により行われた。
値は0.159および15.90Hzの2つの周波数で測定されている。
4.5 酵素耐性/分解
試料のうちの1つの酵素分解に焦点を当て、初歩的な動力学研究を行った。この実験は、酵素活性に曝されたときのHAの挙動を理解することを目的としている。文献iiiに記載されている手順に従って、試料30A18−DとBTH(ウシ精巣ヒアルロニダーゼ)を共に培養した。
特に、22.4mg/mlの濃度を有する試料30A18−Dは、pH7.4のPBSで4mg/mlに希釈され、BTH 0.5U/mlと共に培養した。さまざまな培養時間(2h、3h、6h、24h)が経過後、試料を100℃まで加熱し10分間保持して酵素を失活させ、その後SEC−TDAで特徴付けを行った。劣化は、培養中の流体力学的パラメーターの減少、特にMWの減少を測定することによって監視される。
分解は、実験室で得られる同様のMWを有する線形HAのリファレンスと比較した。各時間ごとに、分析を3回実行した。
4.6 凝集性試験
各試料の凝集性は、SundaramとCoiが説明する方法を使用して評価される。各試料1mlをトルイジンブルーの1%溶液10mlで着色し、1ml注射器に入れ、さらにMilliQ水700mlが入ったビーカーに注入した。ゲルがビーカーの底に触れたときから、溶液を磁気的に攪拌した。試験は、注入から15インチ、70インチ、95インチで撮影したビデオと写真で記録されています。
4.7 膨潤
試験は、送られて分析されたすべての試料(12B18−D BS、12B18−D AS、26C18−D BSおよび10D18−D AS)から選択された明らかな不溶性HA画分を持つ試料に対して実行された。
各ゲル0.2mlをPBSで1mlに希釈し、37℃、800rpmで16時間培養する。0.2mlの各ゲルのアリコートを、PBSで最終容量1mlまで培養し、その過程で、吸水程度を測定した。次に、試料を13000gで5分間遠心分離し、上清を水和ゲルから分離した。吸水度は、ゲルが膨潤平衡(水和ゲル8g)/初期ゲル(g)に達した際の体積膨張として測定される。
5.結果と考察
5.1 可溶性画分

すべての試料に可溶性画分が存在する。バッチ10D18−D ASおよび26C18−BSは、他のバッチと比較して、可溶性画分が少なかった。すべてのバッチが同等のHA合計濃度(可溶性+不溶性)を有することを考慮すると、当該バッチは、不溶性HA(化学修飾)の割合が高くなっている。一方、試料04D18−D BSおよびARV−HA−40−3 18D04には、高い割合で可溶性HAが含まれており、修飾の程度が低くなっている。この結果は、ARV−HA−40−3 18D04が線形HAであるという事実と合致している、04D18−D BSが同じ結果を有することは、化学修飾が発生していないか、非常に低いことを示している。
以下の表1は、供された各試料について取得された値を示している。
表1:M、M、M/M、[η]、及びRの結果のまとめ。白色箇所は、滅菌されていない試料(BS)の結果を表す。青色箇所は、一組目の実験中に得られた滅菌試料(AS)の結果を表す。緑色箇所は、二組目の実験で得られ、このレポートで議論された結果であり、黄色箇所は線形HAに関する結果である。
Figure 2021515088
バッチ26C18−Dは、滅菌後の可溶性画分の増加を示し、Mはそれに伴って減少している。
反対に、バッチ04D18−Dは、2018年6月5日のレポートn°HARET_ CHARAC_2018_06で説明されている試料02J17ですでに観察されているように、可溶性画分の減少とMの増加を示している。
透析後にBDDEのより高い残留物がバッチに存在したため、滅菌中にも架橋反応が継続した可能性があると推定される。
バッチ10D18−Dの場合は状況が異なり、滅菌試料で可溶性画分の明らかな減少が観察されたが、Mはわずかに減少した。
試料04D18−Dおよび02J17も、同じ解釈がなされる。
実際、Mwが1/2減少した試料以外は、観察された変動はいずれも非常に小さく、各数値の誤差の範囲内に収まり、顕著な変化は発生しなかったと言える。
5.2 流体力学的パラメータ
すべての試料は、いずれもMwが700kDaを超える可溶性画分がある。特に、試料26C18−D BSおよび10D18−D BSおよびASのMwは1100〜1200kDaである。多分散性指数は一般に1.4〜1.8である。実際、おそらく架橋中の温度の影響(50℃で2時間継続)により、試料BSの値の減少がすでに観察されている。
各試料について、SEC−TDA分析では、Mark−Howking曲線(MHS曲線−log固有粘度対log M)も導出可能である。これらの曲線(図7は、試料04D18−D AS(a)、10D18−D AS(b)、および26C18−D(c)の重ね合わせを示す。)は、ナポリの実験医学科が得られた線形HA(非修飾)の1つと比較される。すべての試料には、いずれも可溶性画分が存在し、線形HAと比較すると、等しい分子量の場合は、固有粘度の値は低くなる。これは、HA鎖の配座がよりコンパクトであることを示し、また、配座分析も、可溶性画分中の架橋(または少なくとも修飾された)HA鎖の存在と互換性があることを意味する。図7dは、ARV−HA−40−3 18D04に係り、当該試料は、DMSから得られた線形HAと完全に重ね合わせることができる。この重ね合わせは一般に、非修飾HA、または技術的に目に見える配座変化を何ら引き起こさない、修飾度が極めて低いHAで観察される。
以上を鑑みると、分析した試料は、すべて化学修飾されていると言える。
5.3レオロジー特性
レオロジー研究は、0.159〜15.9Hzのさまざまな周波数で行われた。
ここで、図8のグラフは、さまざまな周波数(Hz)の関数としてG’とG’’の値を示す。図9に、異なる周波数(Hz)の関数としての複素粘度の値のグラフを示す。両グラフは、図に挙げた同じバッチの結果を示す。下の表2に、0.5および2.5HzでのG’、複素粘度、およびタンデルタの値を示す。
図8:G’とG’’vs周波数。異なる周波数(Hz)の関数としてG’とG’’の値を示すグラフ。
図9:G’とG’’vs周波数。図9に、異なる周波数(Hz)の関数としての複素粘度の値のグラフを示す。
表2. 0.5および2.5HzにおけるG’、複素粘度、およびtanδの値。
Figure 2021515088
図7で示されたデータは、試料12B18−D ASおよび10D18−D ASが実質的に弾性的な挙動をすることを表している。これは、これら2つの試料の可溶性画分の数値が最小であることに合致し、共有ネットワークの存在と符合する。測定値によると、他の試料は、より粘稠であり、縺れネットワークである(MHS曲線でも確認されたように、化学的に修飾されている)ことを表している。これらの後者の試料は、15.9 Hzより高い周波数でクロスオーバーが測定された。粘性製剤の間では、試料26C18 ASと04D18−D ASのTanδの値は類似しており、21K17 AS、30A18−D AS、およびARV−HA−40−3 18D04で測定された値よりも低くなっている。
力学的スペクトルによると、試料12B18−D ASおよび10D18−D ASの場合、考慮されるすべての範囲において、複素粘度は周波数とともに減少し続ける。試料21K17 AS、30A18−D AS、およびARV−HA−40−3 18D04は、最初は一定の挙動を示し、その後に減粘する。収集された試料21K17 ASおよび30A18−D ASのデータに基づくと、粘度変化曲線は、可溶性HAを含むゲルおよびポリマー鎖の異なる配座と符合する。試料26C18−D ASと04D18−Dの場合、2つのゾーンで中間的な挙動が観察され、複素粘度と周波数の関係が異なる。
5.4 酵素分解
XLHAのヒアルロニダーゼに対する耐性に関する予備情報を得るため、および生体内での可能な滞留時間についての示唆を得るため、ウシ精巣ヒアルロニダーゼの効果を検討した。
下図(図10)は、試料21K17−D AS(■)をBTHと共に培養した時に記録されたMwの変化を示すグラフであり、線形HA(HA)と比較している。
図10:試料21K17−D AS(■)と線形HA(□)をBTH 0.5U/mlと共に培養した時に記録されたM
図11は、M>500kDaおよびM<200kDaの試料画分の変動(wt%)を示すグラフである。
データは、両試料がBHTによって触媒される解重合反応に敏感であることを実証している。培養時間に伴うMwを示すグラフは、初期Mwが類似している2つの試料の解重合速度が類似していることを示している。試料21K17−D ASのMwは、培養2時間でのみ高くなる。図11aは、各時刻において各試料の500KDa画分が同等に減少することを示している。図11bの結果が示すには、酵素との培養時間が進むにつれて、両試料のMwが低い画分が増加すると推定される。より詳細には、最大培養時間に達したにもかかわらず、両試料の200KDaの画分は同等に増加し、3時間および6時間の培養時、試料21K17−D ASは同じ画分が高くなる。しかしながら、重要なのは、結果と、分析された画分のMの全体的な分布とは無関係であることを考慮することです。結論として、結果は、酵素分解において、試料間に明らかな差があることを示さなかった。
結果は、試料21K17−D ASの可溶性画分について考慮し、説明することができる。実際、報告された値は試料中のHAの総濃度に非常に近く、化学修飾の程度が極めて低いことを表しており、これにより、酵素分解性能が類似していることを説明できる。
図11:M>500kDa(a)およびM<200kDa(b)の試料画分の変動(wt%)。
5.5 凝集性試験
以下、図12に、検証済みの方法による凝集性スコア(文献(Sundaram et al.,Plast Reconstr Surg.2015)で報告された凝集性基準に基づいて、3回の異なる演算によって得られた値の平均)を示す。
1完全に分散
2ほぼ分散
3部分的に分散、部分的に凝集
4ほぼ凝集
5完全凝集。

n°10の試料以外は、一般的には、ゲルはほぼ凝集〜完全に凝集となっている。
図12:文献で報告されたスコアに従って見出された値。
5.6 膨潤
テストは、不溶性画分が多い試料(即ち12B18−D BS、12B18−D AS、10D18−D−AS、および26C18−D−BS)でのみ実行されている。
得られた結果は以下のとおりである。
表3:水和度に対応する数値
Figure 2021515088
結果により、試料12B18−D BSが生理的媒体で平衡状態に達した際、体積が3倍増えることが分かった。すべて滅菌された他の試料は、膨潤値が小さく、沈殿物と上清の分離が非常に困難であった。より正確には、流速が異なり完全には分離できない2つの相が観察され、分離を試みると、粘性のより小さい部分が粘性のより高い部分と混合する傾向があった。膨潤の値は、3つの試料間で同等である。
6 結論
SEC−TDA分析により、分析されたすべての試料が可溶性HAを含み、ARV−HA40−3 18D04を除くすべての試料が、Mが比較的高い(=1000 KDa)の化学修飾されたHAを含むことが確認された。
Bioteknetで行われた分析により、分析されたすべての試料に可溶性HAが存在することが確認された。特に、すべての試料の総濃度が約20mg/ml(可溶性+不溶性)であることを考慮すると、表に示されるデータにより、この研究で分析されたバッチでは、HAの大部分が依然として水性媒体に可溶性であることが分かった。以前のレポートで説明した試料と比較すると、いくつかのバッチは可溶性画分が比較的少なく、化学的修飾度が比較的高かった。
すべてのバッチのMwは、同じ実験室で同じ手法で分析され、主に皮内充填剤として使用された他のすべての市販のHA(表1のRestylaneのデータを参照)よりも高いMwを示した。これは、滅菌に対する耐性と保管可能期間に関する重要なデータである。実際、HAは温度と時間とともに解重合して、炎症誘発の可能性がある小さなフラグメントを形成する(<50Da)。この結果により、ゲルが要件ASを満たしており、すでに市販されているものと同じように、相当長い期間(12〜24か月)保管できる可能性があることが分かった。
配座解析は、すべての試料が化学的に修飾されたHAを含み、固有粘度が架橋HAの存在と符合することを示しています。
力学的特性を分析すると、12B18−D ASと10D18−D−ASが弾性挙動を示し、これが不溶性画分の値が高いことに関連している可能性があるため、比較的高い修飾度を有すると確認でき、考慮された周波数で10D18−D−ASはより硬く、粘性がある。粘性挙動のある試料間では、線形である試料ARV−HA40−3 18D04は、分析範囲でより高い粘度を有する。
酵素分解に対する耐性について試験が行われた唯一の試料は、(使用された実験条件において)それを線形HAと区別することが可能であるほどの程度の修飾度を示さなかった。
粘性/弾性がより強い試料の可溶性画分の値がより高く、これによって前記結果が実証された。
5.5項で述べたように、ほとんどの試料は凝集性が高く、文献によれば、組織内、特に真皮内に均一に分布している(Sundaram et al.,Plast Reconstr Surg.2015;皮膚のケアのみに使用されるゲルに対する研究)
最後に、膨潤試験を行ったゲルは、良好な体積膨張を呈し、内部の補水能力が比較的高いことが示された。
3つのバッチ26C18−D−AS、04D18_D_AS、および10D18−D−ASは同じ方法を使用して合成されたが、それでも可溶性画分とレオロジー挙動は、いくつかの違いがあった。3つの合成に関するレポートを詳細に分析することにより、総架橋時間において違いが観察された。前記総架橋時間とは、50℃(架橋温度)に到達するために費やされた時間と50℃に保つために費やされた時間を合わせたものである。
Figure 2021515088
これまでの3つの試料で得られた結果を鑑みて、特に不溶性画分を参照して、26C18−D−ASをモデルとして新しいバッチが合成し、ゲルは50℃で最大70分間保持される
生体内での本発明のゲルの可能な挙動をよりよく理解するために、同様の合成で得られたすべての修飾度の範囲における代表的な試料として、バッチ21K17−D AS、10D18−D−AS、26C18−D−ASおよびARV−HA40−3 18D04に対し、より多くの酵素分解に対する耐性試験を行わった(表4)。
テストは、固定用量のBHTを使用して経時的試験を行い、また、異なる用量の酵素を添加して、2時間消化した後に測定して試験を行った。
表4:バッチと試験のまとめ
※可溶性・不溶性画分の調査。
色は操作の順序を表す。緑(中位の陰影):第一;黄色(明るい色):第二;赤(濃い色):第三。陰影なし:既に実行済み
Figure 2021515088
7. 定義と公式
Figure 2021515088
数平均分子量M:試料内のすべてのポリマー鎖の統計的な平均分子量であり、
Figure 2021515088
で定義される。ここでMは鎖の分子量、Nはその分子量の鎖の数である。 Mが分子量分布を表す場合、分布内のMの両側の分子数は等しい。重量平均分子量Mは、
Figure 2021515088
で定義され、Mと比較して、Mは平均分子量への寄与を決定する際に鎖の分子量を考慮する。鎖が重いほど、その鎖のMへの寄与は大きい。Mが分子量分布を表す場合、分布内のMの両側の分子量は等しい。
