JP2022002536A - 植物及び真菌由来の脱細胞化された細胞壁構造並びに足場材料としてのその使用 - Google Patents
植物及び真菌由来の脱細胞化された細胞壁構造並びに足場材料としてのその使用 Download PDFInfo
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Description
Implant biomaterials: A comprehensive review. World J Clin Cases. 2015;3: 52.doi:10.12998/wjcc.v3.i1.52、Pashuck ET, Stevens MM.STATE OF THE ART REVIEW Designing Regenerative Biomaterial Therapies for the Clinic. Sci Transl Med. 2012;4、Athanasiou KA, Reddi AH,Guldberg RE, Revell CM. Special section. 2012;338: 921-927)。生体材料は、標的組織への治療用細胞の局所送達(Kar M, Vernon Shih Y-R, Velez DO, Cabrales P, Varghese S.Poly(ethylene glycol) hydrogels with cell cleavable groups for autonomous cell delivery. Biomaterials. 2016;77: 186-97. doi:10.1016/j.biomaterials.2015.11.018、Gu L, Mooney DJ. Biomaterials and emerging anticancer therapeutics:engineering the microenvironment. Nat Rev Cancer. Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited. All Rights Reserved.; 2015;16: 56-66.doi:10.1038/nrc.2015.3)、損傷若しくは病変組織の再生(Maurer M,Rohrnbauer B, Feola A, Deprest J, Mazza E. Prosthetic Meshes for Repair of Hernia and Pelvic Organ Prolapse: Comparison of Biomechanical Properties.Materials (Basel). Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2015;8:2794-2808. doi:10.3390/ma8052794、Mao AS, Mooney DJ.Regenerative medicine: Current therapies and future directions. Proc Natl Acad Sci. 2015;112: 201508520. doi:10.1073/pnas.1508520112、Hsu S-H, Hsieh P-S. Self-assembled adult adipose-derived stem cell spheroids combined with biomaterials promote wound healing in a rat skin repair model.Wound Repair Regen. 23: 57-64. doi:10.1111/wrr.12239、Guillaume O, Park J, Monforte X, Gruber-Blum S, Redl H, Petter-Puchner A, et al. Fabrication of silk mesh with enhanced cytocompatibility: preliminary in vitro investigation toward cell-based therapy for hernia repair. J Mater Sci Mater Med. 2016;27: 37.doi:10.1007/s10856-015-5648-3)、又は臓器全体の置換(Soto-GutierrezA, Zhang L, Medberry C, Fukumitsu K, Faulk D, Jiang H, et al. A whole-organregenerative medicine approach for liver replacement. Tissue Eng Part CMethods. Mary Ann Liebert, Inc. 140 Huguenot Street, 3rd Floor New Rochelle, NY10801 USA; 2011;17: 677-86. doi:10.1089/ten.TEC.2010.0698、Badylak SF, Taylor D, Uygun K. Whole-Organ Tissue Engineering:Decellularization and Recellularization of Three-Dimensional Matrix
Scaffolds. Annual Reviews; 2011; Available:http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-bioeng-071910-124743、Baptista PM, Orlando G, Mirmalek-Sani S-H, Siddiqui M, Atala A,Soker S. Whole organ decellularization - a tool for bioscaffold fabrication andorgan bioengineering. Conf Proc . Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc IEEE EngMed Biol Soc Annu Conf. 2009;2009: 6526-9. doi:10.1109/IEMBS.2009.5333145、Baptista PM, Siddiqui MM, Lozier G, Rodriguez SR, Atala A, Soker S.The use of whole organ decellularization for the generation of a vascularizedliver organoid. Hepatology. 2011;53: 604-617. doi:10.1002/hep.24067、Ott HC, Matthiesen TS, Goh SK, Black LD, Kren SM, Netoff TI, et al.Perfusion-decellularized matrix: using nature’splatform to engineer a bioartificial heart. Nat Med. 2008;14: 213-21.doi:10.1038/nm1684、Song JJ, Ott HC. Organ engineeringbased on decellularized matrix scaffolds. Trends Mol Med. Elsevier Ltd;2011;17: 424-32. doi:10.1016/j.molmed.2011.03.005)用に開発中である。それらのほとんどの一般形態において、生体材料は、インビボ細胞環境を模倣しようとする三次元(3D)足場を提供する(Ott HC,Matthiesen TS, Goh SK, Black LD, Kren SM, Netoff TI, et al.Perfusion-decellularized matrix: using nature’splatform to engineer a bioartificial heart. Nat Med. 2008;14: 213-21.doi:10.1038/nm1684、Badylak SF. The extracellular matrixas a biologic scaffold material. Biomaterials. 2007;28: 3587-3593.
doi:10.1016/j.biomaterials.2007.04.043)。様々な複雑さを有するこれらの足場の機
械的(Lv S, Dudek DM, Cao Y, Balamurali MM, Gosline J, LiH. Designed biomaterials to mimic the mechanical properties of muscles. Nature.2010;465: 69-73. doi:10.1038/nature09024、Campoli G,Borleffs MS, Amin Yavari S, Wauthle R, Weinans H,
Zadpoor a. a. Mechanical properties of open-cell metallic biomaterialsmanufactured using additive manufacturing. Mater Des. 2013;49: 957-965.doi:10.1016/j.matdes.2013.01.071、Anseth KS, Bowman CN,Brannon-Peppas L. Mechanical properties
of hydrogels and their experimental determination. Biomaterials. 1996;17:1647-1657. doi:10.1016/0142-9612(96)87644-7、Zhao R,Sider KL, Simmons C a. Measurement of layer-specific mechanical properties inmultilayered biomaterials by micropipette aspiration. Acta Biomater. 2011;7:1220-1227. doi:10.1016/j.actbio.2010.11.004、Chen Q,Liang S, Thouas G a. Elastomeric biomaterials for tissue engineering. ProgPolym Sci. 2013;38: 584-671. doi:10.1016/j.progpolymsci.2012.05.003、Guzman RC de, Merrill MR, Richter JR, Hamzi RI, Greengauz-RobertsOK, Van Dyke ME. Mechanical and biological properties of keratose biomaterials.Biomaterials. 2011;32: 8205-17. doi:10.1016/j.biomaterials.2011.07.054、Staiger MP, Pietak AM, Huadmai J, Dias G. Magnesium and its alloys as orthopedic biomaterials: Areview. Biomaterials. 2006;27: 1728-1734.doi:10.1016/j.biomaterials.2005.10.003、Bagno A, DiBello C. Surface treatments and roughness properties of Ti-based biomaterials.J Mater Sci Mater Med. 2004;15: 935-49. doi:10.1023/B:JMSM.0000042679.28493.7f)、構造的(Tibbitt MW, Anseth KS. Dynamic Microenvironments : The FourthDimension. 2012;4: 1-5)及び生化学的特性(Lemons JE, Lucas LC.Properties of biomaterials. J Arthroplasty. 1986;1: 143-147.doi:10.1016/S0883-5403(86)80053-5、Modulevsky DJ,Lefebvre C, Haase K, Al-Rekabi Z, Pelling AE. Apple Derived Cellulose Scaffoldsfor 3D Mammalian Cell Culture. Kerkis I, editor. PLoS One. 2014;9:e97835. doi:10.1371/journal.pone.0097835、Tibbitt MW,Anseth KS. Hydrogels as extracellular matrix mimics for 3D cell culture. BiotechnolBioeng. 2009;103: 655-63. doi:10.1002/bit.22361、VacantiJP, Lal B, Grad O, Darling EM, Hu JC, Wiesmann HP, et al. Special section.2012;338: 921-926)を改変するアプローチが開発されている。同様に、そのような移植生体材料が生体適合性であり、最小限の免疫応答のみを刺激することを確保するための多大な努力が行われている。生体材料研究における努力は、置換臓器及び組織の著しい必要性により動かされている。人口の高齢化に伴い、臓器移植を待つ患者と利用可能なドナー臓器の間のギャップは急速に増えている(Why Organ, Eye and Tissue Donation? In: U.S. Department of Healthand Human Services [Internet]. Available: http://www.organdonor.gov/index.html)。生体材料の臨床応用がある程度限られている一方で、医師は、皮膚、歯茎、軟骨、及び骨などの様々な損傷組織及び構造を治療するのに合成生体材料を活用するのに成功している(Sterling JA, Guelcher SA. Biomaterial scaffolds for treatingosteoporotic bone. Curr Osteoporos Rep. 2014;12: 48-54.doi:10.1007/s11914-014-0187-2、Abou Neel EA, ChrzanowskiW, Salih
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2015;3: 52. doi:10.12998/wjcc.v3.i1.52、Pashuck ET,Stevens MM. STATE OF THE ART REVIEW Designing Regenerative BiomaterialTherapies for the Clinic. Sci Transl
Med. 2012;4)。そのようなポリマー又はヒドロゲル製剤は、治療的価値のある形態を作製するために成形又は3Dプリントされ得る(Takebe T, Sekine K, Enomura M, Koike H, Kimura M, Ogaeri T, et al.Vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ budtransplant. Nature. Nature Publishing Group, a division of Macmillan PublishersLimited. All Rights Reserved.; 2013;499: 481-4. doi:10.1038/nature12271、Mannoor MS, Jiang Z, James T, Kong YL, Malatesta KA, Soboyejo WO, etal. 3D printed bionic ears. Nano Lett. American Chemical Society; 2013;13:2634-9. doi:10.1021/nl4007744、Raya-Rivera AM,Esquiliano D, Fierro-Pastrana R, Lopez-Bayghen E, Valencia P, Ordorica-FloresR, et al. Tissue-engineered autologous
vaginal organs in patients: a pilot cohort study. Lancet (London, England). Elsevier;2014;384: 329-36. doi:10.1016/S0140-6736(14)60542-0)。これらの合成戦略の代替的アプローチは、臓器全体の脱細胞化である(Soto-Gutierrez A, Zhang L, Medberry C, Fukumitsu K, Faulk D, JiangH, et al. A whole-organ regenerative medicine approach for liver replacement.Tissue Eng Part C Methods. Mary Ann Liebert, Inc.
140 Huguenot Street, 3rd Floor New Rochelle, NY 10801 USA; 2011;17: 677-86.doi:10.1089/ten.TEC.2010.0698、Baptista PM, Orlando G,Mirmalek-Sani S-H, Siddiqui
M, Atala A, Soker S. Whole organ decellularization - a tool for bioscaffoldfabrication and organ bioengineering. Conf Proc . Annu Int Conf IEEE Eng MedBiol Soc IEEE Eng Med Biol Soc Annu Conf. 2009;2009: 6526-9.doi:10.1109/IEMBS.2009.5333145、Baptista PM, SiddiquiMM, Lozier G, Rodriguez SR, Atala A, Soker S. The use of whole organ decellularization for the generation of a vascularized liverorganoid. Hepatology. 2011;53: 604-617. doi:10.1002/hep.24067、Ott HC, Matthiesen TS, Goh SK, Black LD, Kren SM, Netoff TI, et al.Perfusion-decellularized matrix: using nature’s platformto engineer a bioartificial heart. Nat Med. 2008;14: 213-21. doi:10.1038/nm1684、Song JJ, Ott HC. Organ engineering based on decellularized matrixscaffolds. Trends Mol Med. Elsevier Ltd; 2011;17: 424-32.doi:10.1016/j.molmed.2011.03.005、Badylak SF. Theextracellular matrix as a biologic scaffold material. Biomaterials. 2007;28:3587-3593. doi:10.1016/j.biomaterials.2007.04.043)。実際に、足場マトリックスを残して、提供された臓器から細胞を分離すること(一般にゴースト臓器(ghost organ)と呼ばれる)は可能であることが示されている(Ott HC, Matthiesen TS, Goh SK, Black LD, Kren SM,Netoff TI, et al. Perfusion-decellularized matrix: using nature’s platform to engineer a bioartificial heart. Nat Med. 2008;14:213-21. doi:10.1038/nm1684)。ゴースト臓器は、ドナー由来
の細胞のいずれかを欠き、その後、患者又は別の供給源に由来する細胞と共に培養することができる。そのようなアプローチは、欠損組織を修復及び置換するのに既に活用されている(Salzberg CA. Nonexpansive immediate breast reconstruction usinghuman acellular tissue matrix graft (AlloDerm). Ann Plast Surg. 2006;57: 1-5.doi:10.1097/01.sap.0000214873.13102.9f、Lee DK. AchillesTendon Repair with Acellular Tissue
Graft Augmentation in Neglected Ruptures. J Foot Ankle Surg. 2007;46: 451-455.doi:10.1053/j.jfas.2007.05.007、Cornwell KG, Landsman A,James KS. Extracellular
Matrix Biomaterials for Soft Tissue Repair. Clin Podiatr Med Surg. 2009;26:507-523. doi:10.1016/j.cpm.2009.08.001)。過去数年間で、尿道、膣、耳、鼻、心臓、腎臓、膀胱、及び神経組織を含む多くの身体部位が、合成及び脱細胞化アプローチを使用して作製されている(OttHC, Matthiesen TS, Goh SK, Black LD, Kren SM, Netoff TI, et al.Perfusion-decellularized matrix: using nature’splatform to engineer a bioartificial heart. Nat Med. 2008;14: 213-21.doi:10.1038/nm1684、Mannoor MS, Jiang Z, James T, KongYL, Malatesta KA, Soboyejo WO, et al. 3D printed bionic ears. Nano Lett.American Chemical Society; 2013;13: 2634-9. doi:10.1021/nl4007744、Raya-Rivera AM, Esquiliano D, Fierro-Pastrana R, Lopez-Bayghen E,Valencia P, Ordorica-Flores R, et al. Tissue-engineered autologous vaginalorgans in patients:
a pilot cohort study. Lancet (London, England). Elsevier; 2014;384: 329-36.doi:10.1016/S0140-6736(14)60542-0、Ren X, Moser PT,Gilpin SE, Okamoto T, Wu T, Tapias LF, et al. Engineering pulmonary vasculaturein decellularized rat and human
lungs. Nat Biotechnol. 2015;33: 1097-102. doi:10.1038/nbt.3354、Guyette JP, Charest J, Mills RW, Jank B, Moser PT, Gilpin SE, et al.Bioengineering Human Myocardium on Native Extracellular Matrix. Circ Res. 2015;CIRCRESAHA.115.306874-. doi:10.1161/CIRCRESAHA.115.306874、Raya-Rivera A, Esquiliano DR, Yoo JJ, Lopez-Bayghen E, Soker S,Atala A. Tissue-engineered autologous urethras for patients who
need reconstruction: an observational study. Lancet (London, England).2011;377: 1175-82. doi:10.1016/S0140-6736(10)62354-9、AtalaA, Bauer SB, Soker S, Yoo JJ, Retik AB. Tissue-engineered autologous bladdersfor patients needing cystoplasty. Lancet. 2006;367: 1241-6.doi:10.1016/S0140-6736(06)68438-9、Hattori N. Cerebralorganoids model human brain development and microcephaly. Mov Disord. NaturePublishing Group; 2014;29: 185-185. doi:10.1002/mds.25740)。
としてドナー組織及び臓器を必要とする。吸収性生体材料の開発も熱心に研究されている
(Bohner M. Resorbable biomaterials as bone graftsubstitutes. Mater Today. 2010;13: 24-30. doi:10.1016/S1369-7021(10)70014-6)。これらの場合、目的は、その上に
健康な組織が形成され得る一時的な3D足場を身体に提供することである。数週間又は数カ月後、移植された足場は、完全に天然の健康な組織を残して吸収されるであろう(Lemons JE, Lucas LC. Properties of biomaterials. J Arthroplasty.1986;1: 143-147. doi:10.1016/S0883-5403(86)80053-5、VacantiJP, Lal B, Grad O, Darling EM, Hu JC, Wiesmann HP, et al. Special section.2012;338: 921-926、Ratner BD, Hoffman AS, Schoen FJ,Lemons JE. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine. ChemicalEngineering. 2004、Bae H, Puranik AS, Gauvin R, EdalatF, Peppas NA, Khademhosseini A. Building Vascular Networks. 2012;4: 1-6)。これは魅力的なアプローチであるが、多くの非吸収性生体材料(セラミック、チタン)が、臨床の場で使用するに成功しており、数々の療法において重要な役割を果たしている(Pashuck ET, Stevens MM. STATE OF THE ART REVIEW Designing Regenerative Biomaterial Therapies for the Clinic. Sci Transl Med. 2012;4、Bohner M. Resorbable biomaterials as bone graft substitutes. Mater Today. 2010;13: 24-30.doi:10.1016/S1369-7021(10)70014-6、Dong W, Hou L, Li T,Gong Z, Huang H, Wang G, et al. A Dual Role of Graphene Oxide Sheet Depositionon Titanate Nanowire Scaffolds for Osteo-implantation: Mechanical Hardener andSurface Activity Regulator. Sci Rep. Nature Publishing Group; 2015;5:18266.doi:10.1038/srep18266、Zhou L, Pomerantseva I, BassettEK, Bowley CM, Zhao X, Bichara D a, et al. Engineering ear constructs with acomposite scaffold to maintain dimensions. Tissue Eng Part A. 2011;17:1573-1581. doi:10.1089/ten.tea.2010.0627、Temenoff JS,Mikos AG. Injectable biodegradable materials for orthopedic tissue engineering. Biomaterials. 2000;21: 2405-2412.doi:10.1016/S0142-9612(00)00108-3、Comprehensive Biomaterials: Online Version, Volume 1 [Internet]. Newnes; 2011. Available:https://books.google.com/books?id=oa8YpRsD1kkC&pgis=1、Bao G, Suresh S. Cell and molecular mechanics of biological materials.
