JP2023520788A - トロポエラスチンを含む脂肪組織マトリックス - Google Patents

Abstract

本開示は、脂肪組織から製造された組織製品およびその製造方法を提供する。組織製品は、乳房を治療するための無細胞組織マトリックスまたは粒子状製品を含むことができる。製品は、脂肪マトリックスおよびトロポエラスチンを含むことができる。【選択図】図４

Description

本開示は、組織製品に関し、より詳細には、脂肪組織から作られ、トロポエラスチンを含む細胞外組織マトリックスに関するものである。

本出願は、米国特許法第１１９条に基づいて、２０２０年４月３日に出願された米国仮出願第６３／００４，７９４号の優先権を主張するものであり、その全体の内容が引用により本明細書に援用されるものとする。

罹患した又は損傷を受けた組織および器官を再生、修復または他の方法で治療するために、様々な組織由来の製品が使用されている。そのような製品は、組織移植片および／または処理された組織（例えば、細胞播種の有無にかかわらず、皮膚、腸または他の組織からの無細胞組織マトリックス）を含むことができる。そのような製品は、一般に、組織源（すなわち、組織の種類および由来する動物）および組織製品を製造するために使用される処理パラメータによって決定される特性を有する。組織製品は、外科的用途および／または組織の置換または増強のためにしばしば使用されるため、製品は、選択された移植部位に望まれるように、組織の成長および再生をサポートする必要がある。本開示は、乳房インプラントなどの様々な用途のために、組織の成長および再生を改善することができる脂肪組織製品を提供する。組織製品は、生物学的または機械的特性を改善するために、トロポエラスチンをさらに含むことができる。製品は、移植されたときに所望の形状を維持するために、架橋することができる。

特定の実施形態によれば、組織製品を製造するための方法が提供される。この方法は、脂肪組織を選択するステップと、脂肪組織を機械的に処理して組織のサイズを小さくするステップと、機械的に処理した組織を処理して、組織から実質的にすべての細胞物質を除去するステップと、組織を液体に懸濁して懸濁液を形成するステップと、懸濁液を型内で乾燥させて多孔質スポンジを形成するステップとを含むことができる。いくつかの実施形態では、懸濁液が、乾燥されて、デヒドロサーマル架橋のような処理を受ける。組織製品は、トロポエラスチンを含むことができる。

様々な実施形態では、脂肪組織が、特定の機械的特性を制御するために処理される。例えば、処理された組織は、安定した三次元構造をもたらすために架橋され得る。追加的または代替的には、以下にさらに詳細に説明するように、スポンジまたは懸濁液の固形分含有率を制御することができる。さらに、いくつかの実施形態では、懸濁液を形成する前に、トロポエラスチンを組成物に添加することができる。

また、本明細書では、開示のプロセスによって作られた組織製品も提供される。

いくつかの実施形態では、組織製品が、脱細胞化された脂肪細胞外組織マトリックスを含み、組織マトリックスが、予め設定された三次元形状に形成されており、組織マトリックスが、三次元形状を維持するために部分的に架橋されている。製品は、所望量のトロポエラスチンを含むことができる。

また、本明細書では、乳房インプラントを含む組織製品も提供される。このインプラントは、架橋および／または固形分の割合によって制御される所望の機械的特性のセットを有するように形成された脂肪組織マトリックスを含むことができる。製品は、トロポエラスチンをさらに含むことができる。

また、本明細書では、注入可能な脂肪マトリックスまたは粒子状の脂肪マトリックスを含む組織製品も提供される。このインプラントは、少なくとも部分的に架橋された固形物であり得る。製品は、トロポエラスチンをさらに含むことができる。

