JP2022104790A - Tissue scaffold for use in tendon and/or ligament - Google Patents

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Abstract

To propose a tissue scaffold with a biological activity and tissue induction to improve fatigue, abrasion, fracture and poor stability of existing artificial grafts after long-term use.SOLUTION: A tissue scaffold for use in a tendon and/or ligament is provided, which includes a weave formed by interlacing warp yarns and weft yarns, where the warp yarns include a plurality of fibers with an alternative shaped cross section structure. The weave includes a main body area with a bioactive component formed on the fiber surface, and a fixed area with weft yarn including a bio-ceramic material. The tissue scaffold prepared in the present disclosure has characteristics of stimulating growth of tissues and inducing tissue repair, effectively improving an ability of tissue regeneration and bone healing, and is beneficial to reconstruction of the tendon and/or ligament.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、組織工学に使用するためのスキャフォールド、特に、腱及び/又は靭帯損傷に使用するための組織スキャフォールドに関する。 The present disclosure relates to scaffolds for use in tissue engineering, in particular tissue scaffolds for use in tendon and / or ligament injuries.

腱又は靭帯の裂傷又は破裂、特に、膝関節の十字靭帯で発生した損傷は、よくある臨床的なスポーツ損傷である。靭帯組織は、そのの生物学的環境と血液供給の制限のため、破裂した後に自然に治癒する能力がなく、手術によって再建する必要がある。 Tears or ruptures of tendons or ligaments, especially injuries that occur in the cruciate ligament of the knee joint, are common clinical sports injuries. Ligamentous tissue, due to its biological environment and limited blood supply, is incapable of healing spontaneously after rupture and must be surgically reconstructed.

腱や靭帯の再建に関しては、修復材料の種類に応じて、自家移植物、同種移植物、人工移植物に分けることができる。自家移植物は、再建効果が良好であり、免疫拒絶反応はないが、ドナー部位の合併症などの問題がある。同種移植物は、コストが高いだけでなく、免疫拒絶反応や病気の伝染のリスクもある。一方、人工移植物は、材料の取得が便利であり、病気の伝染のリスクがなく、かつ高い機械的強度があるため、近来、医学界でだんだん注目されている。ただし、人工移植物には、機械的な耐荷重効果しかなく、腱/靭帯及び骨界面の治癒には適する生物学的活性及び組織誘導はない。さらに、人工靭帯の表面の細胞及び組織は、正常な腱又は靭帯組織を形成するために成長するのが難しい。長期間使用した後、人工移植物は、疲労、摩耗、骨折を起こしやすく、膝関節の不安定性につながる可能性があり、摩耗した欠片は関節腔内の水分蓄積などの医原性損傷を引き起こしやすくなる。 Reconstruction of tendons and ligaments can be divided into autologous transplants, allogeneic transplants, and artificial transplants, depending on the type of repair material. Autologous transplants have a good reconstructive effect and do not have immune rejection, but have problems such as complications at the donor site. Allogeneic transplants are not only costly, but also at risk of immune rejection and disease transmission. On the other hand, artificial transplants have been attracting more and more attention in the medical community in recent years because of their convenient material acquisition, no risk of disease transmission, and high mechanical strength. However, the artificial implant has only a mechanical load-bearing effect and no biological activity and tissue induction suitable for healing the tendon / ligament and bone interface. In addition, the cells and tissues on the surface of the artificial ligament are difficult to grow to form normal tendon or ligament tissue. After long-term use, artificial implants are prone to fatigue, wear and fractures, which can lead to instability of the knee joint, and worn debris causes medical damage such as water accumulation in the joint cavity. It will be easier.

したがって、長期使用後の既存の人工移植物の疲労、摩耗、断裂、及び安定性の低下を改善するために、生物学的活性及び組織誘導性を備えた組織スキャフォールドを提案する必要がある。 Therefore, it is necessary to propose a tissue scaffold with biological activity and tissue inducibility in order to improve fatigue, wear, tearing, and loss of stability of existing artificial implants after long-term use.

本開示は、経糸及び緯糸を織り交ぜることによって形成された織物を含み、前記経糸は、代替的形状の断面構造を有する複数の繊維を含む、腱及び/又は靭帯に使用するための組織スキャフォールドを提供する。前記織物は、本体部(main body area)及び固定部(fixed area)を含み、前記本体部は、当該本体部の繊維表面に生物活性成分があり、前記生物活性成分は、前記本体部の細孔にさらに含浸させることができ、前記固定部は、前記本体部の両側に形成されており、前記緯糸は、バイオセラミック材料を含む。 The present disclosure includes a woven fabric formed by interweaving warps and wefts, wherein the warps contain tissue scans for use in tendons and / or ligaments, including multiple fibers with alternative shaped cross-sectional structures. Provide a fold. The woven fabric includes a main body area and a fixed area, and the main body has a bioactive component on the fiber surface of the main body, and the bioactive component is a fine particle of the main body. The pores can be further impregnated, the fixing portions are formed on both sides of the body portion, and the wefts include a bioceramic material.

本開示によれば、独特の織物構造の設計を通して、組織スキャフォールドのセクションに従って、対応する生物活性材料をそれぞれ組み合わせることにより、より多くの細胞接着領域及び良好な増殖環境を提供し、軟組織及び骨組織の活性及び増殖能力を効果的に増強する。これにより、腱及び/又は靭帯組織の再建に提供することができ、その応用の見通しを持っている。 According to the present disclosure, through the design of a unique woven structure, by combining the corresponding bioactive materials respectively according to the section of tissue scaffold, more cell adhesion regions and a better growth environment are provided, soft tissue and bone. Effectively enhances tissue activity and proliferative capacity. This can be provided for the reconstruction of tendon and / or ligament tissue and has the prospect of its application.

本開示の実施形態は、図面を例として参照することによって説明される。 The embodiments of the present disclosure will be described by reference to the drawings as an example.