Nat Mater. 2003;2: 715-25. doi:10.1038/nmat1001、Place ES, Evans ND, Stevens MM. Complexity in biomaterials for tissue engineering.Nat Mater. Nature Publishing Group; 2009;8: 457-470. doi:10.1038/nmat2441)。重要なことに、吸収性生体材料は、再生された組織がしばしば崩壊し、構造の喪失により変形するようになるという事実に悩まされている(Pomerantseva I, Bichara DA, Tseng A, Cronce MJ, Cervantes TM, Kimura AM, et al. Ear-Shaped Stable Auricular Cartilage Engineered from Extensively Expanded Chondrocytes in an Immunocompetent Experimental Animal Model. Tissue Eng Part A. 2015;00: ten.tea.2015.0173. doi:10.1089/ten.tea.2015.0173、Xu J-W, Johnson TS, Motarjem PM, Peretti GM, Randolph MA, Yaremchuk MJ. Tissue-engineered
flexible ear-shaped cartilage. Plast Reconstr Surg. 2005;115: 1633-41.Available: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15861068、Shieh S-J, Terada S, Vacanti JP.
Tissue engineering auricular reconstruction: in vitro and in vivo studies.Biomaterials. 2004;25: 1545-57. Available: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14697857、Neumeister MW, Wu T, Chambers C. Vascularized tissue-engineered ears. Plast Reconstr Surg. 2006;117: 116-22. Available:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16404257、Isogai N,Asamura S, Higashi T, Ikada Y, Morita S, Hillyer J, et al. Tissue engineering of an auricular cartilage model utilizing cultured chondrocyte-poly(L-lactide-epsilon-caprolactone) scaffolds. Tissue Eng. 10:673-87. doi:10.1089/1076327041348527)。例えば、数十年間、培養軟骨からの耳再建に関する研究は、生体材料移植片が最終的には崩壊し、移植された足場が分解し、再吸収するにつれて変形するようになることを示している(Cervantes TM, Bassett EK, Tseng A, Kimura A, Roscioli N, Randolph M a, et al. Design of composite scaffolds and three-dimensional shape analysis for tissue-engineered ear. J R Soc Interface. 2013;10: 20130413.doi:10.1098/rsif.2013.0413)。しかし、最近の成功したアプローチは、永久的チタンワイヤ支持体に埋め込まれた吸収性コラーゲン足場の使用に依存している(Zhou L, Pomerantseva I, Bassett EK, Bowley CM, Zhao X, Bichara D a, et al. Engineering ear constructs with a composite scaffold to maintain dimensions. Tissue Eng Part A.2011;17: 1573-1581. doi:10.1089/ten.tea.2010.0627、Liao HT, Zheng R, Liu W, Zhang WJ, Cao Y, Zhou G. Prefabricated, Ear-Shaped Cartilage Tissue Engineering by Scaffold-Free Porcine Chondrocyte Membrane.Plast Reconstr Surg. 2015;135: 313-321. doi:10.1097/PRS.0000000000001105、Lee J-S. 3D printing of composite tissue with complex shape applied to ear regeneration. Biofabrication. 2014;6. Available:http://resolver.scholarsportal.info/resolve/17585082/v06i0002/024103_3poctwcsater.xml)。したがって、非吸収性の、けれども生体適合性の足場に対する必要性が、組織及
び臓器工学の分野で根強く残っている。
faces of adsorbed cellulose nanowhiskers promote skeletal muscle myogenesis.Acta Biomater. 2013;9: 4707-15. doi:10.1016/j.actbio.2012.08.050、Lin N, Dufresne A. Nanocellulose in biomedicine: Current status andfuture prospect. Eur Polym J.
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J Mech Behav Biomed Mater. 2013;22: 12 - 21. Available:http://resolver.scholarsportal.info/resolve/17516161/v22icomplete/12_meobnaimfecr.xml、Lu Y, Tekinalp HL, Eberle CC, Peter W, Naskar AK, Ozcan S.Nanocellulose in polymer composites and biomedical applications. TAPPI J. TECHASSOC PULP PAPER IND INC, 15 TECHNOLOGY PARK SOUTH, NORCROSS, GA 30092 USA;2014;13: 47-54. Available:http://apps.webofknowledge.com/full_record.do?product=WOS&search_mode=CitingArticles&qid=10&SID=2Aza7k6KmLMONuVr8lZ&page=1&doc=9&cacheurlFromRightClick=no)。
明細書に提供される。生体材料は、例えば、(i)構造物(すなわち、植物若しくは真菌の他の部分、又は生細胞)、薬物、又は人工構造物(再吸収性又は非吸収性材料)の追加;(ii)異なる用途に適するように元の産物の形状又は配合を変更するための、機械的又は化学的手順によるその構造の変更;(iii)細胞接着、又は増殖因子などの細胞科学の
任意の他の有益な要素を修飾するための、元の足場産物(コラーゲン、フィブロネクチン又は任意の他の基質など)へのマトリックスの追加により修飾することができる。
植物又は真菌組織は、界面活性剤又は表面活性物質による処理により脱細胞化されている植物又は真菌組織を含んでもよい。特定の実施形態において、界面活性剤の例には、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、トリトンX、EDA、アルカリ処理、酸、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、若しくは双性イオン性界面活性剤、又はそれらの組合せが含まれ得るが、これらに限定されない。
植物又は真菌組織は、SDSによる処理により脱細胞化されている植物又は真菌組織を含んでもよい。
Sは、二価塩水溶液による洗浄により、脱細胞化された植物又は真菌組織から除去されてもよい。
Sは、SDSミセルを含有する塩残留物を溶液/足場から沈殿/崩壊させる二価塩水溶液を使用して除去されていてもよく、dH2O、酢酸、ジメチルスルホキシド(DMSO)、又は超音波処理が、塩残留物及び/又はSDSミセルを除去するのに使用されていてもよい。
溶液の二価塩は、MgCl2又はCaCl2を含んでもよい。
織は、水、エタノール、又は別の適切な有機溶媒などの溶媒中、0.01〜10%、例えば約0.1%〜約1%、又は例えば、約0.1%SDS若しくは約1%SDSのSDS溶液による処理により脱細胞化されていてもよく、及び残留SDSは、約100mMの濃度のCaCl2水溶液の使用と、その後のdH2O中でのインキュベーションとで除去されていてもよい。
された植物又は真菌組織は、官能基化された足場生体材料を提供するために、アシル化、アルキル化、又は他の共有結合修飾により少なくともいくつかの遊離ヒドロキシル官能基で官能基化されてもよい。
植物又は真菌組織は、さらなる構造及び/若しくは微小構造を導入するために処理されてもよく、並びに/又は官能基化された足場生体材料を提供するために、アシル化、アルキル化、若しくは他の共有結合修飾により少なくともいくつかの遊離ヒドロキシル官能基で官能基化されてもよい。
植物又は真菌組織は、マイクロチャネルを導入するために処理されてもよく、及び/又は例えばコラーゲン、細胞特異性促進因子、細胞増殖因子、若しくは薬剤により官能基化されてもよい。
植物又は真菌組織は、コラーゲンにより官能基化されてもよい。
真菌組織は、リンゴ花托筒(セイヨウリンゴ(Malus pumila))組織、シダ(シダ類(Monilophytes))組織、カブ(ブラッシカ・ラパ(Brassica rapa))根組織、イチョウ枝
組織、ツクシ(トクサ(equisetum))組織、ワスレグサ属(hermocallis)交配葉組織、ケール(ブラッシカ・オレラセア(Brassicaoleracea))茎組織、針葉樹アメリカトガ
サワラ(ベイマツ(Pseudotsuga menziesii))組織、サボテンの実(ピタヤ)の果肉組
織、マキュラータビンカ(Maculata Vinca)組織、水生ハス(ハス(Nelumbo nucifera))組織、チューリップ(チューリッパ・ゲスネリアーナ(Tulipagesneriana))花弁組
織、プランテン(バナナ(Musa paradisiaca))組織、ブロッコリー(ブラッシカ・オレラセア)茎組織、カエデの葉(セイヨウカジカエデ(Acer psuedoplatanus))の茎組織
、ビート(テンサイ(Beta vulgaris))一次根組織、ネギ(タマネギ(Allium cepa))組織、ラン(ラン科(Orchidaceae))組織、カブ(ブラッシカ・ラパ)茎組織、リーキ
(アリウム・アンペロプラスム(Allium ampeloprasum))組織、カエデ(カエデ属(Acer))の木の枝組織、セロリ(アピウム・グラベオレンス(Apiumgraveolens))組織、
ネギ(タマネギ)茎組織、マツ組織、アロエ・ベラ組織、スイカ(シトルラス・ラナタス変種ラナタス(Citrulluslanatus var. lanatus))組織、クリーピングジェニー(コバンコナスビ(Lysimachianummularia))組織、サボテン(cactae)組織、リクニス・ア
ルピナ(Lychnis Alpina)組織、ルバーブ(レウム・ラバルバルム(Rheum rhabarbarum
))組織、カボチャ果肉(ペポカボチャ(Cucurbita pepo))組織、ドラセナ(キジカクシ科(Asparagaceae))茎組織、ムラサキツユクサ(オオムラサキツユクサ(Tradescantiavirginiana))茎組織、アスパラガス(アスパラガス・オフィシナリス(Asparagusofficinalis))茎組織、キノコ(真菌)組織、フェンネル(ウイキョウ(Foeniculumvulgare))組織、バラ(バラ属(Rosa))組織、ニンジン(ダウクス・カロタ(Daucus carota))組織、又はセイヨウナシ(仁果類(Pomaceous))組織を含んでもよい。
、セルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造に接着された動物生細胞をさらに含んでもよい。別の実施形態において、動物生細胞は哺乳動物細胞であってもよい。さらに別の実施形態において、動物生細胞はヒト細胞であってもよい。
所定のサイズ及び形状を有する植物又は真菌組織を提供するステップと、
熱ショック、界面活性剤による処理、浸透圧ショック、凍結乾燥、物理的溶解、電気的破壊、若しくは酵素消化、又はそれらの任意の組合せにより前記植物又は真菌組織を脱細胞化するステップと、
それにより植物又は真菌組織から細胞物質及び核酸を除去して、セルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造を含む脱細胞化された植物又は真菌組織を形成するステップと
を含む前記方法が、本明細書に提供される。
真菌組織は、界面活性剤による処理により脱細胞化されている植物又は真菌組織を含んでもよい。界面活性剤の例には、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、トリトンX、EDA、アルカリ処理、酸、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、又はそれらの組合せが含まれ得るが、これらに限定されない。
真菌組織は、SDSによる処理により脱細胞化されている植物又は真菌組織を含んでもよい。
価塩水溶液による洗浄により、脱細胞化された植物又は真菌組織から除去されてもよい。
セルを含有する塩残留物を溶液/足場から沈殿/崩壊させる二価塩水溶液を使用して除去されていてもよく、dH2O、酢酸、ジメチルスルホキシド(DMSO)、又は超音波処理が、塩残留物及び/又はSDSミセルを除去するのに使用されてもよい。別の実施形態において、二価塩水溶液の二価塩は、MgCl2又はCaCl2を含んでもよい。
、エタノール、又は別の適切な有機溶媒などの溶媒中、0.01〜10%、例えば約0.1%〜約1%、又は例えば、約0.1%SDS若しくは約1%SDSのSDS溶液による処理により脱細胞化されていてもよく、及び残留SDSは、約100mMの濃度のCaCl2水溶液の使用と、その後のdH2O中でのインキュベーションとで除去されていてもよい。
、水中約0.1%SDSのSDS溶液による処理を含んでもよく、残留SDSは、約100mMの濃度のCaCl2水溶液の使用と、その後のdH2O中でのインキュベーションとで脱細胞化後に除去されてもよい。
キル化、若しくは他の共有結合修飾により、脱細胞化された植物又は真菌組織の少なくともいくつかの遊離ヒドロキシル官能基を官能基化するステップをさらに含んでもよい。特定の実施形態において、脱細胞化された植物又は真菌組織のヒドロキシル官能基は、コラーゲンにより官能基化されてもよい。
植物又は真菌組織を処理してさらなる構造及び/若しくは微小構造を導入するステップ、並びに/又はアシル化、アルキル化、若しくは他の共有結合修飾により、脱細胞化された植物若しくは真菌組織の少なくともいくつかの遊離ヒドロキシル官能基を官能基化するステップをさらに含んでもよい。特定の実施形態において、脱細胞化された植物又は真菌組織は、マイクロチャネルを導入するために処理されてもよく、及び/又は脱細胞化された植物若しくは真菌組織のヒドロキシル官能基は、例えばコラーゲン、細胞特異性促進因子、細胞増殖因子、若しくは薬剤により官能基化されてもよい。
キチンベースの三次元多孔質構造に動物生細胞を導入するステップと、動物生細胞をセルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造に接着させるステップとをさらに含んでもよい。特定の実施形態において、動物生細胞は哺乳動物細胞であってもよい。特定の実施形態において、動物生細胞はヒト細胞であってもよい。
又は真菌組織を含む足場生体材料が、本明細書に提供される。
は、足場生体材料の脱細胞化された植物又は真菌組織が対象の組織を物理的に模倣し、及び/又は対象における標的組織効果を機能的に促進するように構成された足場生体材料であってもよい。
上記に記載された足場生体材料のうちのいずれかによる足場生体材料を提供するステップと、
足場生体材料を対象に移植するステップと
を含む前記方法が、本明細書に提供される。
傷後の修復又は再生を促進する。
おける組織置換及び/又は組織再生のための構造移植片を提供してもよい。
おける皮膚移植及び/又は皮膚再生のための構造移植片を提供してもよい。
織若しくは領域又は対象における血管構造の再生のための構造移植片を提供してもよい。
対象において、骨置換、骨充填、若しくは骨移植材を提供してもよく、及び/又は骨の再生を促進してもよい。
おける皮膚、骨、脊髄、心臓、筋肉、神経、血管、又は他の損傷若しくは奇形組織の組織置換物を提供してもよい。
足場生体材料は、対象における硝子体液代替物を提供してもよい。
ヒドロゲル形態の足場生体材料を含有する嚢様構造を形成する、対象における人工嚢を提供してもよい。
美容外科手術用の構造移植片を提供してもよい。
供するステップは、