すべての多分散性合成ポリマーにおいて、M < Mである、
多分散性指数は、ポリマーの分子量分布の広さの特徴付けのために使用され、次のように定義される。
Figure 2021515088
多分散性指数が大きいほど、分子量は広くなる。すべての鎖長が等しい単分散ポリマー(タンパク質など)はMw/Mn=1である。最適に制御された合成ポリマー(キャリブレーションに使用される分子量分布が狭いポリマー)のMw/Mnは1.02〜1.10である。逐次重合反応では、通常、Mw/Mnの値は約2.0となるが、連鎖反応では、Mw/Mnの値は1.5〜20となる。
固有粘度:溶液中のポリマーが溶液の粘度を高める能力を反映する。
屈折率の増分dn/dc:屈折率の増分は、特定の条件下の試料に適用される。 たとえば、温度、レーザー波長、分子の立体配座、または添加剤は、dn/dcの絶対値に影響を与える。したがって、完全な静的光散乱実験では、検討中の条件での正確なdn/dcを決定する必要がある。多くの実際的な例では、同様の条件下で取得された以前のデータセットから(または参考文献から)値を取得できる。
流体力学的半径R:動的光散乱計測により、目的分子と同じ速度で拡散する同等の剛体球の半径として定義される。実際には、タンパク質とその複合体の溶液は剛体球として存在しないため、測定された流体力学的半径は、溶媒和したタンブリング分子が採用している見かけのサイズをより厳密に反映する。
Mark・Houwink−桜田関係式 MHS:分画された試料の固有粘度と分子量を関連付けるためにうまく機能する経験的関係式。特定のポリマーの配座解析を行うために使用される。
複素粘度:複素剪断弾性率。変形が回復可能(弾性)か回復不可能(粘性)かに関係なく、材料の変形に対する全体的な抵抗。記号G複素粘度=粘度−iX弾性
剪断弾性率:(ひずみの変化から生じる)剪断応力と剪断ひずみの比率。上記と同様の複素的な関係から、次のことが分かる。
G* = G’ + iG’’
ここで、
G* は複素剪断弾性率
G’は同位相の貯蔵弾性率及び
G’’は異方性損失係数; G* = √(G’+ G’’)。
クロスオーバー周波数:これらのパラメーターがクロスオーバーする周波数は、材料に固有な緩和時間(τ)に対応する。
損失正接:tan(δ)=G’’/G’は、エネルギー損失と貯蔵のバランスを数値化する。tan(45°)=1の場合、tan(δ)の値が1より大きい場合は、「液体」特性が高く、1より小さい場合は粘度に関係なく「固体」特性が高いことを示す。
膨潤度:ポリマーの膨潤の程度。線形寸法の変化または体積変化によって決まる。ほとんどのポリマーは、溶媒(水を含む)の吸収(水和)により膨潤する。
実施例1C:架橋ヒアルロン酸(XLHA)の合成のまとめ
6.はじめに/構想
以下のレポートは、架橋ヒアルロン酸(XLHA)の生産のために行われたさまざまな合成をまとめたものである。
7.材料と方法
すべての試薬はさらなる精製なしに使用した。MWが1550kDaのHTL HA繊維を使用した。BDDE(1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル)およびペレット状のNaOHはSigma Aldrichから購入した。HCl1NはCarl Roth Internationalから購入した。すべての混合物と溶液は、精製プロセスで使用するものと同じPBSを使用して調製した。
合成は、メカニカルスターラーに接続されたテフロン攪拌ブレードを備えた3口丸底フラスコ(または2口丸底フラスコ)を使用して行った(以下のフラスコの図を参照)。加熱プレートの上に置かれた水浴にフラスコを入れて温度を制御した。加熱ステップの間、水とゲルの温度は両方とも制御され、架橋ステップが終わるま気流を確保した。
Figure 2021515088
すべてのバッチの一般的なステップとして、繊維/粉末を容器/フラスコ内に導入し、続いて、NaOHのPBS(0.25M)溶液を導入し、均質化が完了するまで、混合物を室温で約2時間攪拌した。BDDEのPBS溶液(HA:BDDEの比率は1:453)を次に導入し、反応混合物を50℃で2時間撹拌して、より速い架橋を可能にした(このステップは、合成への空気の連続的な流入を保証するために実行された)。次に、HCl(0.08M)を添加して、pHを中和し、架橋を停止しつつ、4℃で一晩攪拌した。非架橋ゲルを添加し、完全に均質化するまで混合物を3時間攪拌し続けた。このようにして得られた混合物を真空下で濾過し(280μmフィルター)、分子量カットオフが12〜14kDaである膜を使用して、24時間透析して精製した(別段の説明がない限り)。
すべてのバッチのpH、浸透圧、粘度を制御した。BDDEの残存量の計算については、滅菌後の値が0.82ppm(5A−DIR 011 PV 26.01.2018)未満であることが既に評価されているため、滅菌前の残存量は無関係である。
8.合成
3.1バッチ12B18−D
60gのHA(M 2800kDa)を576.18gのNaOH0.25M(PBS溶液)に溶解し、均一なゲルが形成されるまで2時間45分混合した。同時に、5.45gのBDDEを、1.17gのNaOH 0.25Mで希釈した後、HAゲルに添加した。ゲルを室温で30分間混合した後、48℃で1時間34分放置した。その後、1764.86gのHCl溶液1Nを添加し、温度を下げて中和を開始した。ゲルを5℃で17時間47分混合した。同時に6.23gのHAを300gのNaOH 0.25M(PBS溶液)に溶解した後、形成された269.07gのゲルを、中和済みのXLHAに加えた。前記混合物を2時間撹拌した後、透析(カットオフMWが2−14kDaの膜)により得られたゲルを24時間精製した。
3.2バッチ26C18−D
20gのHA(MW 1550kDa)を192.27gのNaOH 0.25M(PBS溶液)に溶解し、均一なゲルが形成されるまで2時間20分混合した。同時に、1.11gのBDDEを、3.71gのNaOH 0.25Mで希釈した後、HAゲルに添加した。ゲルを室温で40分間混合した後、41〜50℃で70分間放置した。その後、588.39gのHCl溶液1Nを添加し、温度を下げて中和を開始した。ゲルを5℃で16時間45分間混合した。同時に3.39gのHAを150gのNaOH 0.25M(PBS溶液)に溶解した後、形成された89.64gのゲルを、中和済みのXLHAに加えた。前記混合物を3時間40分攪拌した後、透析(カットオフMWが25kDaの膜)により得られたゲルを24時間透析した。
3.3バッチ10D18−D
20gのHA(MW 1550kDa)を192.45gのNaOH 0.25M(PBS溶液)に溶解し、均一なゲルが形成されるまで2時間混合した。同時に、1.13 gのBDDEを3.70gのNaOH 0.25Mで希釈した後、HAゲルに添加した。ゲルを室温で20分間混合した後、50℃で55分間放置した。その後、588.18 gのHCl溶液1Nを添加し、温度を下げて中和を開始した。ゲルを5℃で16時間45分間混合した。同時に、3.39gのHAを150gのNaOH 0.25M(PBS溶液)に溶解した後、形成された89.55gのゲルを中和済みのXLHAに加えた。前記混合物を4時間攪拌した後、透析(カットオフMWが25kDaの膜)により24時間透析した。
実施例2−細胞培養
本発明により、PRP/BMCの調製のための医療デバイス(容器)を使用して、細胞培養を行い、以下の結果が得られた。
図3を参照。
当該デバイスの主な利点は、MNC(単核細胞)の成長を維持する能力(評価は、室温に保たれたMC−PRPにおいて、体外で行わる)である。上述の条件における血小板の半減期(7日)は、全血における半減期と類似している。
図4。
実施例3−細胞培養−CC−S
CC−Sを使用した細胞培養のプロトコル
フェーズ1:全血の採取
1.チューブのブリスターパックを開く。
静脈穿刺を行い、必要数のCC−Sチューブに全血を入れる。チューブ内を真空にすると、必要な量の血液(約10ml)が自動的に収集される。
フェーズ2:遠心分離
2.遠心分離機を起動する前に、正確にバランスを取ることが常に不可欠である。
血液がCC−Sチューブに収集されたら、必要に応じて平衡チューブ(別売のSF−82−CB−110を参照)に、CC−Sチューブの血液と同じ体積に達するまで水を入れ、平衡を取る。
機械のバランスを取るために、充填されたチューブを向かい合わせに遠心分離機に挿入する。
次のように遠心分離値を調整する。
−時間:10〜20分
−遠心力(RCF):1500g(遠心分離機のメーカの指示に応じて、対応するRPM速度を設定)
フェーズ3:遠心分離の結果
3.遠心分離後、血液は分留され、赤血球と白血球がゲルの下に閉じ込められ、フィブリン塊がセルセレクターゲルの上にある。血塊の液体部分は自家トロンビン血清である。血清は遠心分離の時間を延長するか、または収集注射器に取り付けられたカニューレで血塊を押すと、血塊から血清が抽出される。各チューブから約4.5mlの血清が得られる。
フェーズ4:使用
4.CC−Sは、自家培養サプリメントとして使用され、濃度は5〜20%v/vであり、各細胞株によって決まる。
実施例4−細胞培養― CC−PRP
CC−PRPを使用した細胞培養のプロトコル
フェーズ1:全血の採取
1a.チューブのブリスターパックを開く。
静脈全血、臍帯血または髄質血液穿刺を行い、必要数のCC−PRPチューブに全血を入れる。チューブ内を真空にすると、必要な量の血液(約10ml)が自動的に収集される。
1b.注意深くチューブを上下逆さまに反転させて、血液を抗凝固剤と混合する。
フェーズ2:遠心分離
2.遠心分離機を起動する前に、正確にバランスを取ることが常に不可欠である。
血液がCC−PRPチューブに収集されたら、必要に応じて平衡チューブ(別売のSF−82−CB−110を参照)に、CC−PRPチューブ内の血液と同じ体積に達するまで水を入れ、平衡を取る。
機械のバランスを取るために、充填されたチューブを向かい合わせに遠心分離機に挿入する。
次のように遠心分離値を調整する。
−時間:5分
−遠心力(RCF):1500g(遠心分離機のメーカの指示に応じて、対応するRPM速度を設定)
フェーズ3:遠心分離の結果
3.遠心分離後、血液が分留され、赤血球と白血球がゲルの下に閉じ込められ、血小板がゲルの表面に沈殿する。
フェーズ4:均質化
4.CC−PRPチューブを数回静かに反転させ、血小板沈着物を再度血漿上清に懸濁させる。各チューブごとに約5mlのPRPが得られる。
血小板がゲルから完全に分離していることを確認する。上清の透明な血漿は混濁するはずである。血小板凝集体が存在する場合は、それらを血漿とともに収集する必要がある。
フェーズ5:使用
5. CC−PRPは、自己培養サプリメントとして使用され、濃度は5〜20%v/vであり、各細胞株によって決まる。フィブリン塊の形成を回避するには、培養基に2単位/mlのヘパリンを添加する必要がある。
実施例5−細胞培養−MC−PRP
MC−PRPを使用した細胞培養のプロトコル
フェーズ1:全血の採取
1a.チューブのブリスターパックを開く。静脈穿刺を行い、必要数のMC−PRPチューブに全血を入れる。チューブ内の真空にすると、必要な量の血液(約10ml)が自動的に収集される。
1b.注意深くチューブを上下逆さまに反転させて、血液を抗凝固剤と混合する。
フェーズ2:遠心分離
2.遠心分離機を始動する前に、正確にバランスを取ることが常に不可欠である。
血液がMC−PRPチューブに収集されたら、必要に応じて平衡チューブ(別売)に、CC−PRPチューブ内の血液と同じ体積に達するまで水を入れ、平衡を取る。
機械のバランスを取るために、充填されたチューブを向かい合わせに遠心分離機に挿入する。
次のように遠心分離値を調整する。
−時間:8分
−遠心力(RCF):1500g(遠心分離機のメーカの指示に応じて、対応するRPM速度を設定)
フェーズ3:遠心分離の結果
3.遠心分離後、血液は分留され、赤血球と白血球がゲルの下に閉じ込められ、単核球と血小板がゲルの表面に沈殿する。
フェーズ4:均質化
4a−方法1:MC−PRPチューブを数回静かに反転させることにより、細胞沈着物を再度上清に懸濁される。各チューブごとに約5mlの細胞懸濁液が得られる。
4b−方法2:より高い細胞濃度を得るために、細胞を再懸濁させる前に、長いカニューレ(未提供)で慎重に、無細胞血漿上清の上層2mlを取り除く。その後チューブを静かに反転させ、細胞沈殿物を再度残りの2mlに懸濁させる。
細胞とゲルが完全に分離していることを確認する。上清の透明な血漿は混濁するはずである。凝集体が存在する場合は、それらを血漿とともに収集する必要がある。
フェーズ5:使用
5.MC−PRPは、通常、多血小板血漿における細胞懸濁液が得られ、元々の試料に存在する単核細胞の回収率は70+/−10%である。
実施例6−CC−HAを使用した細胞培養
CC−HAを使用した細胞培養のプロトコル
フェーズ1:全血の採取
1a.最初のブリスターパックを開き、続いて2番目のパックを慎重に開きく。
1b.付属品セットから必要な瀉血材料を使用して静脈穿刺を行い、CC−HAチューブに全血を入れる。チューブ内を真空にすると、必要な量の血液(約6ml)が自動的に収集される。
1c.チューブを慎重に数回反転させる。
1d.適切な方法を使用して採血針を廃棄し、汚染された血液製剤を除去する。
フェーズ2:遠心分離
遠心分離機を起動する前に、正確にバランスを取ることが常に不可欠である。必要に応じて、平衡チューブ(別売)に、CC−HAチューブ内の血液と同じレベルになるまで水を入れ、平衡を取る。そして、機械のバランスを取るために、充填されたチューブを向かい合わせに遠心分離機に挿入する。
次のように遠心分離値を調整する。
・時間:5分
・遠心力(RCF):1500g(遠心分離機のメーカの指示に応じて、対応するRPM速度を設定)
フェーズ3:遠心分離の結果
遠心分離後、血液が分留され、赤血球がゲルの下に閉じ込められ、細胞要素がゲルの表面に沈殿する。ヒアルロン酸が血漿の上にある。
フェーズ4:均質化
4a.チューブを上下逆さまにして垂直にし、HAがチューブの壁から外れて血漿層の上部に浮くまでこの状態を維持する。
4b.血小板が再懸濁するまで、チューブを少なくとも20回注意深く反転させる、
4c.すべてのHAがチューブの壁から離れ、製剤が均一になるまで、二指の間で前記チューブを水平位置に回す。各チューブごとに約5mlのHA/PRP混合物が得られる。
4d.CC−HAチューブからHA/PRP混合物を収集するには、付属品セットの移送デバイスを使用する。
フェーズ5:使用
5.CC−HAは、自家培養サプリメントとして使用され、濃度は10〜40%v/vであり、各細胞株によって決まる。フィブリン塊の形成を回避するには、培養基に2単位/mlのヘパリンを添加する必要がある。この製剤では、血小板がヒアルロン酸マトリックス中にトラップされている。当該製剤は、単層細胞培養のコーティングマトリックスとして使用でき、具体的には各細胞株によって決まる。
実施例7 ― CC−PRPデバイスの有効性
この例では、通常のAT−MSC(脂肪組織由来の間葉系幹細胞、およびNHDF(通常のヒト皮膚線維芽細胞)の培養条件と比較して(図5および6)、本発明のデバイスを用いてPRPを細胞培養に用いた場合に優れた効果が得られることを実証する。
1. AT−MSC
AT−MSC分離