例示的な実施態様による組織スキャフォールドの概略図である。It is a schematic diagram of the tissue scaffold by an exemplary embodiment. 例示的な実施態様による組織スキャフォールドの実際の使用状態の概略図である。It is a schematic diagram of the actual use state of the tissue scaffold by an exemplary embodiment. 実施例と比較例との間の組織スキャフォールドの増殖細胞数の比較図である。実施例及び比較例の各グループは、それぞれ、左から右へ、D1、D3及びD7であり、D1、D3及びD7は、織物の繊維表面にそれぞれ1、3、7日間培養された細胞の数を示す。It is a comparative figure of the number of proliferating cells of the tissue scaffold between the Example and the comparative example. Each group of Examples and Comparative Examples is D1, D3 and D7 from left to right, respectively, where D1, D3 and D7 are the number of cells cultured on the fiber surface of the fabric for 1, 3 and 7 days, respectively. Is shown. 本開示による実施例及び比較例の組織スキャフォールドの細胞接着率の比較図である。It is a comparative figure of the cell adhesion rate of the tissue scaffold of the Example and the comparative example by this disclosure. 実施例及び比較例の組織スキャフォールドの細胞培養の7日目及び14日目の骨形成酵素ALP活性の比較図である。7日目及び14日目の各グループは、左から右へ、0%、1%、2%、4%及びディッシュ(dish)である。0%は、比較例8においてバイオセラミック材料を添加しない織物繊維の表面培養を示す。1%は、比較例9において1重量%のバイオセラミック材料を含む織物繊維の表面培養を示す。2%は、実施例1において2重量%のバイオセラミック材料を含む織物繊維の表面培養を示す。4%は、実施例6において4重量%のバイオセラミック材料を含む織物繊維の表面培養を示す。ディッシュは、対照として、織物繊維の表面に培養されるものはなく、細胞培養プレートのみに培養される骨形成酵素ALP活性の結果を意味する。It is a comparative diagram of the bone-forming enzyme ALP activity on the 7th day and the 14th day of the cell culture of the tissue scaffold of the example and the comparative example. The 7th and 14th day groups are 0%, 1%, 2%, 4% and dish from left to right. 0% indicates the surface culture of the woven fiber to which the bioceramic material is not added in Comparative Example 8. 1% indicates the surface culture of the woven fiber containing 1% by weight of the bioceramic material in Comparative Example 9. 2% indicates surface culture of woven fibers containing 2% by weight bioceramic material in Example 1. 4% indicates surface culture of woven fibers containing 4% by weight bioceramic material in Example 6. Dish, as a control, means the result of bone-forming enzyme ALP activity, which is not cultured on the surface of the woven fiber and is cultured only on the cell culture plate. 本開示による実施例及び比較例の細胞培養の7日目、14日目及び21日目の組織スキャフォールドのカルシウム沈着染色の比較図である。It is a comparative figure of the calcium deposition staining of the tissue scaffold on the 7th day, the 14th day and the 21st day of the cell culture of the example and the comparative example by this disclosure. 本開示による実施例の組織スキャフォールドによって促進される腱及び靭帯組織の再生の走査型電子顕微鏡画像である。FIG. 6 is a scanning electron micrograph of tendon and ligament tissue regeneration promoted by the tissue scaffold of the examples according to the present disclosure. 本開示による実施例の組織スキャフォールドによって促進される腱及び靭帯組織の再生の走査型電子顕微鏡画像である。FIG. 6 is a scanning electron micrograph of tendon and ligament tissue regeneration promoted by the tissue scaffold of the examples according to the present disclosure. 本開示による実施例の組織スキャフォールドによって促進される腱及び靭帯組織の再生の走査型電子顕微鏡画像である。FIG. 3 is a scanning electron micrograph of tendon and ligament tissue regeneration promoted by the tissue scaffold of the examples according to the present disclosure. 市販の組織スキャフォールドの走査型電子顕微鏡画像である。It is a scanning electron microscope image of a commercially available tissue scaffold. 市販の組織スキャフォールドの走査型電子顕微鏡画像である。It is a scanning electron microscope image of a commercially available tissue scaffold. 本開示による実施例の組織スキャフォールドのヘマトキシリン・エオシン及びマッソントリクロームでそれぞれ染色された組織切片である。Tissue sections stained with hematoxylin eosin and Masson's trichrome of the tissue scaffold of the examples according to the present disclosure, respectively. 本開示による実施例の組織スキャフォールドのヘマトキシリン・エオシン及びマッソントリクロームでそれぞれ染色された組織切片である。Tissue sections stained with hematoxylin eosin and Masson's trichrome of the tissue scaffold of the examples according to the present disclosure, respectively. 市販のヘマトキシリン・エオシン及びマッソントリクロームでそれぞれ染色された組織切片である。Tissue sections stained with commercially available hematoxylin / eosin and Masson's trichrome, respectively. 市販のヘマトキシリン・エオシン及びマッソントリクロームでそれぞれ染色された組織切片である。Tissue sections stained with commercially available hematoxylin / eosin and Masson's trichrome, respectively. 本開示による実施例の組織スキャフォールドによって促進されるオッセオインテグレーション能力のマイクロコンピュータ断層撮影画像である。It is a microcomputer tomographic image of the osseointegration ability promoted by the tissue scaffold of the embodiment according to the present disclosure. 本開示による実施例の組織スキャフォールドによって促進されるオッセオインテグレーション能力のマイクロコンピュータ断層撮影画像である。It is a microcomputer tomographic image of the osseointegration ability promoted by the tissue scaffold of the embodiment according to the present disclosure. 市販のスキャフォールドのマイクロコンピュータ断層撮影画像である。It is a microcomputer tomographic image of a commercially available scaffold. 市販のスキャフォールドのマイクロコンピュータ断層撮影画像である。It is a microcomputer tomographic image of a commercially available scaffold. 本開示による実施例及び比較例の1か月目及び3か月目における骨トンネル内の組織スキャフォールドの機械的強度の比較図である。It is a comparative figure of the mechanical strength of the tissue scaffold in the bone tunnel in the 1st month and the 3rd month of the Example and the comparative example by this disclosure.

以下、具体的な実施態様により、本発明の技術内容を説明する。当業者であれば、本明細書に記載される内容によって、本発明の利点や効果を容易に理解できる。また、本開示は、他の異なる形態によって施行や適用することができ、本明細書の様々な詳細は、本開示で開示される範囲から逸脱することなく、異なる修正及び変更を加えて、異なる視点及び応用に基づくこともできる。さらに、ここに記載されているすべての範囲と値は、包括的であり、組み合わせることができる。本明細書に記載の範囲内にある任意の値又は点、例えば、任意の整数は、最小値又は最大値として使用し、より下位の範囲などを導出することができる。 Hereinafter, the technical contents of the present invention will be described with reference to specific embodiments. Those skilled in the art can easily understand the advantages and effects of the present invention by the contents described in the present specification. Also, this disclosure may be enforced or applied in other different forms, and the various details of this specification may differ, with different modifications and changes, without departing from the scope disclosed in this disclosure. It can also be based on viewpoints and applications. In addition, all ranges and values described herein are inclusive and can be combined. Any value or point within the range described herein, eg, any integer, can be used as the minimum or maximum value to derive lower ranges and the like.

本開示によれば、腱及び/又は靭帯に使用するための組織スキャフォールドが提供される。図1に示すように、組織スキャフォールド1は、経糸101と緯糸110、120を織り交ぜることによって形成された織物によって構成される。経糸101は、代替的形状の断面構造を有する複数の繊維を含み、前記複数の繊維が前記経糸を構成する。前記織物は、本体部11及び固定部121、122を含み、前記本体部11は、その表面にある生物活性成分を含み、前記生物活性成分は、本体部11の細孔にさらに含浸されてもよい。また、前記固定部121と122は、バイオセラミック材料緯糸120を含み、前記本体部の両側に形成されている。 The present disclosure provides tissue scaffolds for use in tendons and / or ligaments. As shown in FIG. 1, the tissue scaffold 1 is composed of a woven fabric formed by interweaving warp 101 and warp 110 and 120. The warp 101 includes a plurality of fibers having a cross-sectional structure having an alternative shape, and the plurality of fibers constitute the warp. The woven fabric includes a main body 11 and fixing portions 121 and 122, the main body 11 contains a bioactive component on the surface thereof, and the bioactive component may be further impregnated into the pores of the main body 11. good. Further, the fixing portions 121 and 122 include the bioceramic material weft 120 and are formed on both sides of the main body portion.