足場生体材料の脱細胞化された植物又は真菌組織が対象の組織を物理的に模倣し、及び/又は対象における標的組織効果を機能的に促進するように構成された、上記に記載された足場生体材料を選択するステップ
をさらに含んでもよい。
る。
一実施形態において、組織の細胞物質及び核酸が除去された、脱細胞化された植物又は真菌組織であって、セルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造を含む前記脱細胞化された植物又は真菌組織を含む足場生体材料が、本明細書に提供される。当然のことながら、特定の実施形態において、足場生体材料は、宿主細胞が浸潤、侵入、及び/又は増殖するための基礎となる構造、支持体及び/又は基盤を提供することができる、宿主にとって異物を含んでもよい。
又はゲル若しくはペースト形態であってもよい。そのようなゲル又はペーストは、例えば、ゲル又はペーストを産生するのに望ましい稠度まで組織の粉末形態を再水和することにより、産生することができる。さらに、特定の実施形態において、架橋を強化する様々な添加物を含んでいてもよい、セルロースベースの生体材料のシートを生成するのに、圧縮成形が使用されてもよい。そのような添加物には、パルプに添加され、又は触媒としてのリン酸二水素ナトリウムと一緒に噴霧され得るシュウ酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸又はクエン酸が含まれ得るが、これらに限定されない。
組織は、リンゴ花托筒(セイヨウリンゴ)組織、シダ(シダ類)組織、カブ(ブラッシカ・ラパ)根組織、イチョウ枝組織、ツクシ(トクサ)組織、ワスレグサ属交配葉組織、ケール(ブラッシカ・オレラセア)茎組織、針葉樹アメリカトガサワラ(ベイマツ)組織、サボテンの実(ピタヤ)の果肉組織、マキュラータビンカ組織、水生ハス(ハス)組織、チューリップ(チューリッパ・ゲスネリアーナ)花弁組織、プランテン(バナナ)組織、ブロッコリー(ブラッシカ・オレラセア)茎組織、カエデの葉(セイヨウカジカエデ)の茎組織、ビート(テンサイ)一次根組織、ネギ(タマネギ)組織、ラン(ラン科)組織、カブ(ブラッシカ・ラパ)茎組織、リーキ(アリウム・アンペロプラスム)組織、カエデ(カエデ属)の木の枝組織、セロリ(アピウム・グラベオレンス)組織、ネギ(タマネギ)茎組織、マツ組織、アロエ・ベラ組織、スイカ(シトルラス・ラナタス変種ラナタス)組織、クリーピングジェニー(コバンコナスビ)組織、サボテン組織、リクニス・アルピナ組織、ルバーブ(レウム・ラバルバルム)組織、カボチャ果肉(ペポカボチャ)組織、ドラセナ(キジカクシ科)茎組織、ムラサキツユクサ(オオムラサキツユクサ)茎組織、アスパラガス(アスパラガス・オフィシナリス)茎組織、キノコ(真菌)組織、フェンネル(ウイキョウ)組織、バラ(バラ属)組織、ニンジン(ダウクス・カロタ)組織、若しくはセイヨウナシ(仁果類)組織を含んでもよい。
促進するように構成された足場生体材料であってもよい。本明細書に記載されているような足場生体材料を使用する方法は、特定の実施形態において、足場生体材料の脱細胞化された植物又は真菌組織が対象の組織を物理的に模倣し、及び/又は対象における標的組織効果を機能的に促進するように構成された、本明細書に記載された足場生体材料を選択するステップを含んでもよい。本明細書の教示を考慮する当業者は、特定の用途に適するように適切な足場生体材料を選択することができるであろう。
する塩残留物を溶液/足場から沈殿/崩壊させるのに使用されてもよく、dH2O、酢酸若しくはジメチルスルホキシド(DMSO)処理、又は超音波処理が、塩残留物又はSDSミセルを除去するのに使用されていてもよい。
された植物又は真菌組織は、官能基化された足場生体材料を提供するために、アシル化、アルキル化、若しくは他の共有結合修飾により少なくともいくつかの遊離ヒドロキシル官能基で官能基化されてもよい。特定の実施形態において、脱細胞化された植物又は真菌組織は、例えば、コラーゲンにより官能基化されてもよい。
、セルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造に接着された動物生細胞をさらに含んでもよい。別の実施形態において、動物生細胞は哺乳動物細胞であってもよい。さらに別の実施形態において、動物生細胞はヒト細胞であってもよい。
一実施形態において、組織の細胞物質及び核酸が除去された、脱細胞化された植物又は真菌組織であって、セルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造を含む前記脱細胞化された植物又は真菌組織を調製する方法であって、
所定のサイズ及び形状を有する植物又は真菌組織を提供するステップと、
熱ショック、界面活性剤による処理、浸透圧ショック、凍結乾燥、物理的溶解、電気的破壊、若しくは酵素消化、又はそれらの任意の組合せにより、植物又は真菌組織を脱細胞化するステップと、
それにより植物又は真菌組織から細胞物質及び核酸を除去して、セルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造を含む脱細胞化された植物又は真菌組織を形成するステップと
を含む前記方法が、本明細書に提供される。
(SDS)、トリトンX、EDA、アルカリ処理、酸、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及び双性イオン性界面活性剤が含まれ得るが、これらに限定されない。
キル化、若しくは他の共有結合修飾により、脱細胞化された植物又は真菌組織の少なくともいくつかの遊離ヒドロキシル官能基を官能基化するステップをさらに含んでもよい。特定の実施形態において、脱細胞化された植物又は真菌組織のヒドロキシル官能基は、コラーゲンにより官能基化されてもよい。
キチンベースの三次元多孔質構造に動物生細胞を導入するステップと、動物生細胞をセルロース又はキチンベースの三次元多孔質構造に接着させるステップとをさらに含んでもよい。特定の実施形態において、動物生細胞は哺乳動物細胞であってもよい。特定の実施形態において、動物生細胞はヒト細胞であってもよい。
特定の実施形態において、本明細書に記載された生体材料は、例えば、ヒト及び/又は獣医学的用途における生物医学実験研究及び/又は臨床再生医療に用途を有し得る。そのような生体材料は、産業/学術系生物医学研究者の調査ツールとして、生物医学的移植用に、感知デバイス及び医薬送達媒体において、並びに/又は足場が使用され得る他の適切な用途において使用できる足場として有効となり得る。
上記に記載された足場生体材料のうちのいずれかによる足場生体材料を提供するステップと、
足場生体材料を対象に移植するステップと
を含む前記方法が、本明細書に提供される。
してもよく;対象における皮膚移植及び/又は皮膚再生のための構造移植片を提供してもよく;標的組織若しくは領域又は対象における血管構造の再生のための構造移植片を提供してもよく;対象において、骨置換、骨充填、若しくは骨移植材を提供してもよく、及び/又は骨の再生を促進してもよく;対象における皮膚、骨、心臓、筋肉、神経、血管、又は他の損傷若しくは奇形組織の組織置換物を提供してもよく;対象における硝子体液代替物を提供してもよく(ヒドロゲル形態の場合);足場生体材料が、ヒドロゲル形態の足場生体材料を含有する嚢様構造を形成する、対象における人工嚢を提供してもよく;及び/又は美容外科手術用の構造移植片を提供してもよい。
本実施例では、2つの実験プロトコルが、リンゴ花托筒組織(セイヨウリンゴ)から本明細書に記載される足場生体材料を調製するために記載される。これらのプロトコルが当業者のためを目的に例示及び非限定的例として提供されることは理解されるであろう。本明細書の教示を考慮して当業者は、これらの例示的プロトコルに行うことができる種々の改変、付加、置き換え及び/又は他の変更を認識する。
1.所望の形及びサイズにリンゴ切片を切断
a.リンゴを半分に切断
b.半分のリンゴをPBS中に切断面を下にして浸す
c.マンドリンスライサーを適切な厚さ(本実施例では1.2mm)を得る ように調節
d.目に見えるリンゴ芯を含まない均一な切片を取り、計量まな板に置く
e.四角形にさらに処理するためにリンゴの一方の側を切り取り、他の片はPBS中に保存
f.リンゴ組織を四角形に切断するためにガイドライン(5mmX5mm)を使用
g.切断切片を1.5mL微量遠心管に入れる
h.使用しない切片の切り口を少なくとも10Xで測定し、実験帳簿に記録する
2.1mLの0.1%SDS(オートクレーブ処理dH2O中)を加え、振とう器上で、2日間(室温)、180RPM RTでインキュベートする
a.四角形のリンゴが浮いていないことを確認する
b.リンゴがなお浮いている場合はSDS処置を続ける
3.微量遠心管中の処理したリンゴをバイオセイフティーキャビネットに置く
4.パスツールピペットを用いて0.1%SDS溶液(室温)を除去する
5.リンゴ切片をオートクレーブ処理PBS(室温)を用いて4回洗浄する
a.洗浄の際は、パスツールピペットをリンゴに接触せずに可能な限り近づけることを試みる。これは、リンゴ組織に水が流れるように試みるためである。
b.管中に液体が残っていない場合は、リンゴから溶液を引き出すためにパスツールピペットを使用し続ける
c.さらに洗浄するとピペットから引き出されて見られる「セッケン様の泡」残留物の
量は減少するはずである
d.リンゴから引き出される「セッケン様の泡」が見られなくなるまで洗浄を続ける
e.リンゴは浮かないはずである
6.所望の試料を滅菌微量遠心管の反対側にセットする
7.最後のPBS洗浄液を微量遠心管から除去し、70%エタノールと置き換える
8.70%エタノール中に30分間〜1時間置く
9.70%エタノールを除去する
10.既に述べたものと同じ技術を用いて滅菌したPBSを用いるリンゴ切片の洗浄を続ける
a.パスツールピペットを必ず交換する
11.PBSを用いてリンゴ切片が浮かなくなるまで洗浄を続ける(少なくとも4回)
12.PBSを除去し、1%ペニシリン/ストレプトマイシンPBSと置き換える
13.動物モデルへ移植する
1.所望の形及びサイズにリンゴ切片を切断
a.リンゴを半分に切断
b.半分のリンゴをPBS中に切断面を下にして浸す
c.マンドリンスライサーを適切な厚さ(本実施例では1.2mm)を得るように調節
d.目に見えるリンゴ芯を含まない均一な切片を取り、計量まな板に置く
e.四角形にさらに処理するためにリンゴの一方の側を切り取り、他の片はPBS中に保存
f.リンゴ組織を四角形に切断するためにガイドライン(5mmX5mm)を使用
g.切断切片を1.5mL微量遠心管に入れる
h.使用しない切片の切り口を少なくとも10Xで測定し、実験帳簿に記録する
2.1mLの0.1%SDS(オートクレーブ処理dH2O中)を加え、振とう器上で、2日間(室温)、180RPM RTでインキュベートする
a.四角形のリンゴが浮いていないことを確認する
b.リンゴがなお浮いている場合はSDS処置を続ける
3.微量遠心管中の処理したリンゴをバイオセイフティーキャビネットに置く
4.パスツールピペットを用いて0.1%SDS溶液(室温)を除去する
5.リンゴ切片をオートクレーブ処理dH2O(室温)を用いて4回洗浄する
a.洗浄の際は、パスツールピペットをリンゴに接触せずに可能な限り近づけることを試みる。これは、それに水が流れるように試みるためである。
b.管中に液体が残っていない場合は、リンゴから溶液を引き出すためにパスツールピペットを使用し続ける
c.さらに洗浄するとピペットから引き出されて見られる「セッケン様の泡」残留物の量は減少するはずである
d.リンゴから引き出される「セッケン様の泡」が見られなくなるまで洗浄を続ける
e.リンゴは浮かないはずである
6.100mM CaCl2(オートクレーブ処理dH2O中)を加え、一晩(室温)置く
7.CaCl2溶液(室温)を除去
8.所望の試料を滅菌微量遠心管の反対側にセットする
9.最後の水洗浄液を微量遠心管から除去し、70%エタノールと置き換える
10.70%エタノール中に30分間〜1時間置く
11.70%エタノールを除去する
12.既に述べたものと同じ技術を用いて水を用いるリンゴ切片の洗浄を続ける
a.パスツールピペットを必ず交換する
14.PBSを用いてリンゴ切片が浮かなくなるまで洗浄を続ける(少なくとも4回)
15.PBSを除去し、1% P/S PBSと置き換える
16.動物モデルへ移植する
インビボでのマウス移植研究を本明細書に記載される足場生体材料実施形態のインビボでの効果を研究するために実施した。
本分野は、主として生分解性材料に注目してきた;しかし、実施においてはこのアプローチに伴う多くの問題点がある。多くの商業的生体材料とは異なり、特定の実施形態では現在の生体材料は、吸収性でないと見なされる場合がある(すなわち、身体によって十分に分解されず、吸収されない場合がある)(図9参照)。
有害な免疫応答を生じる場合がある副産物の産生を回避できる;並びに/又は(iv)吸収性生体材料が分解された場合、新たに再生された組織が損傷される可能性があり、次いで同様に排除される可能性がある;本明細書に記載される生体材料は、特定の実施形態では、そのような状況を回避できる。
本明細書に記載されるインビトロでの実験をセルロース足場内での細胞の侵入及び増殖を確認するために実行した。十分な細胞浸潤は、最初のプロトコル(上の実施例1に記載されている)が使用された場合は数週間かかった。同様の結果をわずか1週間以内でもたらす塩化カルシウム洗浄(CaCl2)の追加を含む、改変プロトコル(同様に上の実施例1に記載されている)を次に開発した(図9参照)。
前臨床試験を1、4及び8週間の期間で5x5x1mm足場の皮下移植への応答を研究するためにマウスモデルで実行した。セルロースベースの足場はリンゴ、フェンネル及びアスパラガスに由来し、キチンベースの足場は白色キノコに由来した(図6参照)。
足場生体材料のインビボでの生体適合性の課題に対処するために、身体のリンゴ由来セルロース足場への応答を特徴付けた。肉眼的(約25mm3)細胞不含有セルロース生体材料を産生し、マウスモデルに1、4及び8週間、皮下に移植した。ここで、免疫適格性マウスの免疫学的応答、足場への細胞外マトリクスの沈着及び移植したセルロース生体材料中の血管新生(血管形成)の証拠を評価した。注目すべきことに、外科的手技について予測されるとおり、異物反応が移植後直ちに観察された一方で、研究の完了までに低い免疫学的応答だけが、すべての動物群においていかなる致死率も注目すべき感染も伴わずに観察された。周囲の細胞、主に活性化線維芽細胞も足場に侵入し、新たな細胞外マトリクスを沈着することも見出された。同様に足場自体が、8週間の研究にわたってその本来の形及び構造の大半を保持できた。重要なことに、足場は、血管新生促進効果を明らかに有し、移植された生体材料を通る機能的血管の増殖をもたらした。合わせて本研究は、血管新生し、周囲の健康な組織に組み込まれる、生体適合性である3Dセルロース足場を産生するための比較的容易な方法があることを実証している。
動物 すべての実験手順は、the University of Ottawaのthe Animal Care and Use Committeeによって承認された。野生型C57BL/10ScSnJマウス(オス及びメス;6〜9週齢;各群n=マウス7匹)をTheJackson Laboratory社(Bar Harbor、Maine、USA)から購入し、本発明者らの施設で飼育した。すべての動物を一定の室温(±22℃)及び湿度(約52%)に保った。それらは通常餌を与えられ、管理された12時間の明/暗周期下に保たれた。
Nat Med. 2008;14: 213-21. doi:10.1038/nm1684)のものに関連するプロトコルを使用
することによってリンゴ組織を脱細胞化した。個々のリンゴ組織試料を滅菌した2.5m
l微量遠心管に置き、2mlの0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS;Sigma-Aldrich社)溶液を各管に加えた。試料を48時間、180RPMで、室温で振とうした。次い
で得られたセルロース足場を新たな滅菌微量遠心管に移し、洗浄し、12時間、PBS(Sigma-Aldrich社)中でインキュベートした。セルロース足場を滅菌するために、それら
を70%エタノール中、1時間インキュベートし、次いでPBSを用いて12回洗浄した。次いで試料を1%ストレプトマイシン/ペニシリン(HyClone社)及び1%アンホテリ
シンB(Wisent社、QC、Canada)を含むPBS中で維持した。この時点で、試料を直ちに
使用した、又は4℃で2週間以内で保存した。
Canada社、ON、Canada)の適用によって保護した。手術部位を準備するために、マウス
背部の毛を剃り、皮膚をENDURE 400 Scrub-Stat4 Surgical Scrub(グルコン酸クロルヘ
キシジン、4%溶液; Ecolab社、Minnesota、USA)及びSoluprep(2%w/vクロルヘキシジン及び70%v/vイソプロピルアルコール;3M Canada社、London、ON、Canada)を使用して清浄化し、滅菌した。動物の水分補給を維持するために、1mlの0.9%塩化ナトリウム溶液を皮下投与した(s.c.)(Hospira社、Montreal、QC、Canada)。外
科的手技の際、本発明者らは、生着手術のために求められるすべての無菌処置を適用した。足場を移植するために、2カ所の8mm切開を各マウスの背部セクションに作製した(上及び下)。2つのセルロース足場試料を別々及び個々に各マウスに移植した。次いで切開をSurgipro II monofilament polypropylene 6-0(Covidien社、Massachusetts、USA)を使用して縫合し、経皮的ブピバカイン2%(一水和物として;Chiron Compounding Pharmacy社、Guelph、ON、Canada)を感染を予防するために手術部位に局所適用した。同様
にブプレノルフィン(HCLとして)(0.03mg/ml;Chiron Compounding Pharmacy社、Guelph、ON、Canada)を鎮痛剤としてs.c.投与した。次いですべての動物を