さらに本明細書では、組織部位を選択するステップと、本明細書に開示の組織製品を組織部位に移植するステップとを含む治療方法が提供される。

図１は、特定の実施形態に係る脂肪組織マトリックススポンジを製造するためのプロセスを概説するフローチャートである。 図２は、特定の実施形態に係る生物学的乳房インプラントの側面図である。 図３Ａは、特定の実施形態に係る乳房インプラントの構成の斜視図である。図３Ｂは、特定の実施形態に係る乳房インプラントの別の構成の斜視図である。図３Ｃは、特定の実施形態に係る乳房インプラントの別の構成の斜視図である。 図４は、特定の実施形態に係る外科的乳房手術のためのシステムの移植を示している。 図５Ａ～図５Ｇは、脂質生成に対するＥＤＣ架橋の影響を示す組織画像である。 図６Ａは、圧縮強度に対する脂肪マトリックス固形分の影響を示す棒グラフである。図６Ｂは、回復率に対する脂肪マトリックス固形分の影響を示す棒グラフである。図６Ｃは、弾性に対する脂肪マトリックス固形分の影響を示す棒グラフである。図６Ｄは、弾性率に対する脂肪マトリックスの固形分の影響を示す棒グラフである。 図７Ａは、脂肪マトリックス製品の圧縮強度に対する架橋剤含有量またはトロポエラスチン含有量の変化の影響を示す棒グラフである。図７Ｂは、脂肪マトリックス製品の回復率に対する架橋剤含有量またはトロポエラスチン含有量の変化の影響を示す棒グラフである。図７Ｃは、脂肪マトリックス製品の弾性率に対する架橋剤含有量またはトロポエラスチン含有量の変化の影響を示す棒グラフである。 図８Ａ～図８Ｄは、移植後８週目のラットモデルにおいて、脂肪マトリックス製品をＥＤＣ架橋する場合としない場合の脂肪形成に対するトロポエラスチン添加の効果を示す代表的な組織学的画像である。 図９は、ＥＤＣ架橋の有る場合と無い場合、そしてトロポエラスチン添加の有る場合と無い場合の移植後８週目の脂肪マトリックスの脂肪増加のグラフである。 図１０Ａ～図１０Ｄは、移植後１６週目のラットモデルにおいて、脂肪マトリックス製品をＥＤＣ架橋する場合としない場合の脂肪形成に対するトロポエラスチン添加の効果を示す代表的な組織学的画像である。 図１１は、ＥＤＣ架橋の有る場合と無い場合、そしてトロポエラスチン添加の有る場合と無い場合の移植後１６週目の脂肪マトリックスの脂肪増加のグラフである。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、ＴＥの持続性を示す１６週目の外植片のマッソンのトリクローム染色切片である。

ここで、本開示に係る特定の例示的な実施形態を詳細に参照する。その特定の例が添付図面に示されている。同一または類似の部分を指すために、可能な限り、図面全体を通して同じ符号を使用するものとする。

本出願において、単数形の使用は、特に明記しない限り、複数形を含む。本出願において、「または」の使用は、特に明記しない限り、「および／または」を意味する。さらに、「含んでいる」という用語、並びに、「含む」および「含まれる」などの他の形態の使用は限定的なものではない。本明細書に記載の任意の範囲は、両端点と、両端点間のすべての値を含むものと理解されたい。

本明細書で使用されている節の見出しは、単なる編成目的に過ぎず、記載されている主題を限定するものとして解釈されるべきではない。特許、特許出願、記事、書籍および論文に限定される訳ではないが、それらを含む、本出願で引用したすべての文書または文書の一部は、如何なる目的に対しても、その全体が引用により本明細書に明示的に援用されるものとする。

本明細書で使用する「組織製品」とは、細胞外マトリックスタンパク質を含む任意のヒトまたは動物の組織を指す。「組織製品」には、無細胞組織マトリックスまたは部分的に脱細胞化された組織マトリックス、並びに、外来性細胞で再配置された脱細胞化組織マトリックスが含まれる。

本明細書で使用される「無細胞組織マトリックス」という用語は、組織再生を支援する足場として役立つのに必要な相当量の天然コラーゲン、他のタンパク質、プロテオグリカンおよび／または糖タンパク質を保持する、ヒトまたは動物組織に由来する細胞外マトリックスを指す。「無細胞組織マトリックス」は、酸抽出精製コラーゲンなどの精製コラーゲン材料とは異なるものであり、それらは、他のマトリックスタンパク質を実質的に含まず、精製プロセスにより組織マトリックスの自然な微細構造特性を保持しない。「無細胞組織マトリックス」と呼ぶが、そのような組織マトリックスは、例えば、幹細胞や「無細胞組織マトリックス」が移植される患者からの細胞を含む、外来性細胞と結合されることを理解されたい。「脱細胞化脂肪組織マトリックス」は、脂肪細胞外マトリックスを生成するためにすべての細胞が除去された脂肪系組織を指すことが理解されよう。「脱細胞化脂肪組織マトリックス」は、機械的処理、スポンジの形成および／または粒子マトリックスを生成する更なる処理を含む、本明細書で議論されるようにさらに処理されたマトリックスまたは無傷マトリックスを含み得る。本明細書で使用されるＡＡＭは、任意の供給源からの「無細胞脂肪マトリックス」を指し、ｐＡＡＭは、「ブタ由来脂肪マトリックス」を指す。