本明細書で使用される「経糸」という用語は、織物の間に織機の長さに沿って延伸し、織物の主要な支持構造として使用される糸を指し、その方向は、腱及び/又は靭帯の延伸作用を行うときの張力の方向と同じである。また、図1に示すように、本開示の組織スキャフォールドの固定部121及び122並びに本体部11の経糸101は一体的に形成されている。一方、「緯糸」という用語は、経糸と織り交ぜられた又は垂直な糸を指す。 As used herein, the term "warp" refers to a yarn that stretches between woven fabrics along the length of the loom and is used as the main support structure for the woven fabric, in the direction of the ligaments and / or. It is the same as the direction of tension when performing the stretching action of the ligament. Further, as shown in FIG. 1, the fixing portions 121 and 122 of the tissue scaffold of the present disclosure and the warp 101 of the main body portion 11 are integrally formed. On the other hand, the term "warp and weft" refers to a thread interwoven with or perpendicular to a warp.

上記の経糸と緯糸は、複数の繊維を撚り合わせて引くことによって形成されるものである。特定の実施態様において、本開示の組織スキャフォールド内の経糸は、200~800デニールまで撚られ、緯糸は、50~100デニールまで撚られている。 The warp and weft described above are formed by twisting and pulling a plurality of fibers. In certain embodiments, the warps in the tissue scaffolds of the present disclosure are twisted up to 200-800 denier and the wefts are twisted up to 50-100 denier.

本明細書で使用される「織物」という用語は、経糸及び緯糸を織り交ぜる又は相互に垂直になる方法で織られたものであり、それによって形成された織り合わせ点は、連続的又は不連続的に配置されてもよく、織り合わせ点の位置は、周期的又は不規則に選択されてもよい。 As used herein, the term "woven" is woven in such a way that warps and wefts are interwoven or perpendicular to each other, and the weaving points formed thereby are continuous or non-continuous. It may be arranged continuously, and the positions of the weaving points may be selected periodically or irregularly.

一つの実施態様において、本開示の組織スキャフォールドの織物の孔径は0.1~1mmであり、前記織物の孔は、細胞に十分な成長空間を提供し、細胞の成長中にガス交換、栄養素及び代謝のための輸送空間を提供する。 In one embodiment, the tissue scaffold fabric of the present disclosure has a pore size of 0.1-1 mm, the pores of the fabric providing sufficient growth space for the cells, gas exchange during cell growth, nutrients. And provides a transport space for metabolism.

一方、本開示の織物は、単層織物構造に限定されず、多層の上下織物構造も含む。別の実施態様において、織物の厚さ又は直径は、1.0~10mmである。 On the other hand, the woven fabric of the present disclosure is not limited to the single-layer woven structure, but also includes a multi-layered upper and lower woven structure. In another embodiment, the thickness or diameter of the fabric is 1.0-10 mm.

本開示の組織スキャフォールドにおいて、織物の材料は、ポリマー材料又はポリマー複合材料であってもよい。ポリマー複合材料は、ポリマー材料に加えて、炭素繊維などの他の充填剤を含む。ポリマー材料は、それらの機械的特性、安定性、耐摩耗性及び生体適合性を考慮して選択されるが、これらに限定されない。 In the texture scaffold of the present disclosure, the material of the woven fabric may be a polymer material or a polymer composite material. Polymer composites include, in addition to polymer materials, other fillers such as carbon fibers. Polymeric materials are selected in consideration of their mechanical properties, stability, wear resistance and biocompatibility, but are not limited thereto.

例示的な実施態様において、ポリマー材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、又はそれらの混合物もしくはコポリマーのうちの1つであってもよく、ここで、ポリエチレンは、超高分子量ポリエチレンを含んでもよい。 In an exemplary embodiment, the polymer material is of polyethylene terephthalate, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyurethane, polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, polyether ether ketone, polyether ketone, or mixtures or copolymers thereof. The polyethylene may include ultra-high molecular weight polyethylene.

別の特定の実施態様において、上記の織物の材料は、ポリエチレンテレフタレートである。 In another particular embodiment, the material for the woven fabric is polyethylene terephthalate.

本明細書で使用される「代替的形状の断面構造」という用語は、比較的に高い繊維表面積を有し、細胞の接着を増強する効果をもたらす、非円形断面を有する繊維構造を指す。一つの実施態様において、本開示の経糸繊維の代替的形状の断面構造は、H字型断面、S字型断面、W字型断面、Y字型断面、又は十字型断面を含んでもよい。 As used herein, the term "alternatively shaped cross-sectional structure" refers to a fiber structure with a non-circular cross section that has a relatively high fiber surface area and has the effect of enhancing cell adhesion. In one embodiment, the cross-sectional structure of the alternative shape of the warp fibers of the present disclosure may include an H-shaped cross section, an S-shaped cross section, a W-shaped cross section, a Y-shaped cross section, or a cross-shaped cross section.

本開示の組織スキャフォールドにおいて、織物の繊維の厚さは、全体の表面積に対応し、織物の表面特性及び機械的特性に影響を与える。別の実施態様において、経糸に含まれる代替的形状の断面構造を有する繊維の長軸の直径は、15~50μm(マイクロメートル)であり、織物を構成する緯糸の繊維の直径は20~50μmである。別の実施態様において、経糸に含まれる代替的形状の断面構造を有する繊維の細かさは、1.5~50デニールであり、織物を構成する緯糸の繊維の細かさは、40~100デニールである。図2に示すように、図2は、本開示の組織スキャフォールドの実際の実施方式を示す。「本体部」11は、骨の外側に露出した織物の部分を指し、「固定部」121と122は、例えば、元の腱及び/又は靭帯組織に接続された骨に使用される、骨に埋め込まれた織物の部分を指す。 In the texture scaffold of the present disclosure, the fiber thickness of the fabric corresponds to the total surface area and affects the surface and mechanical properties of the fabric. In another embodiment, the diameter of the major axis of the fiber having the cross-sectional structure of the alternative shape contained in the warp is 15 to 50 μm (micrometer), and the diameter of the fiber of the warp and weft constituting the woven fabric is 20 to 50 μm. be. In another embodiment, the fineness of the fibers having an alternative shape cross-sectional structure contained in the warp is 1.5 to 50 denier, and the fineness of the fibers of the warp and weft constituting the woven fabric is 40 to 100 denier. be. As shown in FIG. 2, FIG. 2 shows an actual implementation of the organizational scaffold of the present disclosure. The "body portion" 11 refers to a portion of the fabric exposed to the outside of the bone, and the "fixing portions" 121 and 122 are used, for example, in the bone connected to the original tendon and / or ligament tissue. Refers to the part of the embedded fabric.

腱及び/又は靭帯組織の修復をさらに誘導するために、本体部の繊維表面に生物活性成分があり、生物活性成分を本体部の細孔にさらに含浸させて、細胞増殖能力を高めることができる。ここで、生物活性成分はコラーゲンである。 In order to further induce the repair of tendon and / or ligament tissue, there is a bioactive component on the fiber surface of the main body, and the bioactive component can be further impregnated into the pores of the main body to enhance the cell proliferation ability. .. Here, the biologically active ingredient is collagen.