続く3日間animal care servicesによって注意深くモニターし、同じ薬理学的処置を繰り返して受けさせた。
00、ab5694、abcam社、Toronto、ON、Canada)及び抗CD45(1:3000;ab10558、abcam社、Toronto、ON、Canada)一次抗体を1時間、室温でインキュベートした。ブ
ロッキング試薬(Background Sniper、BiocareMedical社、Concorde、CA、USA)及び検
出系MACH4(Biocare Medical社、Concord、CA、USA)を企業の仕様書に従って適用した。細胞浸潤、細胞外マトリクス沈着及び血管形成(血管新生)の評価のために、40x対物レンズを備えたZeiss MIRAX MIDI Slide Scanner (Zeiss社、Toronto、Canada)を使用
して顕微鏡像を捕捉し、Pannoramic Viewer(3DHISTECH社、Budapest、Hungary)及びImageJソフトウェアを使用して分析した。炎症のスコア付けは、病理学者によって評価され
た。スコア付けは、全異物反応の規模の定性分析及び異物反応内の細胞集団の割合によって主観的に指定した。
を2.00〜10.0kVの範囲の電圧で、JSM-7500F Field Emission SEM(JEOL社、Peabody、MA、USA)上で実行した。
足場調製 セルロース足場を先に記載されたもの(Modulevsky DJ, Lefebvre C,Haase
K, Al-Rekabi Z, Pelling AE. Apple Derived Cellulose Scaffolds for 3D MammalianCell Culture. Kerkis I, editor. PLoS One. 2014;9: e97835.doi:10.1371/journal.pone.0097835)に関連する脱細胞化技術を使用してリンゴ組織から調製した。すべての足場を5.14±0.21x5.14±0.21x1.14±0.08mm(図11A)のサイズに切断し、移植のために脱細胞化及び調製した(図11B)。足場は、すべての植物細胞物質及びデブリの喪失のために脱細胞化後は半透明に見える。リンゴ細胞の除去は、組織学的観察(図11C)及び走査型電子顕微鏡(図11D)を用いても確認された。組織学的画像の分析及び平均壁厚(4.04±1.4μm)の測定は、実験条件下でのセルロース足場が高多孔性であり、近くの細胞によって侵入されることがあり、その形を維持している無細胞性セルロース足場をもたらすことを明らかにしている。
Wennerberg A. Foreign Body Reaction to Biomaterials: On Mechanisms for Buildupand Breakdown of Osseointegration. Clin Implant Dent Relat Res. 2014; 1-12.doi:10.1111/cid.12274、Onuki Y, Bhardwaj U,Papadimitrakopoulos F, Burgess DJ. A review of the biocompatibility ofimplantable devices: current challenges to overcome foreign body response. Jdiabetes Sci Technol. 2008;2: 1003-1015. doi:10.1016/S0091-679X(07)83003-2、Anderson JM, Rodriguez A, Chang DT. Foreign body reaction to biomaterials.Semin Immunol. 2008;20: 86-100. doi:10.1016/j.smim.2007.11.004)。4週間時点で、周囲の表皮組織において及びセルロース足場に移動している細胞集
団においての両方で明確な差異が観察された(図13E)。セルロース足場周囲の表皮組織は、免疫応答が減少しており、ここでは軽度から低いとしてスコア化された。足場周囲の表皮内の細胞の集団は、ここでは高レベルのマクロファージ及びリンパ球を含有している(図13E)。これは、移植された生体材料への異物反応の予測された特徴であり、足場清浄化プロセスを実証している(Trindade R, Albrektsson T, Tengvall P, Wennerberg A. Foreign BodyReaction to Biomaterials: On Mechanisms for Buildup and Breakdown ofOsseointegration. Clin Implant Dent Relat Res. 2014; 1-12.doi:10.1111/cid.12274、Onuki Y, Bhardwaj U,Papadimitrakopoulos F, Burgess DJ. A review of the
biocompatibility of implantable devices: current challenges to overcome foreign
body response. J diabetes Sci Technol. 2008;2: 1003-1015.doi:10.1016/S0091-679X(07)83003-2、Anderson JM,Rodriguez A, Chang DT. Foreign body reaction to biomaterials. Semin Immunol.2008;20: 86-100. doi:10.1016/j.smim.2007.11.004)。炎症
性応答の一部として足場の内側の多核細胞の集団の増加もある(図13E)。最終的に、1及び4週間で明らかな免疫応答は、移植後8週間で表皮組織は正常に見えて完全に消失した(図13F)。実際にセルロース足場と接触している表皮組織は、正常表皮組織と同じ構造を含有している。セルロース足場周辺では、このとき炎症の減少によって細胞の密度はさらに低く、特に断片化された死細胞は存在しない。その代わり、ここで細胞の集団は、マクロファージ、多核細胞及び活性線維芽細胞のレベルが上昇している。活性線維芽細胞(紡錘状に見える)は、周囲の表皮からセルロース足場への移動を観察できる。実際に、線維芽細胞はセルロース足場全体を通じて見出される。これらの結果は、移植後8週間までに、セルロース足場が宿主によって許容されたことを実証している。H&E炎症分析と並行して、抗CD45染色を足場及び周囲の真皮組織の全体の炎症レベルを評価するために実施した(図3G−I)。真皮及び足場内全体の炎症が1週間後に上昇していることは明らかである。しかし、白血球の量は、周囲の真皮及び足場において移植時間にわたって顕著に減少し、8週間でほとんど基礎レベルに達する。
てセルロース足場上及び周囲の真皮での血管の存在を観察した(図15A)。血管の複数の横断面が、赤血球(RBC、redblood cell)の存在を伴って、足場移植の4週間以内に同定される(図15B;H&E染色)。RBC及び内皮細胞を伴う毛細血管が明確に見られる同じ結果が移植後8週間で得られる(図15C;マッソントリクローム)。血管形成についてのすべての結果は、足場中の内皮細胞を同定するための抗CD31染色を用いても確認された(図15D)。
この研究では、リンゴ花托筒組織由来無細胞性セルロース足場のインビボでの生体適合性を評価した。この目的のために無細胞性セルロース足場をそれらの生体適合性を確立するために免疫適格性マウスの皮下に移植した。データは、移植された足場が低い炎症性応答を実証し、細胞の侵入及び細胞外マトリクス沈着を促進し、血管新生促進環境として作用することを明らかにしている。著しくは、この研究では、セルロース足場の良好な移植を示して、本研究の経過の際に死んだ、又は浮腫、滲出物若しくは異常感などのいかなる移植拒絶の症状も示したマウスはなかった。これらの移植された足場は、元の宿主植物細胞が存在した空洞の多孔性ネットワークからなっている(Backdahl H, Helenius G, Bodin A, Nannmark U, Johansson BR, RisbergB, et al. Mechanical properties of bacterial cellulose and interactions withsmooth muscle cells. Biomaterials. 2006;27: 2141-9.doi:10.1016/j.biomaterials.2005.10.026)。この構造は、植物組織を通じた栄養素の移行を効率的に促進する。本明細書及び先の研究で示されるとおり、リンゴ組織は、脱細胞化され得る(Modulevsky DJ, Lefebvre C, Haase K, Al-Rekabi Z, Pelling AE.
Apple Derived Cellulose Scaffolds for 3D Mammalian Cell Culture. Kerkis I,editor. PLoS One. 2014;9: e97835. doi:10.1371/journal.pone.0097835)。この簡単な処置は、花托筒組織の外観を変化させ、それにより細胞物質の除去の結果として透明になる。
Mechanisms for Buildup and Breakdown of Osseointegration. Clin Implant DentRelat Res. 2014; 1-12. doi:10.1111/cid.12274、Onuki Y,Bhardwaj U, Papadimitrakopoulos F, Burgess DJ. A review of the biocompatibilityof implantable devices: current challenges to overcome foreign body response. Jdiabetes Sci Technol. 2008;2: 1003-1015. doi:10.1016/S0091-679X(07)83003-2、Anderson JM, Rodriguez A, Chang DT. Foreign body reaction tobiomaterials. Semin Immunol. 2008;20: 86-100. doi:10.1016/j.smim.2007.11.004、Jones KS. Effects of biomaterial-induced inflammation
on fibrosis and rejection. Semin Immunol. 2008;20: 130-136.doi:10.1016/j.smim.2007.11.005、Nilsson B, Ekdahl KN,Mollnes TE, Lambris JD. The role of complement in biomaterial-inducedinflammation. Mol Immunol. 2007;44: 82-94. doi:10.1016/j.molimm.2006.06.020)。これは、予測外ではなく、外来物質及び外科的手技への応答の結果である(Trindade R, Albrektsson T, Tengvall P, Wennerberg A. Foreign BodyReaction to Biomaterials: On Mechanisms for Buildup and Breakdown ofOsseointegration. Clin Implant Dent Relat Res. 2014; 1-12.doi:10.1111/cid.12274、Onuki Y, Bhardwaj U,Papadimitrakopoulos F, Burgess DJ. A review of the biocompatibility of
implantable devices: current challenges to overcome foreign body response. Jdiabetes Sci Technol. 2008;2: 1003-1015. doi:10.1016/S0091-679X(07)83003-2、Anderson JM, Rodriguez A, Chang DT. Foreign body reaction tobiomaterials. Semin Immunol. 2008;20: 86-100. doi:10.1016/j.smim.2007.11.004、Jones KS. Effects of biomaterial-induced inflammation on fibrosisand rejection. Semin Immunol. 2008;20: 130-136. doi:10.1016/j.smim.2007.11.005、Nilsson B, Ekdahl KN, Mollnes TE, Lambris
JD. The role of complement in biomaterial-induced inflammation. Mol Immunol.2007;44: 82-94. doi:10.1016/j.molimm.2006.06.020)。移植4週間後、足場内の細胞の集団は、発達し、ここではリンパ球、単球、マクロファージ、異物多核細胞及び散在した好酸球である。慢性炎症で典型的なことに、1週間で暫定的なマトリクス中に存在した細胞性デブリは、宿主免疫系によって排除されている(Trindade R, Albrektsson T, Tengvall P, Wennerberg A. Foreign BodyReaction to Biomaterials: On Mechanisms for Buildup and Breakdown ofOsseointegration. Clin Implant Dent Relat Res. 2014; 1-12.doi:10.1111/cid.12274、Onuki Y, Bhardwaj U,Papadimitrakopoulos F, Burgess DJ. A
review of the biocompatibility of implantable devices: current challenges toovercome foreign body response. J diabetes Sci Technol. 2008;2: 1003-1015.doi:10.1016/S0091-679X(07)83003-2、Anderson JM,Rodriguez A, Chang DT. Foreign body reaction to biomaterials. Semin Immunol.2008;20: 86-100. doi:10.1016/j.smim.2007.11.004、JonesKS. Effects of biomaterial-induced inflammation on fibrosis and rejection.Semin Immunol. 2008;20: 130-136. doi:10.1016/j.smim.2007.11.005、Nilsson
B, Ekdahl KN, Mollnes TE, Lambris JD. The role of complement inbiomaterial-induced inflammation. Mol Immunol. 2007;44: 82-94.doi:10.1016/j.molimm.2006.06.020)。8週間では、セルロース足場は、すべての暫定的なマトリクス及び細胞性デブリがなく、低レベルのマクロファージ及び異物多核細胞は足場内にまだ見える。セルロース足場内の免疫応答と一致して、周囲の組織はその本来の生理機能に戻っていることが観察される。実際に移植後8週間で、周囲の組織は対照組織とほとんど同様であった。8週間で免疫応答及び炎症は低いが、低レベルのマクロファージは、足場内に観察することができる。伝統的に炎症と関連するが、マクロファージは、本発明者らの発見と一致する有益な役割を有する。具体的にはマクロファージは、増殖及び血管新生促進因子、ECMタンパク質並びに、組織修復及び再生において線維増殖及び血管新生を積極的に制御する線維形成促進因子を分泌することも周知である(Anderson JM, Rodriguez A, Chang DT. Foreign body reaction tobiomaterials. Semin Immunol. 2008;20: 86-100. doi:10.1016/j.smim.2007.11.004)。それにも関わらず、8週間後の足場内の膨大な細胞の集団は、ここで
反応性線維芽細胞である。これらの細胞は、新たなコラーゲン細胞外マトリクスの分泌を通じて足場の微小環境を変化させる。瘢痕組織において見出されるコラーゲンの特徴的な高密度、ケーブル様の組織とは反対に、新たなマトリクスは、比較して著しい低密度を示し、再生を示唆する(Motegi K, Nakano Y, Namikawa A. Relation between cleavage lines andscar tissues. J Maxillofac Surg. 1984;12: 21-8. Available:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6583292)。
importance of angiogenesis in the interaction between polymeric biomaterialsand