0.01%コラゲナーゼI型(Sigma−Aldrich、ミズーリ州セントルイス)により、純粋な脂肪を、37℃において穏やかに攪拌しながら45分間消化した。1400rpmで10分間遠心分離した後、消化されなかった脂肪組織を取り出した。間質血管画分(SVF)と呼ばれる、残りのペレットを赤血球溶解バッファーに5分間懸濁した(Qiagen、ヒルデン、ドイツ)。次に、基礎培地を用いて洗浄した。前記基礎培地は、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)−低糖型であり、1g/Lグルコース、l−グルタミン、25mM HEPES(Invitrogen、Carlsbad、CA)、補足成分としてペニシリンとストレプトマイシン10,000mg/mL(Bioconcept、Salem、NH)、および2単位/mLヘパリン(Liquemin 5000、Roche、バーゼル、スイス)を含む。
1200rpmで5分間遠心分離した後、SVFをDMEMと補足成分に再懸濁させ、100mmナイロンセルストレーナー(BD Biosciences)でろ過した。分離されたSVFの平均細胞密度は30×10細胞/mLであった。
AT−MSC 培養
SVF細胞を48ウェルのプレート(BD Biosciences)に5000セル/cmで播種し、異なる培地培養条件で培養した。10%FBS(Gibco、Carlsbad、CA)をコントロールとして、または1%、5%、10%、20%、40%、および60%のnPRPまたはtPRPのいずれかが基礎DMEMおよびサプリメントに添加された(各条件はいずれも1mL培地)。24〜48時間の培養後に得られたプラスチック付着細胞集団は、AT−MSCとして決定された。細胞は、FBSおよびPRP条件の培地を変更せずに、5%COの標準インキュベーター内で37℃で10日間培養した。
PRPのAT−MSCに対する増殖効果
すべての条件で、AT−MSCは培養期間中、典型的な紡錘線維芽細胞の形状を維持した。10日間の培養後、異なるnPRP濃度で補充したすべての培地は、FBS含有培地と比較して、より高いAT−MSC数を示した(図3)。nPRPのこのようなプラス効果は、用量依存性のベル型の曲線をたどった。培養10日後、20%nPRPで補充した培地は、最適な条件を提供し、AT−MSC数が10%FBSの13.9倍(n=14、p<0.001)となった。比較すると、他の条件はあまり効果的ではなかった[たとえば、10%FBSと比較した場合(n=14、p<0.001)、10%および40%nPRP培地の場合、AT−MSC数をそれぞれ5.6倍および10.9倍増加させた](図3)。
図5:10%FBSで調製された通常の培地と比較して、患者自身の血液から調製されたAT−MSC培養サプリメントは、体外増殖を劇的に増強する。
2. NHDF
NHDF分離
簡単に言うと、腹部形成術中に採取された組織は、14単位/mLのリベラーゼDLリサーチグレード(Roche)消化を受け、別々に処理された表皮と真皮の層を分離するするために使用された。NHDFは、刻まれた後、1%ウシ胎仔血清(FBS、Gibco)および1%抗生物質/抗真菌薬(AB/AM、Gibco)を含む0.3%トリプシン/PBSコラゲナーゼ(Gibco)において消化することにより分離された。次に、NHDFをろ過し、遠心分離し、播種した。NHDFはそれぞれ予想された丸石状およびスピンドルの形を呈し、汚染の兆候はなかった。10%FBSおよび1%P/Sを含むダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Gibco)において、37℃、5%COで補充し、NHDF細胞を第1代〜第5代まで培養した。すべての細胞を80%のコンフルエンシーまで増殖させ、TrypleX溶液(Gibco)を使用して継代した。
NHDF培養
NHDFを12ウェルのプレート(BD Biosciences)に1000セル/cm2で播種し、異なる培地培養条件で培養した。10%FBS(Gibco、Carlsbad、CA)コントロールとして、または1%、5%、10%、20%、非活性なPRP。細胞は、FBSおよびPRP条件の培地を変更せずに、5%COの標準インキュベーター内で37℃で5日間または7日間培養した。
PRPのNHDFに対する増殖効果
すべての条件で、NHDFは培養期間中、典型的な紡錘線維芽細胞の形状を維持した。5日間の培養後、異なるnPRP濃度で補充したすべての培地は、FBS含有培地と比較して、より高いNHDF数を示した(図4)。培養5日後、20%nPRPで補充した培地は、最適な条件を提供し、NHDF数が10%FBSのほぼ4倍(n=3、p<0.001)となった。7日後、20%のPRP増殖効果は、さらに顕著であり、総細胞数が5〜6倍も増加し、フローサイトメトリー分析で示されるように、細胞の半分は高い増殖表現型を呈した。
図6:同じ患者におけるPRPのNHDFに対する増殖効果。A.NHDFは酵素消化により新鮮な皮膚試料から分離され、同じ密度で体外培養用に播種された。培養5日後、PRPの濃度を増加させると、細胞増殖が大幅に向上する(光学顕微鏡写真)。B.バイオレット色素取り込み後の細胞増殖のフローサイトメトリー分析。結果は倍数変化で表される。C.Bのグラフにプロットされたデータの代表的な密度プロット。
実施例8−CCデバイス製品の細胞の特徴付けと、PBMC、MSC、および軟骨細胞の培養の可能性の研究
I.はじめに
本発明による3つの装置について試験を行う。
l MC−PRP:末梢血、臍帯血、骨髄穿刺から単核細胞を分離できる。
l CC−PRP:多血小板血漿(PRP)が調製でき、前記PRPは、合成培地において単にまたは添加物として使用され、動物由来の血清に代えて体外での細胞成長を促進する。
l CC−S:血清を取得でき、前記血清は、合成培地の添加物として使用でき、動物由来の血清に代えて体外での細胞成長を促進する。
これらの装置による調製に対応する製品は、それぞれ「MC−PRP製剤」、「CC−PRP製剤」、「CC−S製剤」と呼ばれる。
これらの製剤は、整形外科および皮膚科の用途において、生物学的コーティング用の液体またはゲルの形態に製造されている。注意すべきなのは、合成培地でCC−PRPおよびMC−PRPを使用するには、血漿の凝固を防ぐために、ヘパリン(2単位/ml)等の抗凝固剤を加える必要がある。
本研究は、一方では3つの製剤内に存在する細胞集団の特徴付けを行うことを目的としており、他方では、CC−PRPおよびCC−S製剤の、いくつかの型の細胞の細胞培養におけるの可能性を評価することを目的としている。
II.目的とサービス
II.1.表現型の特徴付けと細胞の生存
この調査の目的は次のとおりである。
― フローサイトメトリー(Fortessa LSRII、BD Biosciences)により、MC−PRP製剤に存在する細胞亜集団の表現型の詳細な特徴付けを実行する
― CC−PRPおよびCC−Sデバイスに対し、6色フローサイトメトリーによるB、T、NK細胞および顆粒球のカウントを実行する
― MC−PRP、CC−PRPおよびCC−Sデバイス培養したの細胞の生存状況を研究する
II.1.a MC−PRP製剤中に存在する細胞集団の微細な表現型の特徴付け
免疫亜集団の詳細な表現型分析には以下が含まれる。
・CD3+Tリンパ球数、CD19+Bリンパ球、CD3−CD16+CD56+NKリンパ球数
・血中に存在する3つの単球亜集団の頻度のカウント及び分析:炎症性単球CD14+、中間型単球CD14+CD16+、および非古典的単球CD16+
・血中に存在する3つの樹状細胞の亜集団のカウント:DC骨髄性:mDC1 CD1c+;mDC2 CD141+および形質細胞様DC CD123+
・NKリンパ球亜集団(CD56−、CD56dim、CD56bright)の頻度の計算と分析
・TCD4およびCD8リンパ球亜集団(ナイーブ、中央記憶、CD45RA−エフェクター、CD45RA+記憶エフェクター)の頻度の列挙と分析
・ヘルパーTリンパ球の亜集団の頻度のカウントと分析(Th1 CXCR3+、Th2 CCR4+、Th17/Th22 CCR6+CCR4+、およびTFH亜集団CXCR5+)
・制御性T細胞の亜集団の頻度のカウントと分析(ナイーブCD45RA+、メモリー型CD45RA−FoxP3low、エフェクター型CD45RA−FoxP3high、および活性化HLA−DR+)
・Bリンパ球亜集団の頻度のカウントと分析(ナイーブCD27−IgD+、非スイッチCD27+IgD+メモリ型、CD27+IgD−、CD27−IgD−、CD27−IgD−、ダブルネガティブCD24highCD38high未熟/移行型CD27 、CD27形質芽細胞+CD38+CD138−およびCD27+CD38+CD138+形質細胞)
MC−PRPデバイスによって取得された細胞の表現型は、同じドナーでフィコール勾配遠心分離後に分離された末梢血単核細胞(PBMC)の表現型と比較される。したがって、フィコール後に「MC−PRP」条件と「CC−PBMC」条件の2つの条件が存在する。この2つの条件については、表現型分析の前に、前の開梱及びPBMCのカウントステップを行う必要がある。
表現型の特徴付けは、2つの条件のそれぞれについて、6〜15の抗体による8つのチューブに分割される。
・チューブ1:基準となる系統LB、LT、NKの番号付け
・チューブ2:3つの単球亜集団の特徴付け:古典型、中間型、非従来型。
・チューブ3:LT分化の分析であって、マーカーCD45RAおよびCCR7の差次的発現を利用して、ナイーブCD4およびCD8集団、中央記憶型、メモリーエフェクター型およびEMRAを特徴付けることができる。
・チューブ4:樹状細胞(DC骨髄性CD141+およびCD1c+)およびDC形質細胞様亜集団の分析。DC活性化のレベルは、HLA−DR分子と共刺激分子の発現レベルによって分析される。
・チューブ5:ヘルパーT細胞分析であって、Th1(CXCR3+)、Th2(CCR4+)、Th17/22(CCR6+、CCR4+)、Th1/Th17(CXCR3+、CCR6+)及び濾胞性T細胞(CXCR5+)の頻度を特定できる。
・チューブ6:CD16およびCD56マーカーの差次的発現に基づくNK亜集団の特徴付け。
・チューブ7:CD45RAおよびFoxP3マーカーの発現に基づく制御型LT亜集団の分析。HLA−DR、CD39、CD62L、およびCTLA−4分子の発現によって活性化が特徴付けられる。
・チューブ8:CD27とIgDの相対的発現に基づいてLB亜集団を分析し、ナイーブB細胞、非スイッチメモリ型、スイッチメモリ型を特徴付け、形質細胞と移行型Bについても特徴付けを行う。
本研究には最低10〜12mlの供血が必要である。
II.1.b CC−PRPおよびCC−S製剤中の細胞の表現型の特徴付け
CC−PRPおよびCC−Sデバイスに対して:6色フローサイトメトリーによりB細胞、T細胞、およびNK細胞のカウントを行う。
両方の条件(MC−PRPとCC−S)について、いずれも、表現型を決定する前に、開梱してこれらの試料に存在する単核球をカウントする準備ステップが必要である。表現型の特徴付けには、LB、LT、およびNK(6つの抗体+生存率マーカー+カウントビーズ)という前記2つの条件のそれぞれに対応するチューブが含まれる。
この研究では、細胞汚染レベルを1%程度と想定する場合、最低10mlの供血が必要である。
オプション:CC−Sデバイスを使用して得られた血清における成長因子とドライチューブで得られた自家血清の成長因子の判定。
CC−Sおよびドライチューブで得られた自家血清における成長因子(TGF−β1、TGF−β2、PDGF−BB、PDGF−AB、VEGF、FGFベーシック、IGF−IおよヒトEGF)のELISAアッセイ。一組10名のドナーを利用して、統計調査を実施した。
II.1.cMC−PRP、CC−PRPおよびCC−S製剤からの細胞培養後の細胞生存状況
培養前に単核球、血小板、顆粒球のカウントを行う。このカウント、この研究に必要な血液の量を定義する。さらに、24時間および48時間の培養後に、カウント、細胞生存能力評価、およびフローサイトメトリー(Bリンパ球、Tリンパ球、骨髄細胞及び顆粒球のカウント用の3つのチューブ)の特徴付けを行う。
培養48時間後に細胞生存率が70%を超える場合、72時間および96時間においてさらに、同様にカウント、細胞生存能力評価、6色フローサイトメトリーの特徴付けを含む2つのデータを取得する。
初歩的結果では、MNCを室温でPRP中に保存すると、倍増時間は6日であることが示された。
II.2.CC−PRPおよびCC−S製剤の細胞生存率に関する評価
この研究の目的は、いくつかの型の細胞の培養に対するPRP製剤の影響を評価することにある。
−ヒト末梢血単核細胞(PBMC)
−ヒト間葉系幹細胞(MSC)
−ヒト軟骨細胞
II.2.a. PBMC
特定の細胞亜集団の優先的な生存を実証するために、48時間において完全な免疫表現型検査により、PBMC培養に対するCC−PRPおよびCC−S製剤の効果を評価した。これは以下を含む。
― フローサイトメトリーにおいて培養前のすべてのリンパおよび骨髄細胞集団(J0)に対し表現型の特徴付けを行うことにより、骨髄細胞、NK細胞、制御性T細胞、ヘルパーTリンパ球、メモリー型T細胞、Bリンパ球の分析が可能となる。
― フローサイトメトリーにおいて、48時間培養後のすべてのリンパおよび骨髄細胞集団に対し表現型の特徴付けを行うことにより、骨髄細胞、NK細胞、制御性T細胞、ヘルパーTリンパ球、メモリー型T細胞、Bリンパ球の分析が可能となる。
当該研究は自家で行われる。以下4つの条件に対し試験を行う。
・ドライチューブで収集された血液から得られた自家血清(培地において濃度10%で使用)
・CC−S(培地において濃度10%で使用)
・ドライチューブで収集された血液から得られた自家血清(濃度10%+ヘパリン2U/mlで使用)。(細胞表現型に対するヘパリンの影響が出ないよう制御する)
・CC−PRP(濃度10%+ヘパリン2単位/mlで使用)
フローサイトメトリーによって培養前のすべてのリンパ球および骨髄球集団(J0−1ポイント)に対して行う精密な表現型の特徴付けは、8本のチューブを含む。
・チューブ1:LB、LT、NKのカウント(6抗体+生存マーカー+カウントビーズ)。0.5×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ2:単球亜集団の分析(13抗体+生存マーカー+カウントビーズ)。2×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ3:LT分化の分析(11抗体+生存マーカー)。1×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ4:樹状細胞亜集団の分析(17抗体+生存マーカー+カウントビーズ)。2×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ5:ヘルパーT細胞分析(12抗体+生存マーカー)。2×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ6:NK亜集団の分析(14抗体+生存マーカー)。1×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ7:制御型LTの分析(抗体+生存マーカー)。1×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ8:LB細胞亜集団の分析(13抗体+DAPI)2×10PBMC/チューブにマーク