一つの実施態様において、本開示の生物活性成分を含む組織スキャフォールドの修飾は、以下の工程によって行われる:
生物活性成分を含む反応溶液を提供する工程、及び
本体部を反応溶液と接触させる工程。
In one embodiment, modification of the tissue scaffold containing the bioactive ingredients of the present disclosure is performed by the following steps:
A step of providing a reaction solution containing a biologically active ingredient, and a step of bringing the main body into contact with the reaction solution.

「反応溶液」という用語は、生物活性成分に加えて、溶媒及びpH調整剤を含む。 The term "reaction solution" includes a solvent and a pH regulator in addition to the biologically active ingredient.

上記の生物活性成分は、コラーゲン、ゼラチン、絹タンパク質等を含む。 The above-mentioned biologically active ingredients include collagen, gelatin, silk protein and the like.

別の実施態様において、生物活性成分は、コラーゲンを含み、コラーゲンは、本体部の総重量の0.5~5重量%を占める。 In another embodiment, the bioactive ingredient comprises collagen, which accounts for 0.5-5% by weight of the total weight of the body.

いくつかの実施態様において、本体部の総重量に対するコラーゲンの重量比は、約0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0又は4.5重量%であってもよいが、それらに限定されない。 In some embodiments, the weight ratio of collagen to the total weight of the body is about 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.5, 2.0, 2. It may be 5, 3.0, 3.5, 4.0 or 4.5% by weight, but is not limited thereto.

例示的な実施態様では、上記の反応溶液において、生物活性成分は、コラーゲンである。溶媒は、pH≦3.0の酢酸水溶液である。pH調整剤は、リン酸緩衝生理食塩水と水酸化ナトリウムである。具体的な作製方法は、0.1gのコラーゲン粉末を60mlの酢酸水溶液に溶解し、1gの織物の本体部を加え、次に40mlのリン酸緩衝生理食塩水を加え、水酸化ナトリウムでpHを7.5に調整することを含む。本体部の繊維表面にコラーゲンが形成されるようにする。 In an exemplary embodiment, the biologically active ingredient in the above reaction solution is collagen. The solvent is an acetic acid aqueous solution having a pH of ≦ 3.0. The pH regulators are phosphate buffered saline and sodium hydroxide. The specific preparation method is to dissolve 0.1 g of collagen powder in 60 ml of acetic acid aqueous solution, add 1 g of the main body of the fabric, then add 40 ml of phosphate buffered saline, and adjust the pH with sodium hydroxide. Includes adjusting to 7.5. Collagen is formed on the fiber surface of the main body.

別の実施態様において、酢酸に溶解したコラーゲンの固形分は0.01~0.1重量%であり、本体部と反応溶液との反応温度は20~40℃であり、反応時間は24~48時間である。 In another embodiment, the solid content of collagen dissolved in acetic acid is 0.01 to 0.1% by weight, the reaction temperature between the main body and the reaction solution is 20 to 40 ° C., and the reaction time is 24 to 48. It's time.

また、本開示の本体部は、ゼラチン、絹タンパク質、ケラチンなどの他の細胞増殖刺激成分を含むように修飾することができる。 In addition, the main body of the present disclosure can be modified to contain other cell proliferation stimulating components such as gelatin, silk protein and keratin.

上記の固定部の緯糸については、骨界面の治癒力を効果的に高めるために、バイオセラミック材料を添加している。一つの実施態様において、バイオセラミック材料は、例えば、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、バイオガラス、又はそれらの組み合わせである。一つの実施態様において、リン酸カルシウムは、ヒドロキシアパタイト又はリン酸三カルシウムであってもよい。 A bioceramic material is added to the warp and weft of the above-mentioned fixed portion in order to effectively enhance the healing power of the bone interface. In one embodiment, the bioceramic material is, for example, calcium phosphate, calcium sulfate, bioglass, or a combination thereof. In one embodiment, the calcium phosphate may be hydroxyapatite or tricalcium phosphate.

別の実施態様において、バイオセラミック材料は、ヒドロキシアパタイトであり、その平均粒子サイズは、約10~200nm(ナノメートル)である。 In another embodiment, the bioceramic material is hydroxyapatite, the average particle size thereof being about 10-200 nm (nanometers).

一つの実施態様において、バイオセラミック材料は、固定部の緯糸に存在し、バイオセラミック材料は、固定部の緯糸の総重量の1~4%を占める。別の実施態様において、バイオセラミック材料は、固定部内の緯糸の総重量の1重量%を超えて4重量%以下である。バイオセラミック材料の重量比が低すぎると、骨の成長を促進できない。バイオセラミック材料の重量比が高すぎると、繊維を紡ぐときに壊れやすくなる。 In one embodiment, the bioceramic material is present in the warp and weft of the fixed portion, and the bioceramic material accounts for 1 to 4% of the total weight of the warp and weft of the fixed portion. In another embodiment, the bioceramic material is greater than 1% by weight and less than or equal to 4% by weight of the total weight of the warp and weft in the fixation portion. If the weight ratio of the bioceramic material is too low, bone growth cannot be promoted. If the weight ratio of the bioceramic material is too high, it will be fragile when spinning the fibers.

他の実施態様において、固定部の緯糸の総重量に対するバイオセラミック材料の重量比は、約1.5、2.0、2.5、3.0、又は3.5重量%であってもよいが、これらに限定されない。 In other embodiments, the weight ratio of the bioceramic material to the total weight of the warp and weft of the fixation may be about 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, or 3.5% by weight. However, it is not limited to these.

一方、バイオセラミック材料を含む緯糸及びバイオセラミック材料を含まない緯糸は、本開示の固定部に選択することができるか、又は各緯糸にバイオセラミック材料が含まれてもよい。例示的な実施態様において、バイオセラミック材料を含む緯糸とバイオセラミック材料を含まない緯糸の比率は、約1:9~10:0である。別の実施態様において、バイオセラミック材料を含む緯糸は、本開示の固定部で単独に使用することができる。 On the other hand, the weft containing the bioceramic material and the weft not containing the bioceramic material can be selected for the fixing portion of the present disclosure, or each weft may contain the bioceramic material. In an exemplary embodiment, the ratio of warp and weft containing the bioceramic material to the warp and weft not containing the bioceramic material is from about 1: 9 to 10: 0. In another embodiment, the warp and weft containing the bioceramic material can be used alone in the fixed portion of the present disclosure.

本開示の組織スキャフォールドの固定部におけるバイオセラミック材料を含む緯糸繊維は、以下の工程によって調製される:
バイオセラミック材料と混合したマスターバッチを提供する工程、及び
マスターバッチで紡ぐ工程。
The weft fibers containing the bioceramic material in the fixation part of the texture scaffold of the present disclosure are prepared by the following steps:
The process of providing a masterbatch mixed with a bioceramic material and the process of spinning in a masterbatch.

特定の実施態様において、マスターバッチは、上記織物材料及びバイオセラミック材料を含み、バイオセラミック材料の含有量は、マスターバッチの1~4重量%を占める。 In certain embodiments, the masterbatch comprises the textile material and the bioceramic material, the content of the bioceramic material occupying 1 to 4% by weight of the masterbatch.