surrounding tissue. Clin Hemorheol Microcirc. 2003;28: 175-81. Available:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12775899)。天然組織と同様に、足場への限定的な血液供給は、虚血及び潜在的な壊死をもたらす場合がある。興味深いことに、400μm未満のポア直径を有するバイオセラミックスは、インビボでの移植において血管の成長の減少及び血管直径のサイズの限定を生じることが実証された。細胞壁構造の多孔質構造は、4.04±1.4μmのマニュアル相互接続距離を有する、100〜300μmの範囲の直径を有する重なり合った細胞壁空洞からなる。そのように、セルロース足場の高多孔性サイズ及び低い体積分率は、血管形成の促進と一致する。合わせて、ここでセルロース足場は、暫定的なマトリクスではなく、皮下移植片として十分に許容されると考えられる。
its derivatives. J Biomed Mater Res. 1989;23: 125-133.doi:10.1002/jbm.820230110)。さらに、植物組織において見出されるセルロースの高度な結晶形態は、哺乳動物に
おける分解に抵抗性であることも公知である(Miyamoto T, Takahashi S, Ito H,Inagaki H, Noishiki Y. Tissue biocompatibility of cellulose and itsderivatives. J Biomed Mater Res. 1989;23: 125-133. doi:10.1002/jbm.820230110)。代替的に、インビボでのセルロース移植が、より容易に分解されるように化学的に活性化できることが実証された(Dugan JM, Gough JE, Eichhorn SJ. Bacterial Cellulose Scaffolds andCellulose Nanowhiskers for Tissue Engineering. Nanomedicine. 2013;8: 297-298)。しかし
、セルロースの高度な結晶形態は、報告された最も低い免疫学的応答のいくつかを有する(Miyamoto T,Takahashi S, Ito H, Inagaki H, Noishiki Y. Tissue biocompatibility
of cellulose and its derivatives. J Biomed Mater Res. 1989;23: 125-133.doi:10.1002/jbm.820230110)。
及び動物組織、合成ポリマー並びにチタン及びセラミクスなどの材料由来である場合がある(Saini M.Implant biomaterials: A comprehensive review. World J Clin Cases. 2015;3: 52.doi:10.12998/wjcc.v3.i1.52、Pashuck ET, Stevens MM.STATE OF THE ART REVIEW Designing Regenerative Biomaterial Therapies for theClinic. Sci Transl Med. 2012;4、Lemons JE, Lucas LC.Properties of biomaterials. J Arthroplasty. 1986;1: 143-147.doi:10.1016/S0883-5403(86)80053-5、Bohner M. Resorbablebiomaterials as bone graft substitutes. Mater Today. 2010;13: 24-30.doi:10.1016/S1369-7021(10)70014-6、Ratner BD, HoffmanAS, Schoen FJ, Lemons JE. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine. Chemical Engineering. 2004、Zhou L, Pomerantseva I, Bassett EK, Bowley CM, Zhao X, Bichara D a,et al. Engineering ear constructs with a composite scaffold to maintaindimensions. Tissue Eng Part A. 2011;17: 1573-1581. doi:10.1089/ten.tea.2010.0627、Temenoff JS, Mikos AG. Injectable biodegradable materials fororthopedic tissue engineering. Biomaterials. 2000;21: 2405-2412.doi:10.1016/S0142-9612(00)00108-3、Bao G, Suresh S. Celland
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魅力的なシナリオであるが、新たに形成された構造は、足場分解として崩壊することも見出されている(Zhou L,Pomerantseva I, Bassett EK, Bowley CM, Zhao X, Bichara D a, et al. Engineeringear constructs with a composite scaffold to maintain dimensions. Tissue EngPart A. 2011;17: 1573-1581. doi:10.1089/ten.tea.2010.0627、Liao
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においてインビボで生体適合性であり、例えば、組織再生のための新たな戦略として検討することができる。
追加的脱細胞化プロトコルは、本明細書に記載されている。本実施例では、軟組織を固めるために植物を−20℃冷凍庫で5分間冷却した。冷却した植物組織を、ノギスを用いて測定した均一の厚さに薄片化するためにマンドリンスライサーを利用した。次いで切片をセグメントに切断し、次いで細胞物質及びDNAを組織試料から除去する一方で、インタクトの三次元足場を残すために改変哺乳動物組織プロトコルを使用することによって脱細胞化した。プロトコルは、哺乳動物組織のためのプロトコルから改変した(Ott et al., 2008)。個々の組織試料を滅菌した2.5mL微量遠心管に置き、2mLの0.5%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS;Sigma-Aldrich社)溶液を各管に加えた。試料を12時
間、160RPMで、室温で振とうした。次いで得られたセルロース足場を新たな滅菌微量遠心管に移し、洗浄し、6時間、1%ストレプトマイシン/ペニシリン(HyClone社)
及び1%アンホテリシンB(Wisent社)を含むPBS(Sigma-Aldrich社)中でインキュ
ベートした。この時点で試料を直ちに使用した、又はPBS中、4℃で2週間以内で保存した。得られた脱細胞化セルロース足場は図1A及びBで観察できる。
C2C12マウス筋芽細胞、NIH3T3マウス線維芽細胞及びHeLaヒト上皮細胞株をこの研究に
おいて使用した(すべてthe American Type Culture Collection (ATCC)から得た
)。細胞を、細胞生物学実験で使用される最も一般的な細胞型を表すものとして選択した。2Dの従来の細胞培養を、足場移植のために上に述べた細胞を採取するために使用した。細胞を、10%ウシ胎児血清(HyClone社)、1%ペニシリン/ストレプトマイシン(HyClone社)及び1%アンホテリシンB(Wisent社)を補充した標準的細胞培養培地(high
glucose DMEM(HyClone社))中、37℃で、5%CO2、T75フラスコ(Thermo Scientific社)中で培養した。培養培地を1日おきに交換し、細胞を80%コンフルエンス
で継代した。
6x106個を含有する液滴40μLを各足場上に注意深く形成した。試料をインキュベーター内に6時間、細胞を足場に接着させるように置いた。次に2mLのDMEMを各ウェルに加え、試料を48時間インキュベートした。この時点で、哺乳動物細胞を含有する試料を次に、新たな24ウェルPDMSコート組織培養プレートに注意深く移した。継続的な細胞増殖のために、培養培地を毎日交換し、足場を2週間ごとに新たな24ウェルプレートに移した。
天然細胞及び核酸を含まない3Dセルロース足場を得るために脱細胞化を使用した。表面活性物質ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を脱細胞化を達成するために使用した。そうでないと細胞が死ぬことから、足場が新たな細胞で再配置される前にSDSを除去した。小さな足場では、SDSの濃度は低くてよい;しかし対象物が大きいほど、完全な脱細胞化を受けるためにより高い濃度のSDSが使用される場合がある。残余SDSは、十分な洗浄によって、特に低濃度のSDSが使用される場合に除去できる。より高い濃度のSDSは、特定のケースでは洗浄だけを介して除去することが困難で時間がかかるようになる場合がある。本明細書に記載されるとおり、CaCl2の添加は、脱細胞化足場からの残留SDSの容易な除去を可能にできる。理論に束縛されることなく、この概念の背後にある原理はSDSをミセルにするために塩緩衝剤を使用することであると考えられている。十分高い塩濃度が適切なミセル形成を刺激するために使用でき、高すぎる塩濃度は生体材料上に塩を析出させる場合がある。塩残留物は、dH2O、酢酸又はDMSOと共にインキュベートすることなどのいくつかの技術によって除去することができる。超音波処理も堅固に結合したデブリを除去するために使用できる。CaCl2の濃度は、残留SDSの量に依存する場合がある。本研究では脱細胞化は、水中の0.1%SDSを使用することによって達成された。CaCl2の濃度は、図18に示されるとおり、脱細胞化のために使用されたSDSの量に依存する場合がある。100mMの濃度では、中程度の量の塩/ミセルが足場上に析出した(図19A)。塩残留物は、dH2O中で足場をインキュベートすることによって効果的に除去された(図19B)。
micelle concentration)を変更できる。曇り点として公知の特定の濃度で、相転移が生じる場合があり、ミセルは不溶性になり、容易に洗浄除去することができる。
セルロース構造は、生体材料の使用目的に応じて生化学的に官能化される場合がある。理解されるとおり、そのような修飾は潜在的使用及び適用を拡張できる。セルロースは、例えば、材料を様々な分子にコンジュゲートするために使用できる遊離ヒドロキシル基を有する。
天然セルロースは、C2C12筋芽細胞、3T3線維芽細胞及びヒト上皮HeLa細胞を含む哺乳動物細胞をサポートできる。しかし、機能的生体材料は、特定の使用目的に合わせて化学的に及び機械的にさらに調整することができる。2つの異なる技術が脱細胞化セルロース足場の堅さを変更するためにこれらの実験において使用された。加えて位相差画像は、生体材料が化学的及び物理的修飾後にも哺乳動物細胞培養をさらにサポートすることを実証している。
BS中でリンスし、いかなる未反応グルタルアルデヒドも減らすために1%水素化ホウ素
ナトリウム(Sigma-Aldrich社)の溶液中で一晩インキュベートした。細胞を足場に播種
する前に、すべての試料(天然、コラーゲンコート又は架橋)を37℃で、5%CO2に維持された標準的組織培養インキュベーターにおいて哺乳動物細胞培養培地(以下に記載)中で12時間インキュベートした。結果を図23A〜Dに示す。天然組織及び未修飾足場は、機械的特性においていかなる顕著な差異も示さない。コラーゲン官能化及び化学的架橋足場の両方はDMEM足場と比較して弾性における顕著な増加を示した。脱細胞化(SDS)、コラーゲン官能化(SDS+Coll)及びグルタルアルデヒド架橋(SDS+GA)足場は、実験条件下ですべてC2C12細胞の増殖をサポートした。
本発明者らは、セルロース足場が独立型3D生体材料としてどのように作用できるかを以前示した。本明細書において本発明者らは、脱細胞化セルロースがどのように様々な肉眼的形に切断できるかを示している(図24:環状)。C2C12マウス筋芽細胞を生体材料
上に播種し、細胞を2週間、増殖及び足場に侵入させた。2週間後、構造は細胞で満ちていた(図24)。生体材料は、従来の型技術との組合せでも同様に使用できる。本研究では本発明者らは、それぞれゼラチン及びコラーゲンを使用する一時的及び持続性両方の逆型のために、どのようにセルロースコンストラクトが使用できるかを示している(図24B〜C)。ゼラチンは、32℃の融解温度を有する。一時的な逆型のために、細胞は、37℃で細胞培養培地中の10%ゼラチン溶液に再懸濁された。細胞が生体材料に播種されたすぐ後に、ゼラチン溶液をその融解温度以下に冷却し、凝固させた。ゼラチンゲルの形成は、基質に付着する時間を細胞に与える。インキュベーター中に置かれた後にゼラチンゲルが37℃に加熱されると、ゼラチンは溶け、一方細胞は生体材料上に残った。反対にセルロースは、ゲルが望ましい場合に持続性ゲルのための逆型としても作用できる。持続性逆型のために、セルロースは細胞を含有するコラーゲン溶液で覆われた(図24C)。コラーゲン溶液は、急速に凝固し、生体材料及び細胞を含有する持続性ゲルを形成した。
質を追加できる。反対に生体材料が薬物送達のためである場合、薬物を含有するウイルスカプセルは使用できる。さらに生体材料は、例えば免疫応答が問題になる場合、イブプロフェン塩を用いてコートされてよい。種々の要素を生体材料に加える可能性は検討される。これらの要素として、これだけに限らないが、タンパク質(例えばコラーゲン、エラスチン及びインテグリン)、核酸(例えばDNA、RNA及びsiRNA)、脂肪酸(例えばステアリン酸、パルミチン酸及びリノール酸)、代謝物(例えばアスパラギン酸、ビタミンB2及びグリセロール)、リガンド(例えばビタミンD、テストステロン及びインス
リン)、抗原(例えばペプチド、多糖及び脂質)、抗体(例えばIgA、IgE及びIgG)、ウイルス(例えばHIV、HEP C及びウシポックス)、合成ポリマー(例えばナイロン、ポリエステル及びテフロン)、官能基(カルボン酸、エステル及びイミド)、薬物(例えば例としてヒドロコドン、アモキシシリン、プラビックス)、小胞(例えば液胞、輸送小胞及び分泌小胞)、有機分子(例えば炭水化物、リガーゼ及びビタミン)、並びに/又は無機分子(例えば鉄、チタン及び金)が挙げられる。付加的に、細菌(これだけに限らないがビフィドバクテリウム属など)は、マイクロバイオームを変更/調節するために加えることができる。細胞特異性が望ましい場合、例えば細胞動員因子が挙げられる。
追加的要素/化合物は、生体材料のためのサポート構造として使用できる。追加的要素の選択は、目的の用途に依存する。例えば、生体材料が一定の負荷を支え、その形を維持するためである場合、チタン構造を含むことができる。例として、そのような要素/構成成分として、チタン、低C鋼、アルミニウム、Co−Cr合金、316型ステンレススチール、PMMAセメント、超高MW PEなどが挙げられる。特定の実施形態では、そのような要素は、生体材料内(内側)、生体材料の外側又は両方に加えることができる。特定の実施形態では、そのような要素/化合物としてFDA承認を既に通過したものが挙げられる。
共焦点レーザー走査顕微鏡をセルロースコンストラクトの上面及び底面の約300μm
z薄片を画像化するために使用した。視野の深度が厚さ約1.2mm未満のリングであったことから、両側が画像化された。図25は、セルロース生体材料上の細胞のxy及びzy投影を示している。細胞の核(青)は、セルロース細胞壁(赤)に沿って見出された(図25 xy投影)。共焦点走査の直交図は、細胞が足場に侵入したことを明らかにした(図25 zy投影)。共焦点画像化は、細胞の侵入及び増殖を定量できるようにした(図26)。細胞核画像は、ImageJ adaptive threshold pluginを使用して閾値化され、分析粒子プラグインを合計核面積を測定するために使用した。最初に、細胞を試料の上面に播種した。生体材料の上面及び底面を覆った核面積の比を細胞侵入を測定するために使用した。細胞侵入について3つの異なる条件間に統計的差異はなかった(図26)。実際に、上面:底面の比は、1に近かった(図26)。画像化した薄片の合計核面積を各条件での細胞の増殖を比較するために算出した。合計核面積が3つの条件間で有意に異ならなかったことが見出された。結果として、一時的及び持続性逆型は、検査した条件下で、細胞増殖に影響を与えなかった。
植物セルロース足場内の構造の人工的作製を、セルロース足場への宿主細胞の移動を増加させるなどの具体的な目的のための様々な構造を作製する実行可能性を実証するために実施した。結果は、そのような人工構造がリンゴ由来セルロースベースの足場内に作製された図27に示されている。
適用によって保護して2%イソフルランUSP-PPC(Pharmaceuticalpartners of Canada社
、Richmond、ON、Canada)を使用して麻酔した。マウス背部の毛を剃り、その下の皮膚をENDURE400 Scrub-Stat4 Surgical Scrub(グルコン酸クロルヘキシジン、4%溶液;Ecolab社、Minnesota、USA)及びSoluprep(2% w/vクロルヘキシジン及び70% v
/vイソプロピルアルコール;3M Canada社、London、ON、Canada)を使用して清浄化し、滅菌した。動物の水分補給は、1mlの0.9%塩化ナトリウム溶液(Hospira社、Montreal、QC、Canada)の皮下投与(s.c.)を介して維持された。外科的手技を通じて、
厳密に無菌性のすべての手段が生着手術のために支持された。足場を移植するために、2カ所の8mm切開を各マウスの背部セクションに作製した(上及び下)。2つのセルロース足場試料を別々及び独立に各マウスに移植した。次いで切開をSurgipro II monofilament polypropylene 6-0(Covidien社、Massachusetts、USA)を使用して縫合し、経皮的ブピバカイン2%(一水和物として;Chiron Compounding Pharmacy社、Guelph、ON、Canada)を感染を予防するために手術部位に局所適用した。加えてブプレノルフィン(HCL