フローサイトメトリーによる培養(48時間、4つのサンプリングサイト)後のすべてのリンパ球および骨髄細胞集団の精密な表現型の特徴付けには、4×8チューブが含まれる。
・チューブ1〜4:LB、LT及びNKカウント(6抗体+生存マーカー+カウントビーズ)。0.5×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ5〜8:単球亜集団の分析(13抗体+生存マーカー+カウントビーズ)。 2×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ9〜12:LT分化の分析(11抗体+生存マーカー)。1×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ13〜16:樹状細胞の亜集団の分析(17抗体+生存マーカー+カウントビーズ)。2×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ17−20:ヘルパーT細胞の分析(12抗体+生存マーカー)。2×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ21〜24:NK亜集団の分析(14抗体+生存マーカー)。1×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ25〜28:制御型LTの分析(15抗体+生存マーカー)。1×10PBMC/チューブにマーク
・チューブ29〜32:LB細胞亜集団の分析(13抗体+DAPI)。2×10PBMC/チューブにマーク(ヘルパーTリンパ球、メモリー型Tリンパ球、Bリンパ球)。
48時間の代わりに、またはそれに加えて、後の段階で試験が行うことができる。
II.2.b.ヒトCSM
研究―以下の目的で、新鮮な血液を使用できる。
― ウシ胎仔血清(陽性対照)と比較して、培養された間葉系幹細胞(MSC)の生存および増殖に対するCC−PRPおよびCC−S製剤の効果を評価するため。
― MSCの軟骨細胞、脂肪細胞、骨芽細胞の3つの系統への分化特性を研究するため。
研究の最初のステップは、最適なMSCの3継代生存と増殖を実現するために、培養で使用するCC−PRPおよびCC−Sの有効用量(0、5、10、15、20、または25%)を決定することである。これらの用量が決定したら、従来使用されているウシ胎仔血清を含む陽性対照培地と、最適用量のCC−PRPまたはCC−Sのいずれかを含む培地との間で、MSCの生存と増殖の比較研究を行う。この研究は、少なくとも2つの異なるCSMの試料と4つの継代で実施される。MSCの生存と増殖は、各継代においてトリパンブルーカウントによって決定される。
3つの系統(軟骨細胞、脂肪細胞、骨芽細胞)におけるMSCの分化特性の研究は、特定の分化培地で細胞を21日間培養して対照培地と比較するすることにより行われる。
軟骨細胞分化の場合、分化効率は、一方で21日目の分化細胞を0日目の未分化細胞と比較し、他方でMSC軟骨細胞分化誘導因子TGFB3の存在下または非存在下で培養細胞を比較することによって評価される。したがって、CC−PRPおよびCC−Sが軟骨細胞の分化に及ぼす影響を評価するには、7つの条件が必要である。
・CSM J0
・CSM+陽性対照J21
・CSM+陽性対照+TGFb3 J21
・CSM+CC−PRP J21
・CSM+CC−PRP+TGFb3 J21
・CSM+CC−S J21
・CSM+CC−S+TGFb3 J21
細胞が分化転換していないことを確認するために、培養が終了する際に線維芽細胞マーカーが必要になる場合がある。
脂肪細胞への分化の場合、分化効率は、分化培地または増殖培地のいずれかで21日間培養された細胞を比較することによって評価される。したがって、CC−PRPと血清が脂肪細胞の分化に及ぼす影響を評価するには、6つの条件が必要である。
・CSM +陽性対照J21、増殖培地
・CSM +陽性対照J21、分化培地
・CSM+CC−PRP J21、増殖培地
・CSM+CC−PRP J21、分化培地
・CSM+CC−S J21、増殖培地
・CSM+CC−S J21、分化の中間期
脂肪細胞への分化について、RT−qPCR(分化した細胞あたり3つのマーカーのパネル)およびレッドオイル染色によって、各系統に特異的なマーカーの誘導を評価し、これによって、分化を判定する。
最後に、骨芽細胞への分化にも同じ実験スキームが適用される。分化効率は、分化培地または増殖培地のいずれかにおいて21日間培養された細胞を比較することによって評価される。骨芽細胞への分化に対するCC−PRPと血清の効果を評価するには、6つの条件が必要である。
・CSM +陽性対照J21、増殖培地
・CSM +陽性対照J21、分化培地
・CSM+CC−PRP J21、増殖培地
・CSM+CC−PRP J21、分化培地
・CSM+CC−S J21、増殖培地
・CSM+CC−S J21、分化の中間期
骨芽細胞への分化について、RT−qPCR(分化細胞あたり5つのマーカーのパネル)および組織学的染色によって各系統に特異的なマーカーの誘導を評価し、これによって、分化を判定する。
II.2.C.ヒト軟骨細胞
CC−PRPおよびCC−Sチューブで得られた製剤の、ヒト軟骨細胞の生存、増殖および表現型に対する影響。
最初のステップは、最適なヒト軟骨細胞の2継代生存と増殖培養を実現するために、培養で使用するCC−PRPとCC−Sの有効用量(0、5、10、15、20、または25%)を決定することである。トリパンブルーカウントによって各継代のMSCの生存と増殖が特定される。RT−qPCRにより、軟骨細胞表現型の維持に対するCC−PRPおよびCC−Sの影響を特定し、FCSを含む陽性対照培地で細胞を培養した後に得られた結果と比較する。第1継代および第2継代において、軟骨細胞の特定マーカー(アグリカン、コラーゲンIIB、Sox9、コラーゲンX、MMP13)の発現について評価する。最終的な特徴付けにおいて、軟骨細胞の脱分化を評価するために、線維芽細胞マーカーが必要になる場合がある。
II.2.d.ヒト肝細胞
HepG2ヒト肝癌細胞株−C3AおよびHuH7の2つの細胞モデルを使用した、ヒト肝細胞の分化状態の増殖および維持ならびに成人肝細胞の初代の培養に対するCC−PRPおよび/またはCC−S製剤の効果。実験は同種で行われることに注意することが重要である。
1−肝細胞癌株の生存と増殖に対するPRPの影響の研究
最初の一連の実験では、CC−PRPおよびCC−S溶液の毒性をHepG2−C3AおよびHuH7細胞株で評価します。大用量の効果についてテストされる(5〜25%)。その後、これらの溶液の増殖に対する影響が評価される。次に、低用量を選択して、いくつかの継代での細胞増殖を分析する。
実験プロトコル
― 毒性の評価
細胞は、10%ウシ胎児血清(FCS)を補充した培地において、96ウェルのプレートで培養される。
−16時間の培養した後、培地は以下のサプリメントを含む基本培地に換えられる。
・2U/mlのヘパリンが補充された5、10、15、20、または25%CC−PRP
・2U/mlのヘパリンが補充された5、10、15、20、または25%照射CC−PRP
・5、10、15、20、または25%CC−S
・2U/mlのヘパリン
・10%FCS
・2U/mlのヘパリンが補充された10%FCS
48時間の培養後、Cell Titer−Glo Luminescent Viability Assay Kit(Promega)を使用して、細胞生存率が測定される。
― 第一継代での増殖の評価
細胞は、10%ウシ胎児血清(FCS)を補充した培地において、96ウェルのプレートで培養される。
−16時間の培養後、培地は以下のサプリメントを含む基本培地に換えられる。
・2U/mlのヘパリンが補充された5、10、15、20、または25%CC−PRPまたは照射CC−PRP
・5、10、15、20、または25%CC−S
・2U/mlのヘパリン
・10%FCS
・2U/mlのヘパリンを補充した10%FCS
−24、48、72時間の培養後、BrdU(細胞増殖ELISA、BrdU−Sigma)の取り込みを測定することによって増殖を評価する。
第三継代での増殖の評価
細胞は、10%ウシ胎児血清(FCS)を補充した培地において、24ウェルのプレートで培養される。
−16時間の培養後、培地は以下のサプリメントを含む基本培地に換えられる。
・2U/mlのヘパリンが補充されたx%、y%CC−PRPまたは照射CC−PRP
・x%、y%CC−S
・10%FCS
・2U/mlのヘパリンを補充した10%FCS
−細胞は各継代ごとにカウントされ、生存能力はトリパンブルーで測定される。
各実験ポイントにおいて、試験は3重に行われる(3継代のカウント2回)。結果は、3つの独立した実験に基づいて(したがって3つの異なるバッチのCC−PRP、CC−Sを使用して)分析される。
2−初代ヒト肝細胞の分化状態の増殖と維持に対するPRPの影響の研究
初代ヒト肝細胞は、CC−PRPが補充されているかされていない特定の培地(Pichard L、Raulet E、Fabre G、Ferrini JB、Ourlin JC、Maurel Moleth P. Molods 2006、320:283−93)で培養される。所定の時間が経過後、毒性、増殖、および分化状態の維持について分析される。実験は、3つの異なるバッチのCC−PRPの初代肝細胞製剤について行われることに注意すべきである。
注意:肝細胞癌系統で得られた結果を考慮して、使用するCC−PRPのパーセンテージを調整し、この種の照射溶液を使用するかどうかを決定する。
実験プロトコル
― 毒性の評価
肝細胞は、2%ウシ胎児血清(FCS)を補充した特定の培地(Pichard et al.,2006)において、コラーゲンIをコーティングした96ウェルプレートで培養する。
−16時間の培養後、培地は以下のサプリメントを含む基本培地に換えられる。
・2U/mlのヘパリンが補充された5、10、15、20、または25%照射CC−PRP
・2U/mlのヘパリン
・10%FCS
24時間および96時間の培養後、Cell Titer−Glo Luminescent Viability Assay Kit(Promega)を使用して、細胞生存率が測定される。
― BrdU取り込みの測定による増殖の評価
−肝細胞は、2%FCSを補充した特定の培地(Pichardら、2006)において、コラーゲンIをコーティングした96ウェルプレートで培養される。
16時間の培養後、培地は以下のサプリメントを含む基本培地に換えられる。
・2U/mlのヘパリンが補充された5、10、15、20、または25%CC−PRPまたは照射CC−PRP
・2U/mlのヘパリン
・10ng/mlのEGFとHGFおよび2U/mlのヘパリン
増殖は、BrdUの取り込みを測定(細胞増殖ELISA、BrdU−Sigma)することにより、24時間ごとに、72時間にわたって評価される。
― 肝細胞の分化状態の維持の評価
−肝細胞は、2%FCSを補充した特定の培地(Pichardら、2006)において、コラーゲンIでコーティングされた24ウェルプレートで培養される。
−16時間の培養後、培地は以下のサプリメントを含む基本培地に換えられる。
・2U/mlのヘパリンが補充されたx%およびy%CC−PRPまたは照射CC−PRP
・2U/mlのヘパリン
約48時間に。
次に、細胞を10μMリファンピシンまたは10nM TCDD(生体異物代謝の2つの主要なシグナル伝達経路に関与するの原型活性化因子)とともに24時間培養する。
そして、RT−qPCRによってこれらのシグナル伝達経路の一連の標的遺伝子の発現(PXR、AhR、CYP3A4、CYP1A2アルブミン、HNF4)を測定することによって、生体異物代謝酵素の発現と誘導性の維持が評価される。
オプション1:2種類の用量のCC−PRPまたは照射CC−PRPを使用して、細胞を培養した後、ウエスタンブロット(western−blot)によってERK1/2およびAktシグナル伝達経路を評価する。EGFは陽性対照に用いる。
オプション2:CYP3A4およびCYP1A2活性の測定(KitsP450−Glo)。
オプション3:肝細胞組織のスフェロイド化を促進するために、CC−HA(ヒアルロン酸リッチな)を補充した培地で初代肝細胞を培養する。スフェロイドの形成に対するCC−PRPまたはCC−Sの影響を試験することも興味深い。実際、それらの形成は血清の存在に依存する。さらに、スフェロイドの形成は、すべてのバッチの肝細胞に有効でなわけではない。
実験プロトコル
肝細胞を、96ウェルプレートGravityTRAP(R)ULAプレートで定義培地(Pichardら、2006)で培養し、以下を補充する。
・10%SFV
・10%CC−HA
・10%CC−PRP
・10%CC−S
−7日間経過後、顕微鏡下でスフェロイドの形成が観察された。
スフェロイドにおける肝細胞の生存能力は、カルセイン−ヨウ化プロピジウム標識によって評価される。
2%FCSを補充した特定の培地において、コラーゲンIへの細胞の付着について制御(Pichardら、2006)が可能になった。
6つのウェルについて、各実験ポイントごとに試験を行う。結果は、5つの独立した実験に基づいて(したがって、5つの異なるバッチのCC−HA、CC−PRP、CC−Sを用いて)分析される。
注意:肝細胞を試験溶液において直接培養するべきであるが、物流上の理由により、実験は、凍結保存された肝細胞で行う。
肝細胞のスフェロイドへの分化に対する異なる溶液の影響は、後で評価できる。この研究の相関性は、一方ではCC−PRP、CC−S溶液を用いたことによる肝細胞の2D分化の結果に依存し、他方では、はCC−PRP、CC−S溶液のスフェロイド形成への影響に依存する。
実施例9−アルツハイマー病、キャロル・クロゼット、幹細胞および神経変性疾患への、神経および神経幹細胞の適用
第1の目的は、ヒト神経幹細胞(NSC)の増殖および分化に対する、本発明のPRP製剤および異なる細胞培養デバイスの影響を特定することである。ヒト胚性幹細胞に由来するH9NSC(Gibco)系統、または非病理学性iPSCに由来するiPSC/NSC系統という2つの神経幹細胞株を使用することを提案する。
2番目の目的は、健康なマウスとADの実験モデルにおいて、PRP移植を利用および前処理したNSC細胞の運命を評価することである。
最後の目標は、アルツハイマー病(AD)患者の線維芽細胞から再プログラムされたiPSCから得られたNSCおよびニューラルネットワークに対する、PRPの影響を研究することです。
PRPとニューラルモデル
神経幹細胞とその神経派生物の移植後の運命ならびにそれらの分化に関して、多くの疑問が提起されている。また、これらの細胞は、ニューロスフェアの形で、または単層で成長することができる。ニューロスフェアでは、壊死と自発的分化の問題を掌握するのが困難である。一方、この型の培養は、単層培養の場合のように、細胞付着のためのマトリックスを必要としない。実際、単層培養では、NSCの増幅には、事前にマトリゲル、ポリオルニチン+ラミニン、またはポリオルニチン+フィブロネクチンでコーティングされた培養皿を使用する必要がありこれらの培養皿は、その由来に問題があった。そのため、単層培養のマトリックス代替物または浮遊培養の栄養サポートとしてのPRPの使用が検討された。