上記の織物材料及びバイオセラミック材料に加えて、マスターバッチシステムは分散剤も含む。分散剤は、ポリエステルポリマー材料であってもよく、分散剤の含有量は、マスターバッチの0.1~2重量%を占める。 In addition to the above textile and bioceramic materials, the masterbatch system also includes dispersants. The dispersant may be a polyester polymer material and the dispersant content accounts for 0.1-2% by weight of the masterbatch.

一つの実施態様において、マスターバッチの特定の作製方法は、ポリエチレンテレフタレート、ヒドロキシアパタイト及びポリエステル分散剤を、混合及び造粒することにより、マスターバッチを形成する工程を含む。 In one embodiment, a particular method of making a masterbatch comprises the steps of forming a masterbatch by mixing and granulating polyethylene terephthalate, hydroxyapatite and a polyester dispersant.

本開示は、以下、特定の実施例でさらに詳細に説明するが、本開示の範囲は実施例の説明によって限定されない。 The present disclosure will be described in more detail below with reference to specific embodiments, but the scope of the present disclosure is not limited by the description of the embodiments.

[実施例]
実施例1:組織スキャフォールドの作製
経糸の作製:ポリエチレンテレフタレートを熱溶融紡糸し、270℃以上の温度で修飾された断面紡糸ノズルから半延伸糸を得た後、100~200℃の温度で延伸し、Y字型の断面構造を有する完全に伸ばされた糸が得られた。
[Example]
Example 1: Preparation of Tissue Scaffold Preparation of Warp: Fused Deposition Modeling of polyethylene terephthalate is performed to obtain a semi-drawn yarn from a cross-section spinning nozzle modified at a temperature of 270 ° C. or higher, and then drawn at a temperature of 100 to 200 ° C. A fully stretched yarn with a Y-shaped cross section was obtained.

緯糸の作製:緯糸の作製方法について、修飾された断面紡糸ノズルが円形紡糸ノズルに調整された以外は、上記の経糸の作製方法と同じであった。 Warp and Weft Fabrication: The warp and weft fabrication method was the same as the warp and weft fabrication method described above, except that the modified cross-section spinning nozzle was adjusted to a circular spinning nozzle.

バイオセラミックを含む緯糸を調製する場合、バイオセラミックを組み込んだマスターバッチを使用しており、ここで、バイオセラミックを組み込んだマスターバッチを調製する方法は、以下の工程で行われる:ポリエチレンテレフタレート、平均粒子径60nmのヒドロキシアパタイト及びポリエステル分散液を混合し、混合物を造粒して、2重量%のバイオセラミック材料を含むマスターバッチを形成する工程。 When preparing wefts containing bioceramic, a masterbatch incorporating bioceramic is used, where the method for preparing a masterbatch incorporating bioceramic is carried out in the following steps: polyethylene terephthalate, average. A step of mixing a hydroxyapatite having a particle size of 60 nm and a polyester dispersion to granulate the mixture to form a masterbatch containing 2% by weight of a bioceramic material.

織物の作製:図1に示す織物の本体部及び固定部に基づき、経糸及び緯糸を織り交ぜるために選択し、本体部を、生物活性成分を含む反応溶液と接触させた。 Fabrication: Based on the woven fabric body and fixation shown in FIG. 1, warps and wefts were selected for interweaving and the body was contacted with a reaction solution containing a bioactive ingredient.

上記の反応溶液については、コラーゲンを生物活性成分とした。生物活性成分に加えて、反応溶液は、溶媒及びpH調整剤も含んでおり、溶媒は、pH≧3.0の酢酸水溶液であり、pH調整剤は、リン酸緩衝生理食塩水及び水酸化ナトリウムであった。その特定の修飾方法は、以下の調製のための工程を含む:0.1gのコラーゲン粉末を60mlの酢酸水溶液に溶解し、1gの織物の本体部を加え、次に40mlのリン酸緩衝生理食塩水を加え、水酸化ナトリウムでpHを7.5に調整し、20~40℃の反応温度で48時間反応させた後、本体部の繊維表面にコラーゲンを形成する工程。 For the above reaction solution, collagen was used as a biologically active ingredient. In addition to the bioactive ingredients, the reaction solution also contains a solvent and a pH adjuster, the solvent is an aqueous acetic acid solution with pH ≧ 3.0 and the pH adjusters are phosphate buffered saline and sodium hydroxide. Met. The particular modification method comprises the following steps for preparation: dissolving 0.1 g of collagen powder in 60 ml of acetic acid aqueous solution, adding 1 g of the body of the fabric, then 40 ml of phosphate buffered saline. A step of adding water, adjusting the pH to 7.5 with sodium hydroxide, reacting at a reaction temperature of 20 to 40 ° C. for 48 hours, and then forming collagen on the fiber surface of the main body.

最後に、上記で準備した組織スキャフォールドの織物を適切なサイズに切断し、以下の細胞試験と分析を実行した。 Finally, the tissue scaffold fabric prepared above was cut to the appropriate size and the following cell tests and analyzes were performed.

(1)細胞増殖数及び細胞接着率の測定:本実施例の本体部の織物(1cm)を取り、48ウェルプレートに入れ、表面に少量の細胞懸濁液(20μl)を滴下し、37℃のインキュベーター内に2時間置いた。0.8mlの骨髄間葉系幹細胞培養培地を添加し、付着していない細胞を培養培地によって織物の繊維表面から取り除いた。一晩の培養後、細胞が付着した織物を新しい48ウェルプレートに移し、37℃のインキュベーターで0.3mlのPrestoBlueを適用した。PrestoBlueは、ミトコンドリアにあるニコチンアデニンジヌクレオチド(NADH)デヒドロゲナーゼによりピンク色に還元され、反応した細胞の数は、蛍光(Ex/Em:560nm/590nm)で検出できた。1時間の反応後、100ulの反応物を除去し、96ウェルプレートに移して分析し、その蛍光読み取り値(Ex/Em:560nm/590nm)を検出した。繊維表面に付着した細胞の数を、標準曲線に従って補間することにより定量化し、細胞増殖の数及び細胞接着率の結果をそれぞれ図3及び図4に記録する。図3及び図4の結果から、本実施例の組織スキャフォールドは、織物の本体部及び代替的形状の断面構造を有する経糸繊維の表面修飾により、細胞増殖及び細胞接着を著しく改善する効果をもたらすことが分かる。 (1) Measurement of cell proliferation number and cell adhesion rate: The woven fabric (1 cm 2 ) of the main body of this example was taken, placed in a 48-well plate, and a small amount of cell suspension (20 μl) was dropped on the surface to 37. Placed in the incubator at ° C for 2 hours. 0.8 ml of bone marrow mesenchymal stem cell culture medium was added, and non-attached cells were removed from the fiber surface of the fabric by the culture medium. After overnight culturing, the cell-attached fabric was transferred to a new 48-well plate and 0.3 ml PrestoBlue was applied in a 37 ° C. incubator. PrestoBlue was reduced to pink by nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) dehydrogenase in mitochondria, and the number of cells that reacted could be detected by fluorescence (Ex / Em: 560 nm / 590 nm). After the reaction for 1 hour, 100 ul of the reactants were removed, transferred to a 96-well plate for analysis and the fluorescence reading (Ex / Em: 560 nm / 590 nm) was detected. The number of cells attached to the fiber surface is quantified by interpolation according to a standard curve, and the results of the number of cell proliferation and the cell adhesion rate are recorded in FIGS. 3 and 4, respectively. From the results of FIGS. 3 and 4, the tissue scaffold of this example has the effect of significantly improving cell proliferation and cell adhesion by surface modification of the main body of the woven fabric and the warp fibers having a cross-sectional structure of an alternative shape. You can see that.