「無細胞」または「脱細胞化」組織マトリックスは、光学顕微鏡を使用しても細胞が見えない組織マトリックスを指すことが理解されよう。

様々なヒトおよび動物組織を使用して、患者を治療するための製品を製造することができる。例えば、様々な疾患および／または構造的損傷（例えば、外傷、手術、萎縮、および／または長期の摩耗や変性）に起因して損傷または喪失したヒト組織の再生、修復、増加、補強および／または治療のための様々な組織製品が製造されている。そのような製品は、例えば、無細胞組織マトリックス、組織同種移植片または異種移植片、および／または再構成組織（すなわち、成長できる材料をもたらすために細胞が播種された、少なくとも部分的に脱細胞化された組織）を含むことができる。

軟組織および硬組織を治療するために、様々な組織製品が製造されている。例えば、ＡＬＬＯＤＥＲＭ（登録商標）およびＳＴＲＡＴＴＩＣＥ（商標）（ニュージャージー州ブランチバーグ所在のＬＩＦＥＣＥＬＬ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ）は、それぞれヒトおよびブタの真皮から製造された２つの真皮無細胞組織マトリックスである。そのような材料は特定のタイプの疾病を治療するのに非常に有用であるが、特定の用途には異なる生物学的および機械的特性を有する材料が望ましい場合がある。例えば、ＡＬＬＯＤＥＲＭ（登録商標）およびＳＴＲＡＴＴＩＣＥ（商標）は、構造的欠損の治療を支援するために、かつ／または（例えば、腹壁のために、または乳房再建において）組織の支持を与えるために使用されており、それらの強度と生物学的特性により、そのような用途に適したものとなっている。しかしながら、そのような材料は、生存脂肪細胞を含む脂肪組織の生産が望ましい結果である場合に、脂肪含有組織の再生、修復、交換および／または増加には理想的ではない場合がある。そこで、本開示は、脂肪含有組織を伴う組織欠損／欠陥の治療に有用な組織製品を提供する。本開示は、そのような組織製品を製造する方法も提供する。

組織製品は、細胞成分の少なくとも一部を除去するために処理された脂肪組織を含むことができる。場合によっては、すべてまたは実質的にすべての細胞物質が除去され、それにより脂肪細胞外マトリックスタンパク質が残る。さらに、細胞外および／または細胞内脂質の一部またはすべてを除去するように、製品を処理することができる。しかしながら、場合によっては、細胞外および／または細胞内脂質の完全な除去は、脂肪マトリックスの構造および機能に損傷を与える可能性がある。例えば、長期間化学的または酵素的に処理された脂肪組織は、コラーゲンを変性または他の方法で損傷させているか、脂肪の再生に必要なタンパク質が枯渇している可能性がある。このため、場合によっては、製品には一定レベルの残留脂質が含まれる。残留脂質含量は、例えば、製品の約５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％または１０重量％である。以下にさらに説明するように、細胞外マトリックスタンパク質をさらに処理して、三次元の多孔質またはスポンジ状材料を生成することができ、多孔質またはスポンジ状材料をさらに処理して、注入可能な製品を生成することができる。