細胞モデル
GIBCOから販売されているヒト胚性幹細胞のH9NSC系統の使用および、健康なiPSC(異なるプロトコルによって生成)から得られたNSCは以下にように分化する。単層での神経分化(30日超)、成熟した神経の3D神経分化(6〜12週間超)。アルツハイマー病に罹患している患者の線維芽細胞から生成されたiPSCを使用して、2アルツハイマー病に対して2年間のモデリングを行った。細胞の特性により、患者の細胞は、健康な対照とは異なる表現型を持っていることが示された。その特性とは、増殖の遅いこと、アポトーシスの増加、ROS(活性酸素)の生成、およびAbeta42/40の比率の増加であり、これらはアルツハイマー病の特徴に合致していた。目的は、アルツハイマー病患者のiPSCでのPRPをテストし、事前にアルツハイマー病について培養された健康な細胞の移植をテストすることである。アルツハイマー病の実験モデルにおいて、PRPまたはPRPとの同時注入をもちいる。
実験計画
1−PRPの用量の決定
プロジェクトの最初のステップは、NSC培養に使用するPRPの適切な用量、つまり細胞死に至らない用量を決定することである。このために、異なる用量の異なるPRPをテストし、第一継代の細胞の生存と増殖を評価して、対照培地と比較することを提案する。
― 毒性/アポトーシスの評価:カスパーゼ3/7キット(Caspase−Glo(R)3/7アッセイ−プロメガ)を用いてLDH(CytoTox 96(R) Non−radioactive Cytotoxicity Assay−Promega)の放出と死亡を測定し、PRP溶液の毒性を評価する。
― 増殖評価:BrdUの取り込みを測定することによって(細胞増殖ELISA、BrdU−Sigma)、増殖を評価する。結果は3つの独立した実験に基づいて分析される。
2− PRPが健康なH9NSCまたはiPSC/NSCの生存、増殖、分化に及ぼす影響の研究
H9NSCまたはiPSC/NSC細胞は、PRPの存在下で4継代にわたって24時間、48時間、72時間培養され、24時間、48時間、72時間における毒性、増殖、アポトーシスについて分析される。StemProNSC増殖培地で成長した細胞を対照として用いる。
― 毒性/アポトーシスの評価:カスパーゼ3/7キット(Caspase−Glo(R)3/7アッセイ−プロメガ)を用いてLDH(CytoTox 96(R) Non−radioactive Cytotoxicity Assay−Promega)の放出と死亡を測定し、PRP溶液の毒性を評価する。
― 増殖評価:BrdUの取り込みを測定することによって(細胞増殖ELISA、BrdU−Sigma)、増殖を評価する。結果は3つの独立した実験に基づいて分析される。
― 分化の評価:単層で30日、または3Dで6週間と12週間の分化について評価を行う。分化は、q−RT−PCRと9つの細胞系統および細胞機能マーカー(NSC、ニューロン、星状細胞、セロトニン作動性、GABA作動性、アセチルコリン作動性、ドーパミン作動性、グルタミン酸作動性、シナプス活性)の免疫蛍光によって評価する。
3−ニューロスフィアを維持する健康なH9NSCまたはiPSC/NSCの生存、増殖、分化に対するPRPの影響の研究
H9NSCまたはiPSCまたはNSCf細胞は、PRPの存在下で4継代にわたって24時間、48時間、72時間培養され、24時間、48時間、72時間における毒性、増殖、アポトーシスについて分析される。StemProNSC増殖培地で成長した細胞を対照として用いる。
― 毒性/アポトーシスの評価:カスパーゼ3/7キット(Caspase−Glo(R)3/7アッセイ−プロメガ)を用いてLDH(CytoTox 96(R) Non−radioactive Cytotoxicity Assay−Promega)の放出と死亡を測定し、PRP溶液の毒性を評価する。
― 増殖評価:BrdUの取り込みを測定することによって(細胞増殖ELISA、BrdU−Sigma)、増殖を評価する。結果は3つの独立した実験に基づいて分析される。
― 分化の評価:単層で30日、または3Dで6週間と12週間の分化について評価を行う。分化は、q−RT−PCRと9つの細胞系統および細胞機能マーカー(NSC、ニューロン、星状細胞、セロトニン作動性、GABA作動性、アセチルコリン作動性、ドーパミン作動性、グルタミン酸作動性、シナプス活性)の免疫蛍光によって評価する。
4−従来の培地に代わるPRPの、H9NSCまたは健康なiPSC/NSCの生存、増殖、分化に与える影響の研究
H9NSC、iPSCまたはNSCf細胞は、事前にPRP製剤でコーティングされたプレート上に、単層で24時間、48時間、72時間培養され、24時間、48時間、72時間における毒性、増殖、アポトーシスについて、4継代で分析される。StemProNSC増殖で成長した細胞を対照として用いる。
― 毒性/アポトーシスの評価:カスパーゼ3/7キット(Caspase−Glo(R)3/7アッセイ−プロメガ)を用いてLDH(CytoTox 96(R) Non−radioactive Cytotoxicity Assay−Promega)の放出と死亡を測定し、PRP溶液の毒性を評価する。
― ― 増殖評価:BrdUの取り込みを測定することによって(細胞増殖ELISA、BrdU−Sigma)、増殖を評価する。結果は3つの独立した実験に基づいて分析される。
― 分化の評価:単層で30日、または3Dで6週間と12週間の分化について評価を行う。分化は、q−RT−PCRと9つの細胞系統および細胞機能マーカー(NSC、ニューロン、星状細胞、セロトニン作動性、GABA作動性、アセチルコリン作動性、ドーパミン作動性、グルタミン酸作動性、シナプス活性)の免疫蛍光によって評価する。
5−統合性脳システムへの統合に対するPRPの影響の研究
分析は、1セル型のH9NSCまたはiPSC/NSCの健康な細胞により20週間行うことができます
― 器官培養および細胞運命分析における脳スライスへの細胞移植。
― C57Bl/6Jマウスへの細胞移植と細胞運命分析。
6−アルツハイマー病患者のiPSC/NSC細胞の表現型に対するPRPの影響の研究
アルツハイマー病の3人の患者から3つのiPSC系統を生成した。2人の患者は遺伝型のキャリア(APP遺伝子のD694N変異またはPSEN1遺伝子のG217D変異)と散発型の患者であった。これらの細胞には、健康な細胞とは異なる表現型があった。PRPの作用、特にPRPの細胞死や分化した細胞の表現型の変化を防ぐ能力を評価する。また、ADの2つの主要特徴であるAβレベルとTauリン酸化を評価する。
―健康なiPSC/NSCを対照として、iPSC/NSC MAの生存、増殖、分化に対するPRPの影響を研究した。
・毒性/アポトーシスの評価:カスパーゼ3/7キット(Caspase−Glo(R)3/7アッセイ−プロメガ)を用いてLDH(CytoTox 96(R) Non−radioactive Cytotoxicity Assay−Promega)の放出と死亡を測定し、PRP溶液の毒性を評価する。
・増殖評価:BrdUの取り込みを測定することによって(細胞増殖ELISA、BrdU−Sigma)、増殖を評価する。結果は3つの独立した実験に基づいて分析される。
・分化の評価:単層で30日、または3Dで6週間と12週間の分化について評価を行う。分化は、q−RT−PCRと9つの細胞系統および細胞機能マーカー(NSC、ニューロン、星状細胞、セロトニン作動性、GABA作動性、アセチルコリン作動性、ドーパミン作動性、グルタミン酸作動性、シナプス活性)の免疫蛍光によって評価する。。
・分化した細胞へのPRP添加の評価:q−RT−PCRと9つの細胞系統および細胞機能マーカー(NSC、ニューロン、星状細胞、セロトニン作動性、GABA作動性、アセチルコリン作動性、ドーパミン作動性、グルタミン酸作動性、シナプス活性)の免疫蛍光によって、分化を評価する。
― 増殖細胞や分化細胞のAβ分泌レベルとTauリン酸化に対する、PRPの影響を研究する
・マルチプレックスELISAによりAβ40及びAβ42を測定し、Aβ40/Aβ42比率を評価する
・Tau/phospho Tau用量
実施例10 -自家多血小板血漿(CC−PRP)によるヒトの体外線維芽細胞の増殖の安全な促進
概要
今日、皮膚修復における自家線維芽細胞の適用は、臨床的に多くの関心が示されている。ほとんどの場合、体外皮膚細胞培養が必須である。ただし、異種または同種培養培地を使用した細胞増殖には、感染伝播のリスクや細胞増殖の遅延など、いくつかの欠点がある。この研究では、患者自身の多血小板血漿(PRP)を用いて体外でヒト皮膚線維芽細胞を増殖させることのできる自己培養システムを開発した。腹部形成術を受けている患者からヒト皮膚線維芽細胞を分離し、CC−PRP医療デバイスを使用して血液を採取し、新鮮なPRPを調製した。ウシ胎児血清(FBS)またはPRPのいずれかをサプリメントとして添加した培地を使用して、最長7日間培養した。PRPを補充した培地で培養した線維芽細胞は、用量に依存する顕著に高い増殖速度(PRPの20%で7.7倍と高い増殖速度)を示し、FBSに比べて、体外創傷治癒における遊走が速くなり、同時に染色体の安定性も維持された。高濃度においては、PRPは線維芽細胞の形態を変化させ、細胞骨格の再配列とα−SMAおよびビメンチンの発現の増加を誘発した。これらの発見により、自己由来のPRPが線維芽細胞培養のための効率的で費用効果の高いサプリメントであり、体外細胞増殖のための異種/同種血液誘導体の安全な代替品として検討する必要があることが分かった。
影響評価
自家皮膚線維芽細胞移植は、皮膚欠損の修復において重要な治療法であるが、ほとんどの場合、体外皮膚細胞培養が必須である。しかし、異種/同種培養培地を使用した細胞増殖には、感染伝播のリスクなど、いくつかの欠点がある。我々は、患者自身の多血小板血漿を用いた自家培養システムが、線維芽細胞培養のための効率的で費用効果が高く安全なサプリメントであることを実証した。優れた製造規範と監督機関の基準を満たしているため、これを異種または同種血液派生物の有力な代替品と見なし、将来的に体外細胞増殖に用いる臨床プロトコルを検証するべきである。
前書き
再生医療は、年齢、疾患、または外傷によって損傷を受けた組織や臓器を治癒または置換したり、先天性欠損を矯正したりする可能性がある。臨床前および臨床データは、慢性疾患および急性損傷または一部の癌の治療に有望であることを示している。1再生医療の「ツールボックス」では、細胞療法は、自己または同種細胞成分を患者の修復または再生のために患者に供することを目的とし、損傷した組織は生理学的機能を回復するために使用される。2細胞療法において、血液細胞や骨髄細胞、成熟および未成熟の固形組織細胞、成体幹細胞、そして最も論争の的になっている胚性幹細胞などを含む、多種の細胞を使用できる。皮膚は、人間の多機能保護バリアであり、必須の幹細胞集団と、さまざまな細胞型を含み、それらの細胞型は、その構造的完全性と機能の更新及び維持にとって非常に重要である。2治療性創傷の治癒と皮膚の構造と機能の回復は、血管新生と細胞マトリックスおよび細胞間相互作用の調節のための前駆細胞、細胞外マトリックス(ECM)成分、成長因子及びサイトカインを含む様々な因子に依存する。真皮の主要な細胞型である線維芽細胞は、真皮で主要なECMタンパク質を生成し、正常な皮膚ホメオスタシスと創傷治癒において細胞機能、遊走、細胞マトリックスおよび細胞間相互作用を調節するラミニン、フィブロネクチン、コラーゲン、弾性繊維、非コラーゲン分子、および成長因子を含む。3真皮線維芽細胞は、皮膚創傷治癒4、組織再生5における治療装置として、または美容および形成外科手術における真皮充填材として、すでに臨床的可能性が示されている。6一部の著者は、線維芽細胞は、間葉系幹細胞よりも実用的であり、潜在的に効果的な細胞療法として再生医療に使用できるとさえ考えている。7
自己細胞療法は、有害な免疫反応や感染症のリスクを減らすことを目的としている。ほとんどの場合、均質な細胞集団と十分な数量を得るために、処理前に細胞を体外で増殖させる必要がある。近年、米国食品医薬品局(FDA)は、細胞治療の治験薬新薬申請のうち、80%以上が製造過程においてウシ胎児血清(FBS)を使用していることに気づいた。8しかしながら、この異種添加物は感染と免疫反応の潜在的リスクがあり、細胞の増殖も遅い。したがって、安全で効率的な血清代替物の探索が必要とされている。一部の著者は、培地中のFBSを自家ヒト血清に置き換えて細胞増殖することを提案したが、細胞増殖が遅いため、移植前にやはり長い培養時間(3週間)と数回の細胞継代が必要であった。我々は、自己多血小板血漿(PRP)が脂肪由来の間葉系幹細胞の増殖のための安全で効率的かつ費用効果の高い培地として使用できることを実証した。11 自家PRPを20%補充した培地は、細胞の表現型を変えることなく、細胞増殖が13倍以上増えた。現在、患者自身の血液から得られたPRPは、臨床では、創傷治癒、骨再生、皮膚の再生にすでに効率的に使用されている。12血小板は、自己増殖因子の自然供給元であり、細胞増殖、分化及び組織再生の主要な制御因子である。生理学的条件下では、血小板が活性化され、そのα顆粒が血小板由来成長因子(PDGF)、上皮成長因子(EGF)、線維芽細胞成長因子(FGF)、形質転換成長因子―ー−β(TGF−β)と血管内皮成長因子(VEGF)などの成長因子とサイトカインを徐々に分泌することができる。したがって、自己由来のPRPは、現在皮膚線維芽細胞の増殖のための非自己由来の製品に代わる安全で効果的な生物学的代替品として用いることができると仮定している。この研究では、CC−PRPデバイスを使用して得られた自家PRPの効率評価し、従来のFBS補充培地と比較して、ヒト皮膚線維芽細胞(NHDF)増殖の自己システムを限定した。最適なPRP濃度を検討し、PRPを補充した培地の、NHDFの遊走、付着、分化、ゲノム安定性に対する生物学的営業を評価した。
材料および方法
細胞分離
NHDFは、ジュネーブ大学病院(スイス、ジュネーブ)の形成外科、整形外科および美容外科で腹部形成術を受けている10人の健康な女性から分離した。手順はヘルシンキ宣言の原則に準拠し、地域の組織倫理委員会(プロトコル#3126)の許可を得た。すべてのドナーからインフォームドコンセントを得た。NHDFは、他の箇所13で述べたように分離され、サプリメントとして10%FBS、1%HEPES 1M緩衝液(Life Technologies)、1%非必須アミノ酸混合物100×(Life Technologies)、1%L−グルタミン100×(Life Technologies)、1%ペニシリン/ストレプトマイシン100×(Life Technologies)、1%ピルビン酸ナトリウム100×(Life Technologies)を含む完全成長培地(ダルベッコ改変イーグル培地[DMEM]; Life Technologies、Paisley、UK)で培養し、4℃で1か月保存した。手順によって、第1継代または第2継代を使用した。
ヒト自家PRPの準備