(2)骨形成酵素のALP活性の測定:間葉系幹細胞(MSC)を使用して、骨形成酵素ALPの活性を測定した。細胞播種密度は、5×10/cmであり、骨分化培地は、10%ウシ胎児血清(FBS)、アスコルビン酸(50μgの/ml)、デキサメタゾン(0.1μM)、及びβ-糖リン酸(10mM)を含むα-MEMが含まれでおり、対照培地は、10%FBSを含むα-MEMが含まれた。分析のために、7日目と14日目にサンプルを収集した。pNPPアルカリホスファターゼ検出キット(SensoLyte(登録商標))及びマイクロプレートリーダー(Biotek、Synergy(登録商標) H1)を用いて骨形成の酵素ALPの活性を測定し、その結果を図5に記録する。細胞培養プレート(ディッシュ)のALP活性の結果を対照として使用した。本実施例の組織スキャフォールドは、バイオセラミック材料を含むことにより、骨形成酵素ALPの活性の効果を増強するため、本開示の組織スキャフォールドが骨再生を効果的に促進できることを示すことは明らかである。 (2) Measurement of ALP activity of bone-forming enzyme: The activity of bone-forming enzyme ALP was measured using mesenchymal stem cells (MSC). The cell seeding density was 5 × 10 4 / cm 2 , and the bone differentiation medium was 10% fetal bovine serum (FBS), ascorbic acid (50 μg / ml), dexamethasone (0.1 μM), and β-sugar phosphorus. The α-MEM containing the acid (10 mM) was included and the control medium contained the α-MEM containing 10% FBS. Samples were collected on days 7 and 14 for analysis. The activity of the bone-forming enzyme ALP is measured using a pNPP alkaline phosphatase detection kit (SensoLyte®) and a microplate reader (Biotek, Synergy® H1), and the results are recorded in FIG. The results of ALP activity on the cell culture plate (dish) were used as controls. Since the tissue scaffold of this example enhances the effect of the activity of the bone-forming enzyme ALP by containing the bioceramic material, it is clear that the tissue scaffold of the present disclosure can effectively promote bone regeneration. Is.

(3)骨分化能力の測定:間葉系幹細胞(MSC)をカルシウム沈着分析に使用した。細胞播種密度は、5×10/cmであり、骨分化培地は、10%ウシ胎児血清(FBS)、アスコルビン酸(50μg/ml)、デキサメタゾン(0.1μM)、及びβ-糖リン酸(10mM)を含むα-MEMが含まれた。対照培地は、10%FBSを含むα-MEMが含まれた。分析のために、7日目、14日目、21日目にサンプルを収集した。細胞サンプルを培地で処理した後、アリザリンレッドで染色して7日目、14日目、及び21日目のカルシウム沈着を評価し、図6に記録する。図6の結果から、本実施例のバイオセラミック材料を含む組織スキャフォールドにより、カルシウム沈着が有意に増加することが示されている。これは、本開示の組織スキャフォールドは、間葉系幹細胞の骨分化を促進する能力を有することを示している。 (3) Measurement of bone differentiation ability: Mesenchymal stem cells (MSC) were used for calcium deposition analysis. The cell seeding density was 5 × 10 4 / cm 2 , and the bone differentiation medium was 10% fetal bovine serum (FBS), ascorbic acid (50 μg / ml), dexamethasone (0.1 μM), and β-sugar phosphate. Α-MEM containing (10 mM) was included. Control medium contained α-MEM containing 10% FBS. Samples were collected on days 7, 14, and 21 for analysis. Cell samples are treated with medium and then stained with alizarin red to evaluate calcium deposition on days 7, 14, and 21 and record in FIG. The results of FIG. 6 show that the tissue scaffold containing the bioceramic material of this example significantly increases calcification. This indicates that the tissue scaffolds of the present disclosure have the ability to promote bone differentiation of mesenchymal stem cells.

次に、上記で作製された組織スキャフォールドを、その後の動物実験に用いた。 The tissue scaffold prepared above was then used in subsequent animal experiments.

靭帯再建手術の動物実験:ニュージーランド白ウサギを内側側副靭帯(MCL)再建手術の動物モデルとして使用した。手術前の麻酔には、麻酔薬(zoletil50:Rompun20=1:1、0.5ml/kg)を使用した。後肢の膝関節をメスで開き、大腿骨と脛骨にそれぞれ骨トンネルをあけた。次に、組織スキャフォールドを脛骨端から骨トンネルに貫通させた後、骨トンネルの大腿骨端に貫通させた。脛骨の端は金属製のボタンで固定され、大腿骨の端は金属製の骨の釘で固定された。最後に、組織と皮膚の分離された層を縫合して手術を完了した。 Animal Experiments for Ligament Reconstruction Surgery: A New Zealand white rabbit was used as an animal model for medial collateral ligament (MCL) reconstructive surgery. For preoperative anesthesia, an anesthetic (zoletil50: Lampun20 = 1: 1, 0.5 ml / kg) was used. The knee joint of the hind limb was opened with a scalpel, and bone tunnels were opened in the femur and tibia, respectively. The tissue scaffold was then pierced from the tibial end into the bone tunnel and then through the femoral end of the bone tunnel. The ends of the tibia were secured with metal buttons and the ends of the femur were secured with metal bone nails. Finally, the surgery was completed by suturing the separated layers of tissue and skin.

最後に、1か月後又は3か月後の上記の動物実験の移植された組織スキャフォールドについて、以下の分析を行った。 Finally, the following analysis was performed on the transplanted tissue scaffolds of the above animal experiments after 1 month or 3 months.

(1)走査型電子顕微鏡:走査型電子顕微鏡(QUANTA400F/Thermo Scientific(登録商標))を使用し、3か月後の動物実験で移植された組織スキャフォールドの断面と表面の組織成長を観察した。図7Aから、本実施例の組織スキャフォールドの繊維表面に線維芽細胞が観察されたことがわかる。図7B及び図7Cでは、コラーゲン線維軟組織は、組織スキャフォールドの内部及び表面に分布し、組織ネットワークのロープ状構造を形成し、本実施例の組織スキャフォールドをしっかりと覆うことが分かる。本実施例の組織スキャフォールドは、優れた生体適合性及び生物活性を有し、腱及び靭帯組織(線維芽細胞及びコラーゲン線維)の再生を誘導することができることを示している。 (1) Scanning electron microscope: Using a scanning electron microscope (QUANTA400F / Thermo Scientific (registered trademark)), the cross-sectional and surface tissue growth of the transplanted tissue scaffold was observed in an animal experiment after 3 months. .. From FIG. 7A, it can be seen that fibroblasts were observed on the fiber surface of the tissue scaffold of this example. In FIGS. 7B and 7C, it can be seen that the collagen fibrous soft tissue is distributed inside and on the surface of the tissue scaffold, forms a rope-like structure of the tissue network, and firmly covers the tissue scaffold of this example. The tissue scaffold of this example has excellent biocompatibility and bioactivity, indicating that it can induce the regeneration of tendon and ligament tissues (fibroblasts and collagen fibers).