として)(0.03mg/ml;Chiron Compounding Pharmacy社、Guelph、ON、Canada
)を鎮痛剤としてs.c.投与した。次いですべての動物を続く3日間animal care servicesによって注意深くモニターし、同じ薬理学的処置の追加的処置を受けさせた。足場移植後1及び4週間で、マウスをCO2吸入を使用して安楽死させた。背部皮膚を注意深く切除し、PBS溶液に直ちに浸した。次いでセルロース足場を含有する皮膚薄片を撮影し、切断し、10%ホルマリン中で少なくとも48時間固定した。次いで試料を、the University of Ottawaのthe PALM HistologyCore Facilityによってパラフィンに包埋する前に70%エタノール中に保った。
図28は、4週間及び/又は8週間で示される植物界から選択されるセルロースベースの起源の組織及び構造の種々の例を提供している。この図は、種々の供給源由来のセルロース足場、それらの切除及び表示の4週間及び8週間後の組織像を示す図である。
のために測定した(第1カラム:セルロース足場)。セルロース移植を、表示する4又は8週間で切除した(第2カラム:切除)。セルロース足場内1mmから開始する一連の5μm厚の薄片を切断し、ヘマトキシリン−エオシン(H&E)を用いて染色した(第3カラム:組織像)。細胞浸潤の評価のために、40x対物レンズを備えたZeiss MIRAX MIDI
Slide Scanner(Zeiss社、Toronto、Canada)を使用して顕微鏡写真を捕捉し、Pannoramic Viewer (3DHISTECH社、Budapest、Hungary)及びImageJソフトウェアを使用して分析した;
本明細書上記の実施例3に基づいて、セルロース足場移植及び切除を、皮下移植片を評価するために実施した。実験結果を図29に示す。セルロース足場生体材料の皮下移植を小さな皮膚切開(8mm)によって、C57BL/10ScSnJマウスモデルの背部領域に実施した
(図29A)。各移植片をそれらの移植の前に足場面積比較のために測定した(図29B)。セルロース足場を手術後1週間(図29D)、4週間(図29E)及び8週間(図29F)後に切除し、肉眼写真を撮った(対照皮膚は図29C)。各時点で、血管は、セルロース移植片に明確に一体化されており、生体適合性を実証している。同様に移植片周囲の組織に急性又は慢性炎症はない。経時的なセルロース足場表面積における変化は図29Gに示されている。移植前の足場は、26.30±1.98mm2の面積を有した。移植後、足場の面積は、1週間後に20.74±1.80mm2、4週間後に16.41±2.44mm2及び8週間後に13.82±3.88mm2に低下した。セルロース足場の表面積は、移植8週間後に約12mm2(48%)顕著に減少した(*=P<0.001;n=12〜14);
、abcam社、Toronto、ON、Canada)及び抗CD45(1:3000;ab10558、abcam社、Toronto、ON、Canada)一次抗体を1時間、室温でインキュベートした。ブロッキング試
薬(Background Sniper、BiocareMedical社、Concorde、CA、USA)及び検出系MACH4(BiocareMedical社、Concord、CA、USA)を企業の仕様書に従って適用した。細胞浸潤、細
胞外マトリクス沈着及び血管形成(血管新生)の評価のために、40x対物レンズを備えたZeiss MIRAXMIDI Slide Scanner (Zeiss社、Toronto、Canada)を使用して顕微鏡像
を捕捉し、Pannoramic Viewer(3DHISTECH社、Budapest、Hungary)及びImageJソフトウ
ェアを使用して分析した。
活性線維芽細胞である。
本明細書に記載されるプロセスは、滅菌セルロース移植片をその形及び機械的強度を保って産生するために使用できる。本発明者らの施設内のバルク機械検査装置を利用して、本発明者らの天然セルロース移植片の弾性係数は、移植片が直線のマイクロチャネルに平行な方向に圧縮される場合、約2MPaと記録された。移植片がマイクロチャネルに直角に交わる方向に圧縮される場合、係数はおよそ一桁小さく観察される。これらの値は、硬膜及び軟膜の弾性係数と高度に一致し、これらの移植片が周囲の脊髄組織の大部分の機械的特性の範囲内にあることを意味している。図33は、脱細胞化アスパラガス木部構造及びマイクロチャネルの画像を示している。
を含有する薄片に薄片化した。第3脳室のすぐ側の灰白質を解剖培地を含む試験管に採取した。解剖培地中の灰白質組織を連続的に遠心分離し、上清を採取した。すべての上清を除去したら、最後の管を遠心分離し、沈殿を2mLの培養培地(Advanced DMEM/F12 medium(Life Technologies社)、1% L−グルタミン(Life Technologies社)及び1%N2
supplement(CEDARLANE LABORATORIES LTD))に再懸濁した。再懸濁細胞溶液を初代ラ
ットニューロスフェアの増殖を可能にするために0.001%ヒト上皮増殖因子及び塩基性線維芽細胞増殖因子(PEPROTECH社)を含む6ウェル超低接着プレートにアリコートし
た。特注生産された細胞培養チャンバーで、ニューロスフェアを個々の移植片の上に局所的に播種した。ニューロスフェアを培養し、2週間、5%CO2インキュベーターで維持した。培養培地は、毎日交換した。足場試料を4%パラホルムアルデヒドを用いて固定し
た。セルロース細胞を先に使用したプロトコルを用いて染色した。ニューロスフェアをコムギ胚芽アグルチニン(WGA)488(Invitrogen社)を用いて染色し、共焦点蛍光顕微鏡を用いて検討した(図34A)。
管理する。脊髄を退縮させ、セルロース足場を移し、尾側及び頭側断端を連結するように置く(図34C)。足場設置に続いて、Tisseel fibrin glue(Baxter社)をセルロース
移植片を固定するために使用した。切開の筋肉層を3−0バイクリル縫合材料を用いて閉じ、表皮及び真皮をミシェルクリップを用いて閉じる。ブプレノルフィンを、ラットが麻酔から回復するときまで有効に作用することを確実にするために閉じる前に投与した。
図37は、脊椎のT8〜T9領域に移植された脊髄移植片の全体像、及び離断部位周囲の腹側薄片をそれぞれ示している。図37に示すとおり、緑フィラメントは、腹側方向に伸びている脊髄移植片周囲に観察できる(赤色矢印)。これらのフィラメントは、インビボでの12週間後にラットの離断された部位内の成熟ニューロンを表している。反対に、対照B)内で組織化された神経フィラメントは観察できず、対照離断部位内の成熟フィラメントの欠如を示している。加えてHoechst染色は、対照と比較して、離断部位内の脊髄移
植片周囲の核、及びそのような細胞の数の顕著な増加を明らかにしている。
は、運動機能の改善のために、損傷された脊髄組織において神経前駆細胞を動員するために使用できる。
マウスを、それらの眼を眼科用液体ゲル(Alco Canada社、ON、Canada)の適用によっ
て保護して、2%イソフルランUSP-PPC(Pharmaceuticalpartners of Canada社、Richmond、ON、Canada)を使用して麻酔した。マウス背部の毛を剃った。次いで剃った皮膚をNairゲルを用いて2分間処置した。Nairを皮膚から注意深く除去し、その下の皮膚をENDURE
400 Scrub-Stat4 Surgical Scrub(グルコン酸クロルヘキシジン、4%溶液;Ecolab社
、Minnesota、USA)及びSoluprep(2% w/vクロルヘキシジン及び70% v/vイソプロピルアルコール;3MCanada社、London、ON、Canada)を使用して清浄化し、滅菌
した。動物の水分補給は、1mlの0.9%塩化ナトリウム溶液(Hospira社、Montreal
、QC、Canada)の皮下投与(s.c.)を介して維持された。外科的手技を通じて、厳密に無菌性の手段が生着手術のために支持された。5mmの円形の皮膚生検を除去する。ゲル強力接着剤を含むラバー絶縁パッドを生検上に皮膚生検が露出するように注意深く置く。次いでラバーパッドをマウスにSurgipro II monofilament polypropylene 6-0(Covidien社、Massachusetts、USA)を使用して8点で縫合する。次いで皮膚移植片を除去した皮膚と置き換えて置き、2つの吸収性透明接着テープを用いて密封する。経皮的ブピバカイン2%(一水和物として;Chiron Compounding Pharmacy社、Guelph、ON、Canada)を感
染を予防するために手術部位に局所適用した。加えてブプレノルフィン(HCLとして)(0.03mg/ml;ChironCompounding Pharmacy社、Guelph、ON、Canada)を鎮痛
剤としてs.c.投与した。次いですべての動物を続く3日間animal care servicesによって注意深くモニターし、同じ薬理学的処置の追加的処置を受けさせた。透明接着箇所は毎日交換し、皮膚移植片を撮影した。
本研究は、骨再生のために本明細書に記載される生体材料の効率を示すために実施した。本明細書で、臨界サイズ頭蓋冠欠損ラットをセルロース足場が5mm円形欠損において骨再生を良好にサポートできることを実証するために使用した。
全採血を使用して手術後4週間で安楽死させ、セルロース足場を組織学的分析(図39D)のために周囲の骨組織(図39C)に沿って回収した。組織を緩衝ホルマリン溶液中で固定し、メチルメタクリレート中に包埋する前にエタノール中で脱水した。種々の5μm厚の試料を細胞成分(核及び細胞質)の存在を明らかにするためにヘマトキシリン/エオシンを用いて染色した(図40D)。セルロース足場の効率を定量的に測定するために、本発明者らは、表1に示すスコア化法を使用した−定量的組織学的スコア化パラメーター(Kretlow et al. 2010)を使用した。
図40A〜40Fは、セルロースベースの足場生体材料の様々な製剤例、物理的特性及び官能化を示している。図40Aは、セルロースが、様々な形に切断されたブロックとして使用できることを示している。図40Bは、セルロースを脱水し、粉末形態に挽くことができることを示している。図40Bは、セルロースがカルボキシメチルセルロースを含有する場合、クエン酸及び熱を用いて容易に架橋できることも示している。図40Cは、粉末形態のセルロースがゲル(図40D)又はペースト(図40E、図40F)を産生する望ましい稠度に再水和できることを示している。
図41Aは、生体材料(種々の供給源由来)の移植後の、移植後1週間、4週間及び8週間でのマウス(n=190)及びラット(n=12)の実験的生存率を示すグラフである。図41Bは、図41Aにおいてと同じ時点での生体材料拒絶率を示している。すべての動物(マウス及びラット)は、生体材料移植後生存し、すべてが各治験の期間を完全に生存し、これらの実験において移植拒絶の徴候を示したものはなかった。
様々な分類植物系が、植物分類において使用されており、これらのシステムのいくつかのバージョンが存在する(例:クロンキスト系及びAPG系)。
− 顕花植物(被子植物);
− 針葉樹、ソテツ及び同類(裸子植物);
− シダ及びシダ類(羊歯植物);
− 蘚類及び苔類(蘚苔類)
キツネノマゴ科(Acanthaceae)、アカリア科(Achariaceae)、アカトカルプス科(Achatocarpaceae)、ショウブ科(Acoraceae)、チチブイチョウゴケ科(Acrobolbaceae)、
マタタビ科(Actinidiaceae)、ケハネゴケモドキ科(Adelanthaceae)、レンプクソウ科(Adoxaceae)、アエクストキシコン科(Aextoxicaceae)、ハナミズナ科(Aizoaceae)
、アカニア科(Akaniaceae)、オモダカ科(Alismataceae)、アリソニア科(Allisoniaceae)、アルセウオスミア科(Alseuosmiaceae)、アルストロメリア科(Alstroemeriaceae)、フウ科(Altingiaceae)、ヒユ科(Amaranthaceae)、ヒガンバナ科(Amaryllidaceae)、ヤナギゴケ科(Amblystegiaceae)、アムボレラ科(Amborellaceae)、アナカンプロセス科(Anacampserotaceae)、ウルシ科(Anacardiaceae)、アナルトリア科(Anarthriaceae)、アミバゴケ科(Anastrophyllaceae)、ツクバカネズラ科(Ancistrocladaceae)、クロゴケ科(Andreaeaceae)、クロマゴケ科(Andreaeobryaceae)、アネミア科(Anemiaceae)、スジゴケ科(Aneuraceae)、アニソフィレア科(Anisophylleaceae)、バ
ンレイシ科(Annonaceae)、カサナリゴケ科(Antheliaceae)、ツノゴケ科(Anthocerotaceae)、アファノペタルム科(Aphanopetalaceae)、アフロイア科(Aphloiaceae)、セリ科(Apiaceae)、アプレニア科(Apleniaceae)、キョウチクトウ科(Apocynaceae)、
アポダンテス科(Apodanthaceae)、レースソウ科(Aponogetonaceae)、モチノキ科(Aquifoliaceae)、サトイモ科(Araceae)、ウコギ科(Araliaceae)、ナンヨウスギ科(Araucariaceae)、ツチゴケ科(Archidiaceae)、ヤシ科(Arecaceae)、アルゴフィルム科(Argophyllaceae)、ウマノスズクサ科(Aristolochiaceae)、アルネルゴケ科(Arnelliaceae)、アスパラガス科(Asparagaceae)、チャセンシダ科(Aspleniaceae)、アステリア科(Asteliaceae)、アステロペイア科(Asteropeiaceae)、アセロスペルマ科(Atherospermataceae)、メシダ科(Athyriaceae)、ヒモゴケ科(Aulacomniaceae)、アウストロバイレヤ科(Austrobaileyaceae)、ジンガサゴケ科(Aytoniaceae)、バラノプス科(Balanopaceae)、ツチトリモチ科(Balanophoraceae)、ヤクシマゴケ科(Balantiopsaceae)、ツリフネソウ科(Balsaminaceae)、バルベウイア科(Barbeuiaceae)、バルベ
ヤ科(Barbeyaceae)、タマゴケ科(Bartramiaceae)、ツルムラサキ科(Basellaceae)
、バティス科(Bataceae)、シュウカイドウ科(Begoniaceae)、メギ科(Berberidaceae)、ベルベリドプシス科(Berberidopsidaceae)、カバノキ科(Betulaceae)、ビーベルステイニア科(Biebersteiniaceae)、ノウセンカズラ科(Bignoniaceae)、ベニノキ科
(Bixaceae)、ブランドフォルディア科(Blandfordiaceae)、ウスバゼニゴケ(Blasiaceae)、シシガシラ科(Blechnaceae)、ヤチモクコク科(Bonnetiaceae)、ムラサキ科(Boraginaceae)、ボリア科(Boryaceae)、アオギヌゴケ科(Brachytheciaceae)、アブ
ラナ科(Brassicaceae)、ソコマメゴケダマシ科(Brevianthaceae)、パイナップル科(Bromeliaceae)、ブルッフゴケ科(Bruchiaceae)、ブルネリア科(Brunelliaceae)、ブルニア科(Bruniaceae)、カサゴケ科(Bryaceae)、ホオズキゴケ科(Bryobartramiaceae)、エビゴケ科(Bryoxiphiaceae)、ヒナノシャクジョウ科(Burmanniaceae)、カンラン科(Burseraceae)、ハナイ科(Butomaceae)、ツゲ科(Buxaceae)、キセルゴケ科(Buxbaumiaceae)、ビブリス科(Byblidaceae)、ホゴロモモ科(Cabombaceae)、サボテン科(Cactaceae)、カルセオラリア科(Calceolariaceae)、ウツクシチョウチンゴケ科(Calomniaceae)、テリハボク科(Calophyllaceae)、ロウバイ科(Calycanthaceae)、カリケラ科(Calyceraceae)、カタシロゴケ科(Calymperaceae)、ツキヌキゴケ科(Calypogeiaceae)、キキョウ科(Campanulaceae)、カンピネマ科(Campynemataceae)、カネ
ラ科(Canellaceae)、アサ科(Cannabaceae)、カンナ科(Cannaceae)、フウチョウソ
ウ科(Capparaceae)、スイカズラ科(Caprifoliaceae)、ヤマイモモドキ科(Cardiopteridaceae)、パパイヤ科(Caricaceae)、カルレマンニア科(Carlemanniaceae)、バタ
ーナット(Caryocaraceae)、ナデシコ科(Caryophyllaceae)、モクマオウ科(Casuarinaceae)、フナバハイゴケ科(Catagoniaceae)、ゴルフクラブゴケ科(Catoscopiaceae)、ニシキギ科(Celastraceae)、カツマダソウ科(Centrolepidaceae)、ケントロプラスク科(Centroplacaceae)、フクロフキノシタ科(Cephalotaceae)、ヤバネゴケ科(Cephaloziaceae)、コヤバネゴケ科(Cephaloziellaceae)、マツモ科(Ceratophyllaceae)
、桂科(Cercidiphyllaceae)、トゲバゴケ科(Chaetophyllopsaceae)、センリョウ科(Chloranthaceae)、コヤバネゴケモドキ科(Chonecoleaceae)、クリソバラヌス科(Chrysobalanaceae)、タカワラビ科(Cibotiaceae)、キンクリドタ科(Cinclidotaceae)、