PRPは、同じNHDFドナーの血液から、CC−PRP医療デバイスを使用して調製された。抗凝固剤としてクエン酸ナトリウムを含むこれらの専用のチューブは、特定のセパレーターゲルを介して、血小板と血漿を他の血液成分(例えば、赤血球と白血球)から分離する。具体的には、30mLのヒト末梢血を3本のCC−PRPチューブに収集した(10mL/チューブあたり)。収集した血液を標準の実験用遠心分離機で1500gにて5分間遠心分離した。その後、赤血球と白血球はセパレーターゲルの下のチューブの底に蓄積したが、血漿と血小板はゲル層の上に残った。5回チューブを反転させることによって血小板を含む血漿は均質化され、6.0mLのPRPが得られ、使用するまで、ポリプロピレンチューブ(Becton−Dickinson、フランクリンレイクス、ニュージャージー州、米国)に採取された。血小板、赤血球、白血球、および全血中の平均血小板量を、遠心分離の前及び培地に添加する前に調製されたPRPについてカウントした(KX−21N; Sysmex、リンカンシャー、イリノイ州、USA)。
細胞増殖測定
細胞増殖は、CellTraceTMバイオレット(Molecular Probes、Thermo Fischer Scientific、マサチューセッツ州ウォルサム、USA)染色によって評価された。第2継代において、NHDFを24ウェルプレートに、8×10細胞/ウェルの密度で播種し、10%FBSで培養するか、または一連の濃度範囲(1〜50%)のPRPで7日間処理した。細胞増殖の定量は、製造元の規定に従って、Attuneアコースティックフォーカスサイトメーター(Life Technologies)を使用したフローサイトメトリーによって行われた。細胞周期分析を行うために、DNA含有量を測定した。簡単に言えば、NHDFを12ウェルプレートに、ウェルあたり4×10個の細胞の密度で播種し、10%FBSで培養するか、または一連の濃度範囲(1〜50%)のPRPで2日間および7日間処理した。Tryple Xを使用して細胞をトリプシン処理し、70%エタノールで固定した。次に細胞を透過処理し、核DNAの含有分を、室温でFxCycle PI溶液(Molecular Probes)で染色した。試料は、Attuneアコースティックフォーカスサイトメーター(Thermofisher Scientific)を使用して運用された。細胞周期分析は、FlowJoソフトウェアを使用して行われた。
細胞形態、α−SMAおよびビメンチン発現
細胞骨格の再配列を研究するために、0.5%FBSを補充したDMEM中に10細胞/mLの濃度で、細胞を底が透明な黒色96ウェルプレート(μClear、Greiner、Kremsmunster、オーストリア)に24時間播種し、その後、一連の濃度範囲(1〜50%)のPRPで7日間処理した。NHDFは4%パラホルムアルデヒドで10分間固定し、0.1%Triton X−100で5分間、室温で透過処理した。その後、50μLの5U/mLファロイジン(Life Technologies)で染色し、PBSで2回洗浄し、50μLの1μg/mL DAPIで5分間マーキングした。ビメンチンの発現を評価するために、2.5μg/mlのマウスモノクローナル抗ビメンチン抗体FITC(V9、eBiosciences、ThermoFischer Scientific)を室温で1時間使用した。α―SMAの発現を表すために、2μg/mlのウサギポリクローナル抗α―SMA(Abcam、ab 5694)を室温で1時間使用した後、2μg/mlの二次ヤギ抗ウサギポリクローナルAlexa fluor 594(Abcam、ab 150080)を室温で1時間使用した。Cytation3細胞イメージングマルチモードリーダー(BioTek)を使用して、免疫蛍光染色を可視化した。α−SMAタンパク質の発現を測定するために、NHDFを6ウェルプレートに5×10細胞/ウェルの密度で播種し、10%FBSで培養するか、または一連の濃度範囲(1〜50%)のPRPで4日間処理した。細胞をTryple Xで分離した後、2%パラホルムアルデヒドのPBS溶液で10分間固定した。PBSで洗浄した後、0.1%Triton X−100で5分間細胞を透過処理した。106/mlの単細胞懸濁液と最適濃度の抗αSMA抗体(Abcam、ab5694)とを2μg/mlの洗浄緩衝液(2%の正常ヤギ血清PBS)で室温で1時間培養し、3回洗浄した。その後、ヤギ抗ウサギIgG H&L(AlexaFluor(R)594、Abcam)と1時間培養した。フローサイトメトリーは、Attune Nxtフローサイトメーター(Life Tehnologies)で行った。対照試料は、一次抗体結合がない細胞で構成されていた。
MTT法による細胞のエキソサイトーシスと代謝活性の評価
テトラゾリウム塩3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)の還元は、細胞の酸化還元状態の指標である。ホルマザンの生成量は、細胞質の還元能を示し、したがって細胞生存能力を表す。これは、細胞増殖と細胞毒性を測定するための最も頻繁に使用される方法の1つである。MTTはエンドサイトーシスによって細胞に吸収され、エンドソーム/リソソームの区画でホルマザンに還元される。ホルマザンは青い顆粒として細胞内に沈着する。14特定の状況下では、エキソサイトーシスされ、針状のホルマザン結晶を形成する。NHDFを96ウェルプレートに10細胞/ウェルの密度で播種し、0.5%FBSを含むDMEMで一晩培養した。翌日、一連の濃度範囲(5〜20%)のPRPで細胞培養物を%)で48時間処理した後、10μLのMTT(最終濃度500μg/mL)を37℃で4時間かけて添加した。倒立顕微鏡(Nikon)で写真(倍率100倍)を撮影した。続いて、培地を吸引し、溶解してないホルマザン結晶をウェルあたり100μLのDMSOで溶解した。その後、プレートをシェーカーに5分間置いた(150rpm)。マイクロプレートリーダー(Biotek)により595nmの吸光度を読み取った。
細胞付着性測定
ラミニンおよびI型コラーゲンへの細胞付着性を評価するために、96ウェルプレートで3回ずつ実験を行った。NHDFは、ラミニン(10μg/mL)とI型コラーゲン(50μg/mL)でプレコートされた96ウェルプレートに1×10細胞/ウェルの密度で播種した。細胞は、37℃、10%FBSまたは10%PRPで30分、1時間、または4時間付着させた。プレートをPBSで3回洗浄し、4%パラホルムアルデヒドで10分間固定し、0.1%クリスタルバイオレットで染色し、試料を流水ですすぎ、風乾した。画像は倒立顕微鏡下で撮影した。試料を氷酢酸で溶解し、570nmでの光学密度を自動マイクロプレートリーダーを使用して特定した。
創傷治癒測定
NHDFを4×104細胞/ウェルの密度で96ウェルプレートに播種し、24時間コンフルエントになるまで増殖させた。10μLのピペットチップを使用して、NHDF単層にスクラッチを設けた。ウェルをPBSで2回洗浄して、分離した細胞を除去し、各ウェルの中央で写真を撮った。次に、NHDFを10%FBSまたは一連の濃度範囲(1〜50%)のPRPで8時間培養した。培養後、NHDFをPBSで洗浄し、4%パラホルムアルデヒドで固定した。ハイスループットのCytation 3細胞イメージングマルチモードリーダー(BioTek)で、ウェルごとに1つの画像(中心位置、時間0と同じ)を取得した。ImageJソフトウェアを使用して、時間0および8時間での創傷領域を測定することで定量化を行った。
比較ゲノムハイブリダイゼーションアレイ
ゲノムの安定性は、比較ゲノムハイブリダイゼーションアレイによって特定した。 FBS 10%またはPRP 10%で6日間処理したNHDFを、比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)を使用して比較した。QIAGEN QIAamp DNA Mini Kit(Qiagen、Hilden、ドイツ)を使用して、製造元の規定に従ってDNAを抽出した。アレイCGHは、Agilent SurePrint G3ヒトCGHマイクロアレイキット4_180K(デザインID 022060)を使用して実行され、全体の中央プローブ間隔は43kb(Agilent Technologies)とした。実際の解像度は約129Kbであった。培養されたNHDFから抽出されたDNAおよび対照DNA(Promega男性DNA、番号G1471)をプールした。ドナーDNAと性別を一致させたコントロールのDNA(各1μg)をそれぞれCy3−dUTPとCy5−dUTPでラベリングした(Sure Tagマークキット、Agilent Technologies)。ラベリングされた製品は、Amicon Ultra 30 Kフィルター(Millipore、Burlington、MA、USA)により精製した。ハイブリダイゼーションは、Agilentが提供するプロトコルに従って行われた。ドナーとコントロールのDNAをプールし、2mgのヒトCot−I DNAと65℃で24時間回転させて交雑した。アレイは、AgilentのSureScanマイクロアレイスキャナーとAgilentの特徴抽出ソフトウェア(v11.5)を使用して分析され、結果はAgilentゲノミックワークベンチ(v.7.0)によって提示された。
統計分析
各細胞培養実験について、処理は三回ずつまたは四回ずつ行われた。特に明記しない限り、各実験は3回繰り返された。データは平均±SEMとして表す。1つの独立変数を使用した実験において、一元配置分散分析を用いて複数の比較を行った。Dunnetの検定は、有意な分散分析の事後分析に使用された。両グループ間の平均値の差は、p≦0.05のときに有意であった。
結果
全血およびPRPにおける血球および血小板のカウント
遠心分離後、ほとんどの血小板は血漿の底にあるゲルセパレーターの上に蓄積した。ゲル上の血小板を血漿全体(平均容量6ml)に懸濁させ、この懸濁液をPRPとして使用した。PRPの最終的な平均血小板濃度は、2.5×10+/−1.21血小板/μLであった。この濃度は、遠心分離前の全血の1.53倍(1.64×10+/−0.64血小板/μL)であった。全血からのPRPの血小板回収率は96%であった。平均血小板量は、全血とPRPで同等だった(全血で8.7fL+/−0.87、PRPで8.2fL+/−0.82)。全血と比較すると、PRPにおける白血球の平均濃度顕著に低かった(それぞれ0.75×10+/−0.7細胞/μL及び6.75×10+/−2.88細胞/mL;p<0.05)。平均赤血球濃度も顕著に減少した(それぞれ0.03×10+/−0.001細胞/mLおよび4.17×10+/−0.49細胞/mL;p<0.05)(n=10)(図13A)。
PRPは、用量依存的に増殖の増長と細胞周期の変化を促進する
培地を交換せずに7日間培養した後、異なるPRP濃度を補充した培地は、FBS含有培地と比較してより高い生存NHDF数を示した(図14)。PRPのこの増殖効果は、用量依存的な鐘型曲線をたどった。最適な培養条件はPRP20%であり、NHDFの数はFBS10%より7.7倍高かった(n=10;p<0.001)。48時間後、PRPで処理された試料は、FBS処理された対照細胞と比較して、有意な細胞周期の変化を示したことが観察された。「G0/G1」フェーズの細胞の平均パーセンテージは、FBS10%グループの74.5%から20%PRPグループの62%に変化した。「S」フェーズでは、FBS10%グループの9.5%からPRP20%グループの13%に増えた。「G2/M」フェーズでは、FBS10%グループの14%からPRP20%グループの23%まで増えた(図15AおよびB)。7日間の処理後、細胞はコンフルエントになり、DNA合成と有糸分裂は停止し、細胞は、PRPを補充した培地で静止状態のG0/G1フェーズに入った(図15C)。
MTTホルマザンエキソサイトーシス及び代謝活性の向上は、PRP処理によって誘発される
細胞をテトラゾリウム塩MTTと培養すると、前記塩が還元されて紫色の水不溶性ホルマザンになる。この塩の細胞質内還元は、「細胞レドックス活性」の指標と見なされ、ミトコンドリア酵素に関連している。FBS処理した培地の顕微鏡検査(図16A)では、ホルマザン顆粒は細胞内小器官にあった。しかし、細胞をPRP(5〜20%)で48時間処理すると、細胞の表面に、針状の結晶が現れ、エキソサイトーシスされたMTTホルマザンを示した(図16A)。さらに、光学デンシトメトリーによって溶解したホルマザンの量を定量すると、PRP処理細胞の増加が直接細胞代謝活性の向上を反映していることが実証された(図16B)。20%PRP処理の細胞はピークに達し、FBS10%で48時間処理した細胞の3.12倍であった。
細胞形状、細胞骨格、ビメンチンおよびα−SMA発現に対するPRPの影響の評価
従来のFBS補充培地で培養されたNHDFは、規則的な扁平な細胞形状を示したのに対し、PRP(10〜50%)で処理されたNHDFはスピンドル形を呈し、3Dマトリックス培地または生体内環境に近い形態であった(図2)。7日間のPRP処理で発生した形態的変化(図17A)が表現型の変化と関連しているかどうかを調査した。まず、皮質アクチンの局在(FBS10%)から太い細胞間フィラメント(PRP20%)への顕著なF−アクチン再構築を実証した(図17B)。さらに、フローサイトメトリーと免疫蛍光分析により、PRP処理したα−SMA発現の変化を評価した(図18A)。 α−SMA発現は、高PRP濃度(40〜50%)で大幅に増加したが、FBSおよびPRP5〜10%処理細胞は、基底核染色を呈した(図18B)。免疫蛍光分析では、PRP20%の存在下においてビメンチン染色が増加したが、高PRP濃度(PRP50%)では完全に消失した。
PRP処理は細胞外マトリックスへの細胞付着に影響を与え、線維芽細胞の集団遊走を促進する
NHDF生物学に対するPRPの生物学的効果をさらに特徴付けるために、ラミニンとI型コラーゲンの細胞付着に対するPRP処理の影響を評価した。図19Aに示すように、播種の4時間後にPRPは、ラミニンへのNHDFの全体的な付着を減少させた。この効果は15分後にすでに発生しており、全体的な細胞付着が21%減少した。コラーゲンIマトリックスへのNHDF付着でも同じ結果が得られた(図19B)(15分後に全細胞付着の41%)。PRPの作用を受けたNHDFの遊走特性を研究するために、体外スクラッチ試験を実施した(図20)。20%PRP処理を8時間行うと、FBSを使用した細胞培養と比較して、スクラッチマージンからスクラッチゾーンへの遊走細胞数が10%増加した。この遊走の前線は、集団的な細胞遊走であった。逆に、FBS10%の作用を受けたNHDFは、孤立した細胞遊走の特徴を示した。
PRPは細胞のゲノム安定性を変えない
増殖中の遺伝的安定性を記録するために、第2継代のNHDFを、FBS10%またはPRP10%を補充した培地で4日間培養した。2つの異なる培地で処理された細胞のアレイCGH分析では、不均衡な染色体再配列は見られなかった。PRP処理に応じて増加した増殖率はゲノムの不安定性を引き起こさなかった。例を挙げてデータを説明するが、FBS10%またはPRP10%で培養されたNHDFにおいて、第4染色体(領域q13.2)における良性ホモ接合性欠失とq29領域のchr3における良性ヘテロ接合性欠失は互いに重なる(図21)。
討論