(2)組織切片:組織切片をパラフィンに包埋し、ヘマトキシリン・エオジン及びマッソントリクローム染色で染色した。3か月後の動物実験における移植された組織スキャフォールドの組織成長を観察した。本実施例の組織スキャフォールドの周辺及び内部空間は、ヘマトキシリン・エオジン染色(図8A)及びマッソントリクローム染色(図8B)の両方を介して、新しい細胞及びコラーゲン線維組織で満たされていることが分かる。本実施例の組織スキャフォールドが、腱及び靭帯組織(細胞及びコラーゲン線維)の再生を促進する効果を有することは明らかであり、これは、組織スキャフォールドが靭帯化されていることを意味する。 (2) Tissue section: The tissue section was embedded in paraffin and stained with hematoxylin / eosin and Masson's trichrome stain. Tissue growth of the transplanted tissue scaffold in animal experiments after 3 months was observed. The perimeter and internal space of the tissue scaffold of this example can be filled with new cells and collagen fibrous tissue via both hematoxylin and eosin staining (FIG. 8A) and Masson's trichrome staining (FIG. 8B). I understand. It is clear that the tissue scaffold of this example has the effect of promoting the regeneration of tendon and ligament tissue (cells and collagen fibers), which means that the tissue scaffold is ligamentized.

(3)マイクロコンピューター断層撮影分析(micro-CT):マイクロコンピューター断層撮影(Bruker micro-CT、Kontich、ベルギー)を使用して、3か月後の動物実験における移植物の骨トンネルに固定された組織スキャフォールドを分析した。図9A及び図9Bにより、本実施例の骨トンネルに固定された組織スキャフォールドが新しい骨を形成していることが分かる。本実施例の組織スキャフォールドが、インプラントと骨との間の界面を治癒する能力を有することは明らかである(オッセオインテグレーションの能力を有することを意味する)。 (3) Microcomputer tomography analysis (micro-CT): Using microcomputer tomography (Bruker micro-CT, Kontich, Belgium), it was immobilized in a bone tunnel of a transplant in an animal experiment after 3 months. Tissue scaffold was analyzed. From FIGS. 9A and 9B, it can be seen that the tissue scaffold fixed to the bone tunnel of this example forms a new bone. It is clear that the tissue scaffold of this example has the ability to heal the interface between the implant and the bone (meaning it has the ability to osseointegrate).

(4)生体力学試験:引張試験機(INSTRON 3400)を使用して、骨トンネルに固定された組織スキャフォールドの機械的強度を測定した。まず、脛骨に試料を固定している金属製のボタンを切り取り、次に、試料を試験台に移して固定した。組織のスキャフォールドは、動物実験に移植されてから1か月と3か月後に、脛骨から引き抜く力、又は最終的に脛骨を破裂させる力について試験された。図10に示されるように、本実施例の組織スキャフォールドの独特な織物構造設計及び優れたオッセオインテグレーション能力により、より大きな引張張力に耐えることができるため、組織スキャフォールドの機械的特性を改善する。 (4) Biomechanical test: A tensile tester (INSTRON 3400) was used to measure the mechanical strength of the tissue scaffold fixed in the bone tunnel. First, the metal button holding the sample to the tibia was cut off, and then the sample was transferred to the test bench and fixed. Tissue scaffolds were tested for force to pull out of the tibia, or ultimately to rupture the tibia, one and three months after being implanted in animal studies. As shown in FIG. 10, the unique woven structure design and excellent osseointegration capability of the tissue scaffold of this example can withstand higher tensile tensions, thus improving the mechanical properties of the tissue scaffold. do.

実施例2~5:経糸繊維の異なる断面構造
組織スキャフォールドの作製方法について、経糸繊維の断面構造をH字型、S字型、W字型および十字型のそれぞれに変更した外は、実施例1と同じであった。次に、作製された組織スキャフォールドを使用して、細胞増殖の数を測定し、細胞接着率を分析し、図3及び図4に記録する。
Examples 2 to 5: Different cross-sectional structures of warp fibers Regarding the method for producing a tissue scaffold, the examples except that the cross-sectional structure of the warp fibers is changed to H-shaped, S-shaped, W-shaped and cross-shaped, respectively. It was the same as 1. The tissue scaffolds made are then used to measure the number of cell proliferations, analyze cell adhesion rates and record in FIGS. 3 and 4.

実施例6:バイオセラミック材料の異なる濃度
組織スキャフォールドの作製方法について、バイオセラミック材料の含有量が4%であった以外は、実施例1と同じであった。次に、作製された組織スキャフォールドの骨形成酵素の活性を分析し、図5に記録する。
Example 6: Different Concentrations of Bioceramic Material The method for producing the tissue scaffold was the same as that of Example 1 except that the content of the bioceramic material was 4%. Next, the activity of the bone-forming enzyme in the prepared tissue scaffold is analyzed and recorded in FIG.

比較例1
組織スキャフォールドの作製方法について、経糸繊維の断面構造が円形断面であった以外は、実施例1と同じであった。次に、作製した組織スキャフォールドを使用して、細胞増殖の数を測定し、細胞接着率を分析し、図3及び図4に記録する。
Comparative Example 1
The method for producing the tissue scaffold was the same as in Example 1 except that the cross-sectional structure of the warp fiber was a circular cross section. The tissue scaffolds made are then used to measure the number of cell proliferations, analyze cell adhesion rates and record in FIGS. 3 and 4.

比較例2
組織スキャフォールドの作製方法について、織物の本体部の表面が変更されていなかった以外は、実施例1と同じであった。次に、作製した組織スキャフォールドを使用し、細胞増殖の数を測定し、細胞接着率を分析し、図3及び図4に記録する。
Comparative Example 2
The method for producing the tissue scaffold was the same as in Example 1 except that the surface of the main body of the woven fabric was not changed. Next, using the prepared tissue scaffold, the number of cell proliferation is measured, the cell adhesion rate is analyzed, and it is recorded in FIGS. 3 and 4.

比較例3~7
組織スキャフォールドの作製方法について、経糸繊維の断面構造をそれぞれ円形断面、H字型断面、S字型断面、W字型断面及び十字型断面に変更した以外は、比較例2と同じであった。次に、作製された組織スキャフォールドを使用して、細胞増殖の数を測定し、細胞接着率を分析し、図3及び図4に記録する。
Comparative Examples 3 to 7
The method for producing the tissue scaffold was the same as in Comparative Example 2 except that the cross-sectional structures of the warp fibers were changed to a circular cross section, an H-shaped cross section, an S-shaped cross section, a W-shaped cross section, and a cross-shaped cross section, respectively. .. The tissue scaffolds made are then used to measure the number of cell proliferations, analyze cell adhesion rates and record in FIGS. 3 and 4.