キルカエアステル科(Circaeasteraceae)、ハンニチバナ科(Cistaceae)、フクチョウ
ソウ科(Cleomaceae)、リョウブ科(Clethraceae)、ジンチョウゴケ科(Cleveaceae)
、コウヤノマンネングサ科(Climaciaceae)、オトギリソウ科(Clusiaceae)、イヌサフラン科(Colchicaceae)、コルメリア科(Columelliaceae)、シクンシ科(Combretaceae)、ツユクサ科(Commelinaceae)、キク科(Compositae)、マメモドキ科(Connaraceae)、ジャゴケ科(Conocephalaceae)、ヒルガオ科(Convolvulaceae)、ドクウツギ科(Coriariaceae)、ミズキ科(Cornaceae)、コルシア科(Corsiaceae)、ゼニゴケモドキ科(Corsiniaceae)、コリノカルプス科(Corynocarpaceae)、オオホザキアヤメ科(Costaceae)、ベンケイソウ科(Crassulaceae)、クロッソソマ科(Crossosomataceae)、ツルゴケ科(Cryphaeaceae)、クテノロフォン科(Ctenolophonaceae)、ウリ科(Cucurbitaceae)、クルキタ科(Culcitaceae)、クノニア科(Cunoniaceae)、ヒノキ科(Cupressaceae)、カーティシア科(Curtisiaceae)、ヘゴ科(Cyatheaceae)、ソテツ科(Cycadace
ae)、パナマソウ科(Cyclanthaceae)、シオニラ科(Cymodoceaceae)、キノモリア科(Cynomoriaceae)、カヤツリグサ科(Cyperaceae)、キリラ科(Cyrillaceae)、ユガミイタチゴケ科(Cyrtopodaceae)、キストディウム科(Cystodiaceae)、ナヨシダ科(Cystopteridaceae)、キティヌス科(Cytinaceae)、ホソバツガゴケ科(Daltoniaceae)、ユ
ズリハ科(Daphniphyllaceae)、ダシポゴン科(Dasypogonaceae)、ダティスカ科(Datiscaceae)、シノブ科(Davalliaceae)、デゲネリア科(Degeneriaceae)、キノボリツノゴケ科(Dendrocerotaceae)、コバノイシカグマ科(Dennstaedtiaceae)、イワウメ科(Diapensiaceae)、カイナンボク科(Dichapetalaceae)、ディクソニア科(Dicksoniaceae)、ミナミオオミゴケ科(Dicnemonaceae)、シッポゴケ科(Dicranaceae)、カナボウ
ノキ科(Didiereaceae)、ビワモドキ科(Dilleniaceae)、ディオンコフィルム科(Dioncophyllaceae)、ヤマノイモ科(Dioscoreaceae)、ディペントドン科(Dipentodontaceae)、イクビゴケ科(Diphysciaceae)、イワヤシダ科(Diplaziopsidaceae)、ヤブレガ
サウラボシ科(Dipteridaceae)、フタバガキ科(Dipterocarpaceae)、ディラクマ科(Dirachmaceae)、ヨレエゴケ科(Disceliaceae)、キンシゴケ科(Ditrichaceae)、ドリ
アンテス科(Doryanthaceae)、モウセンゴケ科(Droseraceae)、ドロソフィルム科(Drosophyllaceae)、ドリオプテリダ科(Dryopteridacae)、オシダ科(Dryopteridaceae)、カキノキ科(Ebenaceae)、エクダイオコレア科(Ecdeiocoleaceae)、コワバゴケ科(Echinodiaceae)、グミ科(Elaeagnaceae)、ホルトノキ科(Elaeocarpaceae)、ミゾハ
コベ科(Elatinaceae)、エンブリンギア科(Emblingiaceae)、ヤリカツギ科(Encalyptaceae)、ツヤゴケ科(Entodontaceae)、マオウ科(Ephedraceae)、カゲロウゴケ科(Ephemeraceae)、トクサ科(Equisetaceae)、ツツジ科(Ericaceae)、ホシクサ科(Eriocaulaceae)、ヒナノハイゴケ科(Erpodiaceae)、コカノキ科(Erythroxylaceae)、エ
スカロニア科(Escalloniaceae)、トチュウ科(Eucommiaceae)、トウダイグサ科(Euphorbiaceae)、エウフロニア科(Euphroniaceae)、エウポマティア科(Eupomatiaceae)
、フサザクラ科(Eupteleaceae)、エビゴケモドキ科(Eustichiaceae)、ジャゴケモド
キ科(Exormothecaceae)、コゴメゴケ科(Fabroniaceae)、ブナ科(Fagaceae)、ホウ
オウゴケ科(Fissidentaceae)、イイギリ科(Flacourtiaceae)、トウツルモドキ科(Flagellariaceae)、カワゴケ科(Fontinalaceae)、ウロコゼニゴケ科(Fossombroniaceae)、フーキエリア科(Fouquieriaceae)、フランケニア科(Frankeniaceae)、ヒョウタ
ンゴケ科(Funariaceae)、ガリア科(Garryaceae)、ゲイッソロマ科(Geissolomataceae)、ゲルセミウム科(Gelsemiaceae)、リンドウ科(Gentianaceae)、ウロコゴケ科(Geocalycaceae)、フウロソウ科(Geraniaceae)、ゲラルディナ科(Gerrardinaceae)、
イワタバコ科(Gesneriaceae)、ハイツボゴケ科(Gigaspermaceae)、イチョウ科(Ginkgoaceae)、ギセキア科(Gisekiaceae)、ウラジロ科(Gleicheniaceae)、グネツム科(Gnetaceae)、ゲーベルゴケ科(Goebeliellaceae)、ゴモルテガ科(Gomortegaceae)、
クサトベラ科(Goodeniaceae)、グーピア科(Goupiaceae)、ギボウシゴケ科(Grimmiaceae)、スグリ科(Grossulariaceae)、グルッビア科(Grubbiaceae)、グアマテラ科(Guamatelaceae)、グンネラ科(Gunneraceae)、ミゾゴケ科(Gymnomitriaceae)、ギロステモン科(Gyrostemonaceae)、ネジミゴケ科(Gyrothyraceae)、ハエモドルム科(Haemodoraceae)、ハロフィトゥム科(Halophytaceae)、アリノトウグサ科(Haloragaceae)、マンサク科(Hamamelidaceae)、ハングアナ科(Hanguanaceae)、コマチゴケ科(Haplomitriaceae)、ハプタントゥス科(Haptanthaceae)、ヒジキゴケ科(Hedwigiaceae)、オウムバナ科(Heliconiaceae)、ホゴケモドキ科(Helicophyllaceae)、ハナイカダ科
(Helwingiaceae)、キリシマゴケ科(Herbertaceae)、ハスノハギリ科(Hernandiaceae)、ヒマンタンドラ科(Himantandraceae)、アブラゴケ科(Hookeriaceae)、フア科(Huaceae)、フミリア科(Humiriaceae)、ヒダテラ科(Hydatellaceae)、ヒドノラ科(Hydnoraceae)、アジサイ科(Hydrangeaceae)、トチカガミ科(Hydrocharitaceae)、セイロンハコベ科(Hydroleaceae)、ヒドロスタキス科(Hydrostachyaceae)、イワダレゴケ科(Hylocomiaceae)、コケシノブ科(Hymenophyllaceae)、コケシノブダマシ科(Hymenophytaceae)、オトギリソウ科(Hypericaceae)、ハイゴケ科(Hypnaceae)、キダチゴ
ケ科(Hypnodendraceae)、キンモウワラビ科(Hypodematiaceae)、クジャクゴケ科(Hypopterygiaceae)、キンバイザサ科(Hypoxidaceae)、クロタキカズラ科(Icacinaceae
)、アヤメ科(Iridaceae)、イルウィンギア科(Irvingiaceae)、ミズニラ科(Isoetaceae)、ツバキ科(teaceae)、イキシオリリオン科(Ixioliriaceae)、イクソナンテス
科(Ixonanthaceae)、タカサゴソコマメゴケ科(Jackiellaceae)、ジョインビレア科(Joinvilleaceae)、ヒメウルシゴケ科(Jubulaceae)、ジュブロプサ科(Jubulopsaceae
)、クルミ科(Juglandaceae)、イグサ科(Juncaceae)、シバナ科(Juncaginaceae)、ツボミゴケ科(Jungermanniaceae)、カーキア科(Kirkiaceae)、ケ−ベルリニア科(Koeberliniaceae)、クラメリア科(Krameriaceae)、ラキステマ科(Lacistemataceae)、ラクトリス科(Lactoridaceae)、シソ科(Lamiaceae)、ラナリア科(Lanariaceae)、
アケビ科(Lardizabalaceae)、クスノキ科(Lauraceae)、サガリバナ科(Lecythidaceae)、マメ科(Leguminosae)、クサリゴケ科(Lejeuneaceae)、トラノオゴケ科(Lembophyllaceae)、タヌキモ科(Lentibulariaceae)、ヤクシマスギバゴケ科(Lepicoleaceae)、カタバミノキ科(Lepidobotryaceae)、サワラゴケ科(Lepidolaenaceae)、ムチゴケ科(Lepidoziaceae)、レプトドン
タ科(Leptodontaceae)、ミナミイタチゴケ科(Lepyrodontaceae)、ウスグロゴケ科(Leskeaceae)、イタチゴケ科(Leucodontaceae)、ホソハシゴケ科(Leucomiaceae)、ユ
リ科(Liliaceae)、リメウム科(Limeaceae)、リムナンタ科(Limnanthaceae)、アマ
科(Linaceae)、アゼナ科(Linderniaceae)、ホングウシダ科(Lindsaeaceae)、ロア
サ科(Loasaceae)、マチン科(Loganiaceae)、ツルキジノオ科(Lomariopsidaceae)、ロンキティス科(Lonchitidaceae)、ロフィオカルプス科(Lophiocarpaceae)、ウロコ
ゴケ科(Lophocoleaceae)、ハナミカズラ科(Lophopyxidaceae)、イチョウウロコゴケ
科(Lophoziaceae)、オオバヤドリギ科(Loranthaceae)、ロウイア科(Lowiaceae)、
ロクソマ科(Loxsomataceae)、ミカヅキゼニゴケ科(Lunulariaceae)、ヒカゲノカズラ科(Lycopodiaceae)、カニクサ科(Lygodiaceae)、ミソハギ科(Lythraceae)、モクレン科(Magnoliaceae)、マキノゴケ科(Makinoaceae)、キントラノオ科(Malpighiaceae)、アオイ科(Malvaceae)、クズウコン科(Marantaceae)、リュウビンタイ科(Marattiaceae)、マルクグラビア科(Marcgraviaceae)、ゼニゴケ科(Marchantiaceae)、デンジソウ科(Marsileaceae)、ツノゴマ科(Martyniaceae)、オオサワラゴケ科(Mastigophoraceae)、マトニア科(Matoniaceae)、マヤカ科(Mayacaceae)、ヌマチゴケ科(Meesiaceae)、メランチウム科(Melanthiaceae)、ノボタン科(Melastomataceae)、セン
ダン科(Meliaceae)、メリアンタ科(Melianthaceae)、ツヅラフジ科(Menispermaceae)、ミツガシワ科(Menyanthaceae)、イモイチョウゴケ科(Mesoptychiaceae)、メタキシア科(Metaxyaceae)、ハイヒモゴケ科(Meteoriaceae)、メッテニウサ科(Metteniusaceae)、フタマタゴケ科(Metzgeriaceae)、スジバヒナノハイゴケ科(Microtheciellaceae)、ミソデンドロン科(Misodendraceae)、ヤッコソウ科(Mitrastemonaceae)、ミナミヒカリゴケ科(Mitteniaceae)、ヌエゴケ科(Mizutaniaceae)、チョウチンゴケ科
(Mniaceae)、ザクロソウ科(Molluginaceae)、モニミア科(Monimiaceae)、アワゼニゴケ科(Monocarpaceae)、ミミカキゴケ科(Monocleaceae)、ヤワラゼニゴケ科(Monosoleniaceae)、ヌマハコベ科(Montiaceae)、モンティニア科(Montiniaceae)、クワ科(Moraceae)、ワサビノキ科(Moringaceae)、ナンヨウザクラ科(Muntingiaceae)、バショウ科(Musaceae)、ミドカルプス科(Myodocarpaceae)、ヤマモモ科(Myricaceae)、マイリンゴケ科(Myriniaceae)、ニクズク科(Myristicaceae)、ミロタムヌス科(Myrothamnaceae)、フトモモ科(Myrtaceae)、ナワゴケ科(Myuriaceae)、キンコウカ科
(Nartheciaceae)、ヒラゴケ科(Neckeraceae)、ハス科(Nelumbonaceae)、サワラゴ
ケ科(Neotrichocoleaceae)、ウツボカズラ科(Nepenthaceae)、タマシダ科(Nephrolepidaceae)、ネウラダ科(Neuradaceae)、ニトラリア科(Nitrariaceae)、ナンキョク
ブナ科(Nothofagaceae)、ツノゴケモドキ科(Notothyladaceae)、オシロイバナ科(Nyctaginaceae)、スイレン科(Nymphaeaceae)、オクナ科(Ochnaceae)、オクトブレファ
ラ科(Octoblepharaceae)、イシヅチゴケ科(Oedipodiaceae)、オラクス科(Olacaceae)、モクセイ科(Oleaceae)、ツルシダ科(Oleandraceae)、アカバナ科(Onagraceae)、オンコテカ科(Oncothecaceae)、ミミカキゴケ科(Onocleaceae)、ハナヤスリ科(Ophioglossaceae)、カナビキボク科(Opiliaceae)、ラン科(Orchidaceae)、ナンバンギセル科(Orobanchaceae)、ニセフナバゴケ科(Orthorrhynchiaceae)、タチヒダゴケ科
(Orthotrichaceae)、ゼンマイ科(Osmundaceae)、カタバミ科(Oxalidaceae)、ハタ
ケゴケモドキ科(Oxymitraceae)、ボタン科(Paeoniaceae)、クモノスゴケ科(Pallaviciniaceae)、パンダ科(Pandaceae)、タコノキ科(Pandanaceae)、ケシ科(Papaveraceae)、パラクリフィア科(Paracryphiaceae)、トケイソウ科(Passifloraceae)、キリ科(Paulowniaceae)、ゴマ科(Pedaliaceae)、ミズゼニゴケ科(Pelliaceae)、ペナエア科(Penaeaceae)、ペンナンティア科(Pennantiaceae)、ペンタディプランドラ科(Pentadiplandraceae)、ユガミウチワ科(Pentaphragmataceae)、モッコク科(Pentaphylacaceae)、タコノアシ科(Penthoraceae)、カタシロゴケ科(Peraceae)、ペリジスク
ス科(Peridiscaceae)、ペテナエア科(Petenaeaceae)、ペテルマニア科(Petermanniaceae)、サクライソウ科(Petrosaviaceae)、フェリネ科(Phellinaceae)、フィレシア科(Philesiaceae)、タヌキアヤメ科(Philydraceae)、ハエドクソウ科(Phrymaceae)、コミカンソウ科(Phyllanthaceae)、カタフチゴケ科(Phyllodrepaniaceae)、フナバゴケ科(Phyllogoniaceae)、フィロノマ科(Phyllonomaceae)、フィセナ科(Physenaceae)、ヤマゴボウ科(Phytolaccaceae)、ピクラムニア科(Picramniaceae)、ピクロデ
ンドロン科(Picrodendraceae)、ピロトリカ科(Pilotrichaceae)、マツ科(Pinaceae
)、コショウ科(Piperaceae)、トベラ科(Pittosporaceae)、ハネゴケ科(Plagiochilaceae)、キジノオシダ科(Plagiogyriaceae)、サナダゴケ科(Plagiotheciaceae)、オオバコ科(Plantaginaceae)、プラタヌス科(Platanaceae)、ツヤサワゴケ科(Pleurophascaceae)、ミズゴケモドキ科(Pleuroziaceae)、フジノマンネングサ科(Pleuroziopsaceae)、プロコスペルマ科(Plocospermataceae)、イソマツ科(Plumbaginaceae)、
イネ科(Poaceae)、マキ科(Podocarpaceae)、カワゴケソウ科(Podostemaceae)、ハ
ナシノブ科(Polemoniaceae)、ヒメハギ科(Polygalaceae)、タデ科(Polygonaceae)
、ウラボシ科(Polypodiaceae)、スギゴケ科(Polytrichaceae)、ミズアオイ科(Pontederiaceae)、クラマゴケモドキ科(Porellaceae)、スベリヒユ科(Portulacaceae)、
ポシドニア科(Posidoniaceae)、ヒルムシロ科(Potamogetonaceae)、センボンゴケ科