自己線維芽細胞治療は、さまざまな美容および形成外科手術において潜在的な発展可能性がある。16自己線維芽細胞療法に対するこの臨床的関心は、動物実験の後に起こったものであるが、動物実験では、成熟皮膚から分離された線維芽細胞が皮内注射の5か月後にも生体内で生存し続け且つ真皮の厚さを増加させたことが示された。17 2011年以来、初めて、成人の鼻唇襞のひだを改善するための、個人の自己線維芽細胞療法であるLAVIV(Azficel−T、Fibrocell Technologies、ペンシルバニア州エクストン、USA)が、FDAに承認された。18この技術の主な問題点は、注入前の細胞培養のコストと、時間が長いこと(11〜22週間)、および細胞を体外で増殖するためにFBSによって供給される成長因子が異種源であることにある。線維芽細胞を用いた細胞治療は、すべて、体外の細胞増殖に依存しているため、例えばFBSを細胞培地における成長と栄養素供給として使用するなど、非ヒト起源によるあらゆる要素を消し去る試みがなされてきた。8以前は、真皮または歯肉組織に由来する線維芽細胞の体外増殖のために、FBSをPRPに置き換えることを目的とした研究はほとんどなかった。19−23しかし、異種ライセートPRPまたは活性化PRPを使用した実験においては、細胞増殖の効率は制限されていた。Kakudoらは、20%活性化PRPは増殖を促進しなかったが、5%活性化PRPで7日間培養した後、ヒト真皮線維芽細胞増殖能力が2.5倍増強したことを実証した。19 NHDFを使用した別の研究では、5%の活性化PRPを追加した5日後に、増殖が1.5倍しか向上しなかったことが示されている。20最近、49人の患者のプールから調製された非活性化PRPは、7日間の培養後に軽い増殖作用(1.3倍)を奏することが実証された。23 しかし、この研究では、Nohらは、FBSをPRPに置き換えることはしなかった。彼らは未知の濃度のPRPをFBSを含む培地に加えた。我々の知る限り、本研究は、異なる濃度の自己非活性化PRPによってFBSを置換し、NHDFを増殖することの利点を初めて実証した。他の研究では、トロンビン、カルシウム、またはコラーゲンによるPRPの活性化は、15分から24時間までの間のみ、成長因子の即時かつ重要な放出を刺激する。したがって、細胞培養等の用途には、漸進的な血小板脱顆粒からの成長因子の緩やかな放出が必要とされるため、血小板の活性化は望ましくないと考えている。平均血小板体積(MPV)は、血小板活性の潜在的なマーカーと見なされ、密度の高い顆粒を含む大きな血小板は、小さな血小板よりも酵素的および代謝的に活性がより高い。24私たちの研究では、MPVは、全血とPRPの間で同等だった(全血中8.7fL、PRP中8.2fL)。PRP調剤はMVPを変えなかったので、処理過程において血小板の活性化を引き起こさないことを意味する。非活性化PRPを含む培地を用いた脂肪由来幹細胞の増殖に関する従来の研究では、TGF−B1とVEGFは0日目から10.25日目まで継続的に分泌し、一方PDGF−ABとFGFの濃度は5日目にピークに達し、10日以上安定していたことが実証された。これは、10日間の培養後の50%血小板生存能力と直接関係している。11さらに、非活性化PRPによるGFは数日間にわたり継続的かつ組織化された分泌を行うため、血小板を含まない他の培地サプリメント(FBS、PRPライセートなど)のように3日ごとに一回交換する必要がなく、7〜10日後に培養培地を交換すればよいという可能性が見出された。
PRPの血小板濃度は、その有効性に影響を与える可能性のある重要な要素である。PRPは従来は全血より4〜5倍多くの血小板を含む血漿として定義されていたが、現在、高血小板濃度は中程度濃度より良いわけではなく、有害でさえあることが認められている。たとえば、3D前十字靭帯線維芽細胞培養では、高い血小板濃度に比べて、血小板濃度が全血と同じあるPRPの方が、最も高い細胞代謝と最も低いアポトーシス率を示した。27経口線維芽細胞を使用した別の研究では、PRP中の血小板濃度の上昇(>2.5×)によって増殖が低下することが示された。28我々の研究では、CC−PRPデバイスにより調製されたPRPは、全血より1.53倍多い血小板を含んでいた。全血からのPRPの血小板回収率は96だったが、血小板濃度が相対的に低かったのは、血小板が血漿全体のうちゲルの上に懸濁していたためであった。さらに、PRPの効果は用量に依存していた。20%のPRPを補充した培地は最高のNHDF増殖率(FBS培養培地の7.7倍)を提供したが、40%PRPを補充した培地は増殖能力が低かった。これは、他の研究の見解と一致しており、高濃度のPRPを添加した培地は中程度の濃度よりも効果が低いことを示している。Atashiら11人はまた、体外脂肪由来の間葉系幹細胞の増殖に最適なPRP濃度は、20%のPRPを補充した培地であると結論付けた。高PRP濃度の有害な影響は、より高い成長因子濃度が原因である可能性があり、これは、負のフィードバックループによる細胞受容体のダウンレギュレーションを引き起こす可能性がある。このメカニズムは、一部の適用においては、より多くの成長因子を分泌する活性化PRPの効率が低下する理由を説明することもできる。この仮説を解明するには、さらなる調査が必要である。自己由来の非活性化PRPを使用することにより、PRPはNHDFの体外増殖に使用される他の細胞培地サプリメントの効率的で安全な代替品となり得ることを示した。PRPに存在する成長因子は細胞分裂を引き起こすが、線維芽細胞に対して他の多面的な活性も発揮する。我々の培養環境において、初期の創傷治癒に影響を与える細胞機能について評価された。PRP処理が細胞の代謝活動と線維芽細胞のエキソサイトーシス能力を加速することを実証した。これは、集団的な細胞移動及び細胞形状の変更と細胞骨格の再構築に関連する。ビメンチンは、線維芽細胞が発現する間葉系マーカーと見なされているが、創傷治癒における増殖コーディネーターとしても新たに認識されている。29 20%PRP治療下では、ビメンチン発現が増強され、これはこの濃度で観察される増殖促進作用と直接相関している。α−SMA(筋線維芽細胞マーカー)の発現は、高濃度のPRP(>40%)によってのみ誘発された。これは、Chelliniらの最近の研究と一致しており、PRPだけでは筋線維芽細胞の表現型の獲得を刺激できなかったことを示している。30
長期的なPRP処理の潜在的な腫瘍誘発効果について科学界ではいくつかの議論がある。31さらに、いくつかの研究では、大量の細胞増殖中の遺伝的安定性について疑問が投げかけられている。32したがって、したがって、CGHを使用して、FBSとPRPにおいて増殖した細胞間の遺伝的変異を検証し、PRP処理による不均衡な染色体再配列がないことを実証した。
この実証は、PRPで培養されたNHDFの適用を臨床環境に変換して法的規制要件を満たすために、重大な意義がある。
培地のサプリメントとして自家PRPを含む我々の細胞培養プロトコルは、他の細胞型の増殖に使用できます。さらに、この新しい培養環境により、培養時間を短縮し、大規模組織損傷などの大規模な適用のためにより多くの細胞を増殖させることがでる(最大7日間の細胞継代なし)。一連の予備実験(データは示していない)では、ヒト表皮ケラチノサイトに対しても、PRPは同じく強力な増殖効果があることが実証され、この時PRP20%は、ケラチノサイト増殖を10倍増加させた。
結論
この研究では、培地中への安全な生物学的サプリメントとしてPRPを使用したNHDF増殖の完全自家モデルを初めて示した。PRPのさまざまな効果は、濃度及び治療の継続期間に応じて、細胞増殖の加速から、染色体の安定性を変えることなく細胞付着と遊走を調節することにまで及ぶ。この自家技術は、適正製造基準ガイドライン(Good Manufacturing Practice Guidelines)と監督機関の基準を満たしているため、PRPは線維芽細胞培養の効率的で費用効果が高い安全なサプリメントと見なすべきであり、将来の体外細胞増殖の臨床プロトコルの検証のための異種または同種血液誘導体の代替品と見なすことができる。
さらなる研究により、他の治療分野での有効性が示されている。
Figure 2021515088

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Claims (94)

  1. 少なくとも1つの第1のポリマー(好ましくはヒアルロン酸)から架橋ゲル(好ましくは所望の分子量および/または濃度を有する)を製造するための方法であって、以下のステップを含む方法。
    i) 前記第1のポリマーを均質化する、
    ii) 塩基性溶液中で前記第1のポリマーを水和する、
    iii) 室温よりも高い温度で少なくとも1つの架橋剤を添加することにより、前記塩基性溶液を架橋する、
    iv) 酸性溶液中で前記塩基性溶液を中和する、
    v) 前記溶液を均質化する、
    vi) 前記溶液を、補足量の第2のポリマー(好ましくは、前記第1のポリマーと実質的に同じ分子量および/または濃度である第2のポリマー)と混合する、
    vii) 前記溶液を精製する。
  2. 前記ステップが、連続した一連のプロセスにおいて、中断することなく実行される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記方法が単一の反応容器内で実施される、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記容器がアンカー攪拌容器である、前記請求項に記載の方法。
  5. 前記方法が連続気流中で行われる、請求項1、2または3に記載の方法。
  6. 前記第1および/または第2のポリマーが、少なくとも部分的に非架橋であるか、または完全に非架橋である、請求項1に記載の方法。
  7. 前記ポリマーが繊維、粉末または結晶の形態である、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記架橋ゲルが生体適合性ゲルおよび/または均質な二相性ゲルである、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  9. 前記架橋ゲルが均質な二相性ゲルである、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  10. 前記均質化が、所定量の前記ポリマーを用いて行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  11. 前記均質化が、室温よりも低い温度で、または室温で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  12. 前記ポリマー均質化が溶媒を用いて行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  13. 前記ポリマー均質化が、撹拌しながら行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  14. 前記ポリマーを溶媒で均質化することが、ポリマーの攪拌下で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  15. 前記水和が塩基性溶液中で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  16. 前記塩基性溶液がリン酸緩衝液を含むか、またはリン酸緩衝液からなる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  17. 前記塩基性溶液のpHが10以上である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  18. 前記水和ステップの後に、または同時に、温度を30℃〜70℃、40℃〜60℃、45℃〜55℃、または約50℃に上昇させる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  19. 前記架橋剤が過剰である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  20. 前記架橋が攪拌下で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  21. 前記架橋が、室温よりも高い温度で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  22. 前記温度が、一定の期間において、30℃〜70℃、40℃〜60℃、45℃〜55℃の間であるか、または約50℃である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  23. 前記期間が、10分から24時間、20分から12時間、30分から6時間、1時間から3時間、1.5時間から2.5時間、または約2時間である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  24. 前記中和が、前記酸性溶液を徐々に添加することによって行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  25. 前記中和が攪拌しながら行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  26. 前記酸性溶液が緩衝溶液である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  27. 前記酸性溶液の体積/量は、前記塩基性溶液の一定の式を有する関数である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  28. 前記酸性溶液の体積/量により、架橋ゲルの最終濃度が1.5%、2%、2.5%、0.5〜10%、1%〜5%、1.5〜2.5%の範囲となる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  29. 前記中和ステップ後、または中和ステップと同時に、温度が0℃〜10℃、2℃〜6℃、3℃〜5℃、または約4℃に低下する、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  30. 前記中和が、室温よりも低い温度または室温で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  31. 前記温度が、一定の期間において、0℃〜20℃、1℃〜10℃、2℃〜6℃、3℃〜5℃、または約4℃である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  32. 前記期間が、10分から24時間、20分から12時間、30分から6時間、1時間から3時間、1.5時間から2.5時間、または約2時間である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  33. 前記中和が攪拌しながら行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  34. 前記溶液の均質化が、一定の期間において、0℃〜10℃、2℃〜6℃、3℃〜5℃の間の温度で、または約4℃で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  35. 前記期間が1時間から24時間、4時間から20時間、6時間から18時間、8時間から16時間、10時間から14時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約6時間、約7時間、約8時間、約9時間、約10時間、約11時間、約12時間、または約訳13時間である、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  36. 前記溶液の均質化がpH中性で行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  37. 前記溶液と補足量の第2のポリマーとの混合が、撹拌しながら行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  38. 前記架橋ゲルを濾過するステップをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  39. 前記架橋ゲルを収集するステップをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  40. 前記ろ過が、220〜280μmメッシュを有するフィルタを用いて実施される、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  41. 前記架橋ゲルを滅菌することをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  42. 前記滅菌が蒸気によって行われる、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  43. 架橋を停止するステップが、透析によって実施されることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