比較例8
組織スキャフォールドの作製方法について、バイオセラミック材料を添加しなかった以外は、実施例1と同じであった。次に、作製された組織スキャフォールドの骨形成酵素の活性及び骨分化能力について分析し、図5及び図6に記録する。
Comparative Example 8
The method for producing the tissue scaffold was the same as in Example 1 except that the bioceramic material was not added. Next, the activity and bone differentiation ability of the bone-forming enzyme of the prepared tissue scaffold are analyzed and recorded in FIGS. 5 and 6.

比較例9
組織スキャフォールドの作製方法について、バイオセラミック材料の含有量を1%に調整した以外は、実施例1と同じであった。次に、作製された組織スキャフォールドの骨形成酵素の活性について分析し、図5に記録する。
Comparative Example 9
The method for producing the tissue scaffold was the same as in Example 1 except that the content of the bioceramic material was adjusted to 1%. Next, the activity of the bone-forming enzyme in the prepared tissue scaffold is analyzed and recorded in FIG.

比較例10
実施例1の靱帯再建手術の動物試験において市販の組織スキャフォールド(Orthomed、LCA60NEF)を使用した。次に、組織スキャフォールドを表面観察、組織切片、マイクロCT及び生体力学的試験等によって分析した。結果は図7D~図7E、図8C~図8D、図9C~図9D及び図10に記録されている。
Comparative Example 10
A commercially available tissue scaffold (Orthomed, LCA60NEF) was used in the animal test of ligament reconstruction surgery of Example 1. Next, the tissue scaffold was analyzed by surface observation, tissue section, micro CT, biomechanical test and the like. The results are recorded in FIGS. 7D-7E, 8C-8D, 9C-9D and 10.

まとめると、本開示は、組織スキャフォールドの異なるセクションに従って、対応する生物活性材料を組み合わせることにより、腱又は靭帯の再生を誘導すると同時に、オッセオインテグレーション能力を改善する。これにより、自家と同様の腱や靭帯組織が徐々に形成され、長期使用後の既存の人工移植物の疲労、摩耗、破裂や安定性の低下などの問題が解決される。 Taken together, the present disclosure induces tendon or ligament regeneration by combining corresponding bioactive materials according to different sections of tissue scaffold, while at the same time improving osseointegration capacity. This gradually forms tendon and ligament tissues similar to those of the autologous, solving problems such as fatigue, wear, rupture and loss of stability of existing artificial implants after long-term use.

上述した実施態様は、単なる例示的なものに過ぎず、本発明の実施範囲を限定するためのものではない。当業者であれば、本発明の主旨を逸脱することなく、上記の実施態様を修正や変更することができる。したがって、本開示の請求項の保護の範囲は、本発明の添付の特許請求の範囲により限定され、また、本開示の効果及び実行可能な目的に影響を及ぼさない限り、本開示の技術的内容に含まれるべきである。 The embodiments described above are merely exemplary and are not intended to limit the scope of the invention. Those skilled in the art can modify or modify the above embodiments without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the claims of the present disclosure is limited by the claims of the invention, and the technical content of the present disclosure, as long as it does not affect the effectiveness and feasible purposes of the present disclosure. Should be included in.

1:組織スキャフォールド
11:本体部
101:経糸
110、120:緯糸
121、122:固定部
1: Tissue scaffold 11: Main body 101: Warp 110, 120: Weft 121, 122: Fixed part

Claims (10)

経糸(101)及び緯糸(110、120)を織り交ぜることによって形成された織物を含み、
前記経糸(101)は、代替的形状の断面構造をそれぞれ有する複数の繊維を有し、
前記織物は、本体部(11)及び固定部(121、122)を有し、
前記本体部(11)は、その繊維表面にある生物活性成分を含み、
前記固定部(121、122)は、前記本体部(11)の両側に形成されており、
前記緯糸(120)は、バイオセラミック材料を含む、
腱及び/又は靭帯に使用するための組織スキャフォールド(1)。
Includes a woven fabric formed by interweaving warp (101) and warp (110, 120).
The warp (101) has a plurality of fibers, each having a cross-sectional structure of an alternative shape, and has a plurality of fibers.
The woven fabric has a main body portion (11) and a fixing portion (121, 122).
The main body portion (11) contains a bioactive component on the surface of the fiber and contains the bioactive component.
The fixing portions (121, 122) are formed on both sides of the main body portion (11).
The warp and weft (120) comprises a bioceramic material.
Tissue scaffold for use on tendons and / or ligaments (1).
前記経糸(101)は、代替的形状の断面構造を有する繊維を含み、
前記繊維の長軸の直径は、15~50μmであり、
前記織物を構成する前記緯糸(110、120)の各繊維の直径は、それぞれ、20~50μmである、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。
The warp (101) comprises a fiber having an alternative shaped cross-sectional structure.
The diameter of the major axis of the fiber is 15 to 50 μm.
The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the diameter of each fiber of the warp and weft (110, 120) constituting the woven fabric is 20 to 50 μm, respectively.
前記代替的形状の断面構造が、H字型断面、S字型断面、W字型断面、Y字型断面又は十字型断面を含む、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。 The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the cross-sectional structure of the alternative shape includes an H-shaped cross section, an S-shaped cross section, a W-shaped cross section, a Y-shaped cross section, or a cross-shaped cross section. 代替的形状の断面構造を有する繊維を含む前記経糸の細かさは、1.5~50デニールであり、
前記織物を構成する前記緯糸(110、120)の繊維の細かさは、40~100デニールである、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。
The warp fineness, including fibers with alternative shaped cross-sectional structures, is 1.5-50 denier.
The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the fibers of the warp and weft (110, 120) constituting the woven fabric have a fineness of 40 to 100 denier.
前記織物の孔径は、0.1~1mmである、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。 The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the pore size of the woven fabric is 0.1 to 1 mm. 前記織物の材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、又はそれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。 The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the material of the woven fabric includes polyethylene terephthalate, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyurethane, or a combination thereof. 前記生物活性成分は、コラーゲンを含み、
コラーゲンの含有量は、前記本体部(11)の総重量の0.5~5重量%を占める、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。
The bioactive ingredient contains collagen and
The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the collagen content accounts for 0.5 to 5% by weight of the total weight of the main body (11).
前記バイオセラミック材料は、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、バイオガラス、又はそれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。 The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the bioceramic material comprises calcium phosphate, calcium sulfate, bioglass, or a combination thereof. 前記固定部(121、122)の前記緯糸(120)は、前記バイオセラミック材料を含み、前記バイオセラミック材料の含有量は、前記固定部(121、122)の前記緯糸(120)の総重量の1~4重量%を占め、
前記固定部(121、122)の前記経糸(101)は、前記バイオセラミック材料を含まない、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。
The weft (120) of the fixing portion (121, 122) includes the bioceramic material, and the content of the bioceramic material is the total weight of the weft (120) of the fixing portion (121, 122). Occupies 1 to 4% by weight,
The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the warp (101) of the fixing portion (121, 122) does not contain the bioceramic material.
前記バイオセラミック材料は、ヒドロキシアパタイトであり、その平均粒子径は、10~200nmである、請求項1に記載の組織スキャフォールド(1)。 The tissue scaffold (1) according to claim 1, wherein the bioceramic material is hydroxyapatite and has an average particle size of 10 to 200 nm.
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