(Pottiaceae)、サクラソウ科(Primulaceae)、タイワントラノオゴケ科(Prionodontaceae)ヤマモガシ科(Proteaceae)、ニセキンシゴケ科(Pseudoditrichaceae)、マツバウロコゴケ科(Pseudolepicoleaceae)、マツバラン科(Psilotaceae)、イノモトソウ科(Pteridaceae)、ネジレイトゴケ科(Pterigynandraceae)、ヒムロゴケ科(Pterobryaceae)、テガタゴケ科(Ptilidiaceae)チヂレゴケ科(Ptychomitriaceae)、スジイタチ
ゴケ科(Ptychomniaceae)、ツゲモドキ科(Putranjivaceae)、キラヤ科(Quillajaceae)、ホゴケ科(Racopilaceae)、ケビラゴケ科(Radulaceae)、ラフレシア科(Rafflesiaceae)、キンポウゲ科(Ranunculaceae)、ラバテア科(Rapateaceae)、ニセウスグロ
ゴケ科(Regmatodontaceae)、モクセイソウ科(Resedaceae)、サンアソウ科(Restionaceae)、ラブドデンドロン科(Rhabdodendraceae)、ヤスジゴケ科(Rhabdoweisiaceae)、ヌリワラビ科(Rhachidosoraceae)、キブネゴケ科(Rhachitheciaceae)、ラコカルパス科(Rhacocarpaceae)、クロウメモドキ科(Rhamnaceae)、リポゴヌム科(Rhipogonaceae)、ヒノキゴケ科(Rhizogoniaceae)、ヒルギ科(Rhizophoraceae)、ウキゴケ科(Ricciaceae)、リエラゴケ科(Riellaceae)、リゴジアク科(Rigodiaceae)、ロリドゥラ科(Roridulaceae)、バラ科(Rosaceae)、ロウセア科(Rousseaceae)、アカネ科(Rubiaceae)、カワツルモ科(Ruppiaceae)、ミカン科(Rutaceae)、アフリカトラノオゴケ科(Rutenbergiaceae)、アオカズラ科(Sabiaceae)、サッコロマ科(Saccolomataceae
)、ヤナギ科(Salicaceae)、サルバドラ科(Salvadoraceae)、サンショウモ科(Salviniaceae)、ビャクダン科(Santalaceae)、ムクロジ科(Sapindaceae)、アカテツ科(Sapotaceae)、サルコバトゥス科(Sarcobataceae)、サルコラエナ科(Sarcolaenaceae)
、サラセニア科(Sarraceniaceae)、ドクダミ科(Saururaceae)、ユキノシタ科(Saxifragaceae)、ヒシャクゴケ科(Scapaniaceae)、ホロムイソウ科(Scheuchzeriaceae)、マツブサ科(Schisandraceae)、オヤコゴケ科(Schistochilaceae)、ヒカリゴケ科(Schistostegaceae)、フサシダ科(Schizaeaceae)、シューレゲリア科(Schlegeliaceae)、ボロボロノキ科(Schoepfiaceae)、コウヤマキ科(Sciadopityaceae)、スコルピディア科(Scorpidiaceae)、ゴマノハグサ科(Scrophulariaceae)、イワヒバ科(Selaginellaceae)、キヌシッポゴケ科(Seligeriaceae)、ナガハシゴケ科(Sematophyllaceae)
、セルポトルテラ科(Serpotortellaceae)、セチェランツス科(Setchellanthaceae)、ニガキ科(Simaroubaceae)、シンモンドシア科(Simmondsiaceae)、シパルナ科(Siparunaceae)、スラデニア科(Sladeniaceae)、シオデ科(Smilacaceae)、ナス科(Solanaceae)、スケバゴケ科(Sorapillaceae)、ダンゴゴケ科(Sphaerocarpaceae)、スファ
エロセパルム科(Sphaerosepalaceae)、ミズゴケ科(Sphagnaceae)、ナガボノウルシ科(Sphenocleaceae)、キノボリスギゴケ科(Spiridentaceae)、オオツボゴケ科(Splachnaceae)、スプラクノブリア科(Splachnobryaceae)、キブシ科(Stachyuraceae)、ミ
ツバウツギ科(Staphyleaceae)、ステグノスペルマ科(Stegnospermataceae)、ビャク
ブ科(Stemonaceae)、ステモヌラ科(Stemonuraceae)、カタハゴケ科(Stereophyllaceae)、スティルベ科(Stilbaceae)、ストラスブルゲリア科(Strasburgeriaceae)、ゴ
クラクチョウカ科(Strelitziaceae)、スチリジウム科(Stylidiaceae)、エゴノキ科(Styracaceae)、スリアナ科(Surianaceae)、ハイノキ科(Symplocaceae)、ナンジャモンジャゴケ科(Takakiaceae)、ハゼラン科(Talinaceae)、ギョリュウ科(Tamaricaceae)、タピスキア科(Tapisciaceae)、ハマグリゼニゴケ科(Targioniaceae)、イチイ科(Taxaceae)、ティコフェラエラ科(Tecophilaeaceae)、ナナバケシダ科(Tectariaceae)、テトラコンドラ科(Tetrachondraceae)、テトラメレス科(Tetramelaceae)、テトラメリスタ科(Tetrameristaceae)、ヨツバゴケ科(Tetraphidaceae)、オオトラノオゴケ科(Thamnobryaceae)、ツバキ科(Theaceae)、カサナリゴケ科(Theliaceae)、ヒメシダ科(Thelypteridaceae)、トマンデルシア科(Thomandersiaceae)、シノブゴケ科(Thuidiaceae)、トゥルニア科(Thurniaceae)、ジンチョウゲ科(Thymelaeaceae)、テ
ィルソプテリス科(Thyrsopteridaceae)、ティコデンドロン科(Ticodendraceae)、ク
サスギゴケ科(Timmiaceae)、チシマゼキショウ科(Tofieldiaceae)、トリケリア科(Torricelliaceae)、トウァリア科(Tovariaceae)、ムジナゴケ科(Trachypodaceae)、
トロイブゴケ科(Treubiaceae)、ムクムクゴケ科(Trichocoleaceae)、トリコテムノマタ科(Trichotemnomataceae)、トリゴニア科(Trigoniaceae)、トリメニア科(Trimeniaceae)、ホンゴンソウ科(Triuridaceae)、ヤマグルマ科(Trochodendraceae)、ノウ
ゼンハレン科(Tropaeolaceae)、ガマ科(Typhaceae)、ニレ科(Ulmaceae)、イラクサ科(Urticaceae)、バーリア科(Vahliaceae)、スジゴケモドキ科(Vandiemeniaceae)
、ウェロジア科(Velloziaceae)、クマツヅラ科(Verbenaceae)、ムカシウロコゴケ科
(Vetaformaceae)、スミレ科(Violaceae)、エツキカゲロウゴケ科(Viridivelleraceae)、ブドウ科(Vitaceae)、ビビアニア科(Vivianiaceae)、ウォキシア科(Vochysiaceae)、ナガエノカワゴケ(Wardiaceae)、ウェルウィッチア科(Welwitschiaceae)、アズマゼニゴケ科(Wiesnerellaceae)、シキミモドキ科(Winteraceae)、イワデンダ科(Woodsiaceae)、ススキノキ科(Xanthorrhoeaceae)、クセロネマ科(Xeronemataceae)
、トウエンソウ科(Xyridaceae)、ザミア科(Zamiaceae)、ショウガ科(Zingiberaceae)、アマモ科(Zosteraceae)、ハマビシ科(Zygophyllaceae)。
− 藻類:植物様単細胞又は多細胞生物;
− 緑藻類:アオミドロ属(Spirogyra)、ウルバ属(Ulva)、クラミドモナス属(Chlamydomonas)、ボルボックス属(Volvox);
− 紅藻:ポルフィラ属(Porphyra)、ロタルゲン(Rotalgen);
− 褐藻:ラミナリア属(Laminaria)、Nereocystis;
− 水生菌:ミズカビ(Saprolegnia);及び/又は
− 繊毛虫門(Phylum Ciliata):ゾウリムシ(Paramecium)、ツリガネムシ(Vorticella)
が挙げられる。
− 子嚢菌類(Sac-fungi):アガリクス属(Agaricus)(キノコ)、黒穂菌属(Ustilago)(黒穂病)及びプクキニア(Puccinia)(さび菌);
− 接合体形成菌(Zygote-forming fungi):ケカビ属(Mucor)、リゾプス属(Rhizopus)(パンカビ)及びアルブゴ属(Albugo);
− 棍棒状菌(Club fungi):アガリクス属(キノコ)、黒穂菌属(黒穂病)及びプクキ
ニア(さび菌);並びに
− 不完全菌(Imperfect fungi): アルテルナリア属(Alternaria)、コレトトリカム
属(Colletotrichum)及びトリコデルマ属(Trichoderma)
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本セクション及び本明細書他所に引用するすべての参考文献は、その全体が本明細書に参照により組み込まれる。
Claims (38)
- 組織の細胞物質及び核酸が除去された、脱細胞化された真菌組織を含む足場生体材料であって、前記脱細胞化された真菌組織が、キチンベースの三次元多孔質構造を含み、
前記脱細胞化された真菌組織が、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)による処理により脱細胞化されており、かつ二価塩水溶液を使用してSDSミセルを含有する塩残留物を前記足場生体材料から沈殿させることにより、残留SDSが除去されている、前記足場生体材料。 - 脱細胞化された真菌組織が、熱ショック、界面活性剤による処理、浸透圧ショック、凍結乾燥、物理的溶解、電気的破壊、若しくは酵素消化、又はそれらの任意の組合せによりさらに脱細胞化されている真菌組織を含む、請求項1に記載の足場生体材料。
- 二価塩水溶液、塩残留物、及び/又はSDSミセルを除去するのに、dH2O、酢酸、DMSO、若しくは超音波処理、又はそれらの任意の組合せが使用されている、請求項1に記載の足場生体材料。
- 二価塩水溶液の二価塩が、MgCl2又はCaCl2を含む、請求項1に記載の足場生体材料。
- 真菌組織が、水中約1%又は約0.1%SDSのSDS溶液による処理により脱細胞化され、残留SDSが、約100mMの濃度のCaCl2水溶液の使用と、その後のdH2O中でのインキュベーションとで除去されている、請求項4に記載の足場生体材料。
- 脱細胞化された真菌組織が、処理されさらなる構造を導入する、及び/又はアシル化、アルキル化、若しくは他の共有結合修飾により少なくとも1つの遊離ヒドロキシル官能基で官能基化され、官能基化された足場生体材料を提供する、請求項1に記載の足場生体材料。
- 脱細胞化された真菌組織が、マイクロチャネルを導入するために処理される、及び/又はコラーゲン、細胞特異性促進因子、細胞増殖因子、若しくは薬剤により官能基化される、請求項6に記載の足場生体材料。
- 真菌組織が、キノコ(真菌)組織、又は組織を物理的に模倣するように、及び/若しくは標的組織効果を機能的に促進するように構成された追加の真菌構造を作製するために、直接ゲノム修飾若しくは選抜育種により産生された遺伝子改変組織である、請求項1に記載の足場生体材料。
- キチンベースの三次元多孔質構造に接着された動物生細胞をさらに含む、請求項1に記載の足場生体材料。
- 動物生細胞が哺乳動物細胞である、請求項9に記載の足場生体材料。
- 動物生細胞がヒト細胞である、請求項10に記載の足場生体材料。
- 組織の細胞物質及び核酸が除去された、脱細胞化された真菌組織を調製する方法であって、前記脱細胞化された真菌組織が、キチンベースの三次元多孔質構造を含み、
前記方法が、
所定のサイズ及び形状を有する真菌組織を提供するステップ;と、
ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)により前記真菌組織を処理することによって、前記真菌組織を脱細胞化するステップ;と、
二価塩水溶液を使用してSDSミセルを含有する塩残留物を前記真菌組織から沈殿させることにより、前記真菌組織から残留SDSを除去するステップ;とを含み、
それにより前記真菌組織から細胞物質及び核酸を除去して、キチンベースの三次元多孔質構造を含む前記脱細胞化された真菌組織を形成する、前記方法。 - 二価塩水溶液、塩残留物、及び/又はSDSミセルを除去するのに、dH2O、酢酸、DMSO、若しくは超音波処理、又はそれらの任意の組合せが使用される、請求項12に記載の方法。
- 二価塩水溶液の二価塩が、MgCl2又はCaCl2を含む、請求項13に記載の方法。
- 脱細胞化するステップが、水中0.1%又は1%SDSのSDS溶液による処理を含み、残留SDSが、100mMの濃度のCaCl2水溶液の使用と、その後のdH2O中でのインキュベーションによる脱細胞化後に除去される、請求項14に記載の方法。
- 脱細胞化された真菌組織を処理し、さらなる微小構造を導入するステップ、及び/又はアシル化、アルキル化、若しくは他の共有結合修飾により、脱細胞化された真菌組織の少なくともいくつかの遊離ヒドロキシル官能基を官能基化するステップをさらに含む、請求項12〜15のいずれかに記載の方法。
- 脱細胞化された真菌組織が処理され、マイクロチャネルを導入する、及び/又は脱細胞化された真菌組織のヒドロキシル官能基が、コラーゲン、細胞特異性促進因子、細胞増殖因子、若しくは薬剤により官能基化される、請求項16に記載の方法。
- キチンベースの三次元多孔質構造に動物生細胞を導入し、前記動物生細胞を前記キチンベースの三次元多孔質構造に接着させるステップをさらに含む、請求項12〜17のいずれかに記載の方法。
- 動物生細胞が哺乳動物細胞である、請求項18に記載の方法。
- 動物生細胞がヒト細胞である、請求項19に記載の方法。
- 請求項12〜20のいずれかに記載の方法により調製された、脱細胞化された真菌組織を含む足場生体材料。
- 動物細胞増殖のサポート、組織再生の促進、血管新生の促進、組織置換術のための移植可能な足場として、又は美容外科手術用の構造移植片として使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 脊髄損傷後の修復又は再生のための構造移植片として使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 組織置換手術及び/又は手術後の組織再生のための構造移植片として使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 皮膚移植及び/又は皮膚再生手術用の構造移植片として使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 標的組織又は領域における血管構造の再生のための構造移植片として使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 骨置換、骨充填、若しくは骨移植材として使用するための、及び/又は骨の再生の促進に使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 皮膚、骨、脊髄、心臓、筋肉、神経、血管、又は他の損傷若しくは奇形組織の組織置換物として使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 硝子体液代替物として、ヒドロゲル形態で使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 人工嚢として使用するための請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料であって、ヒドロゲル形態の足場生体材料を含有する嚢様構造を形成する、前記足場生体材料。
- 美容外科手術用の構造移植片として使用するための、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料。
- 足場生体材料が、前記足場生体材料の脱細胞化された真菌組織が対象の組織を物理的に模倣するように、及び/又は対象における標的組織効果を機能的に促進するように構成された足場生体材料である、請求項22〜31のいずれかに記載の使用のための足場生体材料。
- それを必要とする対象における、美容外科手術における構造的足場を提供する方法であって、
請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料を提供するステップと、
前記足場生体材料を前記対象に移植するステップと
を含む、前記方法。 - 足場生体材料を提供するステップが、
前記足場生体材料の脱細胞化された真菌組織が対象の組織を物理的に模倣し、及び/又は対象における標的組織効果を機能的に促進するように構成された、請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料を選択するステップ
を含む、請求項33に記載の方法。 - 請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料と、少なくとも1つの容器又は請求項33若しくは34に記載の方法を行うための使用説明書とを含むキット。
- 手術キットである、請求項35に記載のキット。
- SDS溶液、及びCaCl2溶液の1又は2以上と、請求項12〜20のいずれかに記載の方法を行うための使用説明書とを含む、請求項35又は36に記載のキット。
- 請求項1〜11及び21のいずれかに記載の足場生体材料を含む、予め充填された滅菌不要な移植片と、少なくとも1つの容器とを含むキット。
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