  44. 前記ポリマーが自然由来であることを特徴とする、前記請求項に記載の方法。
  45. 前記自然由来のポリマーが、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン、ケラタン硫酸、ヘパリン、ヘパリン硫酸、セルロースおよびその誘導体、アルギネート、キサンタン、カラゲニン、タンパク質または核酸から選ばれる化合物であることを特徴とする、前記請求項に記載の方法。
  46. 少なくとも1つの自然由来のポリマーが、人体に自然に存在しないポリマーであり、セルロースおよびその誘導体、アルギネート、キサンタン、カラゲニン、少なくとも1つの人体に自然に存在するポリマーと架橋するポリマーから選ばれ、前記少なくとも1つの人体に自然に存在するポリマーは、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン、ケラタン硫酸、ヘパリン、ヘパリン硫酸、タンパク質または核酸から選ばれることを特徴とする、前記請求項に記載の方法。
  47. 前記架橋剤が、エポキシ化合物、エピハロヒドリンおよびジビニルスルホンから選択される少なくとも1つの二官能性または多官能性分子または架橋剤であることを特徴とする、前記請求項に記載の方法。
  48. 前記多官能性架橋剤が、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(BDDE)、1,2−エタンジオールジグリシジルエーテル(EDDE)及びジエポキシオクタンから独立して選ばれる、前記請求項に記載の方法。
  49. 前記多官能性架橋剤が、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(BDDE)である、前記請求項に記載の方法。
  50. 前述の請求項のいずれかに記載の方法によって調製されたゲル。
  51. 少なくとも1つの分散された活性成分を含むゲルを構成することを特徴とする、前述の請求項に記載のゲル。
  52. 前述の請求項のいずれかに記載の方法によって得られた架橋ヒアルロン酸。
  53. 生体組織を分離、置換または充填するため、または前記組織の体積を増加させるため、または生体体液を補充または置換するための、請求項50から52のいずれかに記載のゲルの使用。
  54. 架橋ヒアルロン酸であって、動粘度が約1Pa.s〜約5.2Pa.s、または<=6Pa.s.、<=5.5Pa.s.、<=5.2Pa.s.<=5Pa.s.、<=4.5Pa.s.、または<=4Pa.s.である、架橋ヒアルロン酸。
  55. 弾性が<=100Pa.s、<=70Pa.s、<=60Pa.s、<=50Pa.s、<=40Pa.s、<=30Pa.s、<=20Pa.sまたは<=10Pa.s.である、前記請求項に記載の架橋ヒアルロン酸。
  56. 100KDaから6000KDa、500KDaから2000KDaの間、または約1300KDa、約1400KDa、約1500KDa、約1600KDaまたは約1700KDaの分子量を有する、前記請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  57. 濃度が、約0.5%から約10%、約1%から約2.5%、約1.5%または約2%であるの、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  58. 約0.5%から約10%、約1%から約5%、約2%から約4%、約2.5%、、約3%または約3.5%の架橋度を有する、前記請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  59. BBDE含有量が<=2.5ppm、<=2ppm、<=15ppm、または<=1ppmである、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  60. 密度が、チキソトロピーゲルの密度よりも低い、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  61. 動粘度<=5.2Pa.sであり、分子量が約1500KDaである、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  62. 動粘度<=5.2Pa.sであり、濃度が約2%である、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  63. 動粘度<=5.2Pa.s.であり、分子量が約1500KDaであり、濃度が約2%であり、架橋度が約3%である、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。 。
  64. 弾性<=60Pa.sであり、注射器中で使用される、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  65. 血小板濃縮物、多血小板血漿、骨髄濃縮物および/または生体材料と組み合わせた、前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸。
  66. 前述の請求項のいずれかに記載の架橋ヒアルロン酸を含む容器。
  67. 前記容器がチューブまたは注射器である、前述の請求項のいずれかに記載の容器。
  68. 少なくとも1つの抗凝固剤および/または少なくとも1つのチキソトロピーゲルをさらに含む、前述の請求項のいずれかに記載の容器。
  69. i) 25℃における粘度が100〜250Pa.sであること、および
    ii) 密度が、約1.03から約1.05g/cm、約1.08から約1.09g/cmまたは約1.075から約1.08g/cmから選択されること
    を特徴とするチキソトロピーゲルを、唯一の添加剤として含む容器。
  70. 前記チキソトロピーゲルが、ポリオレフィン系オリゴマー、アクリル樹脂混合物、PEG−シリカゲル、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、前述の請求項のいずれかに記載の容器。
  71. トロンビン血清の調製のための請求項69または請求項70に記載の容器の使用。
  72. 抗凝固剤を添加剤としてさらに含み、前記チキソトロピーゲルの密度が約1.03〜約1.05g/cmから選択される、前述の請求項のいずれかに記載の容器。
  73. 抗凝固剤を添加剤としてさらに含み、前記チキソトロピーゲルの密度が約1.08〜約1.09g/cmから選択される、前述の請求項のいずれかに記載の容器。
  74. 前記容器が、前記チキソトロピーゲルおよび前記抗凝固剤からなる2つの添加剤のみを含み、前記チキソトロピーゲルが、前記容器の遠位端からの第1層であり、その後に抗凝固剤からなる第2層が続く、請求項72または73に記載の容器。
  75. 血小板濃縮物(PC)または骨髄濃縮物(BMC)の調製のための、請求項72〜74のいずれかに記載の容器の使用。
  76. 前記抗凝固剤がクエン酸ナトリウムである、前述の請求項のいずれかに記載の容器。
  77. 生体材料、ポリマー、ヒアルロン酸または請求項50〜52または55〜65のいずれかに1項に記載のヒアルロン酸を添加剤としてさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の容器。
  78. 前記ヒアルロン酸が非架橋または架橋されている、前記請求項に記載の容器。
  79. 前記ヒアルロン酸の分子量が約1500Kdaであり、約1.5%から約2%である、前記請求項に記載の容器。。
  80. 前記容器が、前記ヒアルロン酸、前記チキソトロピーゲルおよび前記抗凝固剤からなる3つの添加剤のみを含み、前記ヒアルロン酸が前記容器の遠位端からの第1層であり、その後前記チキソトロピー性ゲルからなる第2層が続き、さらに前記抗凝固剤からなる第3層が続く、前記請求項に記載の容器。
  81. 前記請求項に記載の容器、ゲルまたはヒアルロン酸であって、
    凝固促進剤、トロンビン血清、リン酸三カルシウム(TCP)、骨代替物、ヒアルロン酸組成物、グルコン酸カルシウム、サッカリン酸カルシウム、キトサン、フィブロイン、フィブロイン絹タンパク質またはフィブロインタンパク質、成長因子、マンニトール、コラーゲン、アルブミン、アスコルビン酸、クリーム、脂肪細胞、脂肪組織、骨髄濃縮物、ルブリシン、cd−ゼラチン、ボツリヌス毒素および/または1つ以上の細胞抽出物、必要に応じてまたは好ましくは、ケラチノサイト、骨髄、線維芽細胞、骨膜または角膜細胞、メラノサイトおよびランゲルハンス細胞、脂肪細胞、筋芽細胞および衛星細胞などの筋細胞、骨芽細胞、軟骨細胞、臍帯細胞、幹細胞、間葉幹細胞(MSC)、前脂肪細胞、前内皮細胞、シュワン細胞またはアキレス腱細胞の抽出物から選択される自己細胞抽出物をさらに含む容器、ゲルまたはヒアルロン酸。
  82. PCとHAまたはBMCとHAを含む組成物を調製するための、請求項77〜80のいずれか1項に記載の容器の使用。
  83. BMCおよびHAを含む組成物の調製のための、請求項77から80のいずれか1項に記載の容器の使用であって、前記チキソトロピーゲルの密度が約1.08〜約1.09g/cmから選択される、前記容器の使用。
  84. 前記容器が管または注射器から選択される、前記請求項のいずれか記載の容器。
  85. 前記チューブが、
    a.ホウケイ酸塩でできている、および/または
    b.シリコーンを含む、および/または
    c.発熱物質が除去されている、および/または
    d.真空下にある、および/または
    e.ストッパー付き
    である、前記請求項に記載のチューブ。
  86. 前述の請求項のいずれかに記載の容器を1つまたは複数含むキット。
  87. 前記請求項に記載のキットであって、以下から選択されるキット。
    i) PRP及びHAの調製のための請求項77〜80のいずれかによる容器と、トロンビン血清の調製のための請求項69または請求項70によるの容器との組み合わせ、または
    ii) BMC及びHAの調製のための請求項77〜80のいずれかによる容器と、トロンビン血清の調製のための請求項69または請求項70によるの容器との組み合わせ、または
    iii) PRP及びHAの調製のための請求項77〜80のいずれかによる容器と、PRP調製のための請求項72〜74のいずれかによるの容器との組み合わせ、または
    iv) PRP及びHAの調製のための請求項77〜80のいずれかによるの容器と、BMC調製のための請求項72〜74のいずれかによる容器との組み合わせ、または
    v) BMC及びHAの調製のための請求項77〜80のいずれかによる容器と、PRP調製のための請求項72〜74のいずれかによる容器との組み合わせ、または
    vi) BMC及びHA調製のための請求項77〜80のいずれかによる容器と、BMC調製のための請求項72〜74のいずれかによる容器との組み合わせ、または
    vii) トロンビン血清の調製のための請求項69または請求項70による容器と、PRP調製のための請求項72〜74のいずれかによる容器と組み合わせ、または
    viii) トロンビン血清の調製のための請求項69または請求項70による容器と、BMC調製のための請求項72〜74のいずれかによる容器と組み合わせ、または
    ix) PRP調製のための請求項72による容器と、PRP調製のための請求項73による容器の組み合わせ、または
    x) BMC調製のための請求項72による容器と、PRP調製のための請求項73による容器との組み合わせ、または
    xi) PRP調製のための請求項72による容器と、BMC調製のための請求項73による容器との組み合わせ、または
    xii) BMC調製のための請求項72による容器と組み合わせた、BMC調製のための請求項73による容器、または
    xiii) 前記請求項のいずれかに記載の容器と、少なくとも1つの細胞抽出物との組み合わせ、または
    xiv) 上記の任意の組み合わせ。
  88. 前記容器が、トロンビン血清(TS)、または血小板濃縮物(PC)または骨髄濃縮物(BMC)、あるいはPCとBMCの両方、または任意の組成物と生体材料あるいはヒアルロン酸との組み合わせを調製するために用いられる、前記請求項のいずれかに記載の容器またはキット。
  89. 細胞培養における、前記請求項のいずれかに記載の容器またはキットの使用。
  90. 細胞培養における、前記請求項のいずれかに記載の容器またはキットによって得られたPRPの使用。
  91. 前記PRPが活性化されていない、前記請求項に記載の使用。
  92. 前記PRPが自家である、前記請求項のいずれかに記載の使用。
  93. 培地において、10%〜40%のPRP、15%〜25%のPRP、または約20%のPRPが使用される、前記請求項のいずれかに記載の使用。
  94. 前記細胞培養が、線維芽細胞、ケラチノサイト、筋芽細胞、衛星細胞、軟骨細胞、関節軟骨細胞、MSC、肝細胞、内皮細胞、粘膜細胞、膣粘膜細胞、陰核内皮細胞を培養するためのものである、前記請求項のいずれかに記載の使用。

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