上述したように、本開示の組織製品は、少なくとも部分的に脂肪組織から形成される。脂肪組織は、ヒトまたは動物の供給源に由来する。例えば、ヒトの脂肪組織は死体から得られるものであってもよい。さらに、ヒトの脂肪組織は、生体ドナー（例えば、自己組織）から得ることもできる。脂肪組織は、ブタ、サルなどの動物または他の供給源から取得することもできる。霊長類以外の動物の供給源を使用する場合、組織をさらに処理して、ブタや他の哺乳類には存在するがヒトや霊長類には存在しない１，３－アルファ－ガラクトース部分などの抗原成分を除去することができる。Ｘｕ，Ｈｕｉ等による「Ａ Ｐｏｒｃｉｎｅ－Ｄｅｒｉｖｅｄ Ａｃｅｌｌｕｌａｒ Ｄｅｒｍａｌ Ｓｃａｆｆｏｌｄ ｔｈａｔ Ｓｕｐｐｏｒｔｓ Ｓｏｆｔ Ｔｉｓｓｕｅ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｇａｌａｃｔｏｓｅ－α－（１，３）－Ｇａｌａｃｔｏｓｅ ａｎｄ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｒｉｘ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」，Ｔｉｓｓｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．１５，１－１３（２００９）を参照されたい。この文献は、引用によりその全体が援用されるものとする。さらに、脂肪組織は、抗原部分を除去するために遺伝子改変された動物から得られるものであってもよい。

図１は、本開示の組織製品を製造するための例示的なプロセスを示している。図１は、基本ステップを示すフローチャートを提供するものであり、適切な脂肪組織スポンジを生成するために使用することができる。図示のように、プロセスはいくつかのステップを含むことができるが、使用される特定の組織、所望の用途または他の要因に応じて、追加または代替のステップが追加または置換されることを理解されたい。

図示のように、プロセス１００は、全体として、組織を受け取るステップ１１０で開始することができる。組織は、例えば、ヒトまたは動物の脂肪組織を含む、様々な脂肪組織タイプを含むようにしてもよい。適切な組織源には、同種移植組織、自家移植組織または異種移植組織が含まれる。異種移植片が使用される場合、組織には、ブタ、ウシ、イヌ、ネコを含む動物、家畜または野生の供給源、および／または他の任意の適切な哺乳動物または非哺乳動物の脂肪供給源からの脂肪が含まれる。

組織は、任意の望ましい手法を使用して動物供給源から採取することができるが、可能であれば、無菌または滅菌技術を使用して通常は採取するようにしてもよい。組織は、低温または凍結状態で保存するようにしてもよく、あるいは長期保存による望ましくない変化を防ぐために直ちに処理するようにしてもよい。

組織を受け取った後、組織は最初にステップ１２０で機械的サイズ縮小の処理を受け、かつ／またはステップ１３０で機械的脱脂の処理を受ける。機械的サイズ縮小には、手動刃または他の任意の適切な粉砕プロセスを使用した組織の目に見える切断または大きな切断が含まれる。

ステップ１３０の機械的脱脂は、組織の製造において重要である。具体的には、脂質の除去を支援するために、脂肪が様々な機械的処理条件に曝される。例えば、機械的処理は、組織の粉砕、混合、細断、すりおろし、または他の処理を含むことができる。機械的処理は、ある程度の加熱を可能にする条件下で実行されてもよく、これは脂質の遊離または除去を補助することができる。例えば、機械的処理は、脂肪組織が最高１２２°Ｆ（５０℃）まで加熱される条件下で、ブタの脂肪では４２～４５℃、ヒトの脂肪ではやや低い温度で実行されるようにしてもよい。外部熱の適用は、脂質を放出するのに不十分である場合があり、よって、機械的破壊中に発生する熱が脂質除去の補助に好ましい場合がある。いくつかの例では、機械的処理中の加熱が、温度上昇のパルスであり、持続時間の短いものであってもよい。この熱パルスは、機械的破壊によって破壊された脂肪細胞から放出された脂質の液化を引き起こし、その後、バルク脂質除去のための効率的な相分離を引き起こす可能性がある。一例では、ブタの脂肪組織を処理する場合、そのプロセス中に到達する温度は１００°Ｆを超えるが、１２２°Ｆ（５０℃）を超えることはない。到達温度範囲は、脂肪組織の由来に応じて調整することができる。例えば、温度は、飽和脂肪の少ない組織、例えば霊長類組織を処理する場合、約８０°Ｆ、９０°Ｆ、１００°Ｆ、１１０°Ｆまたは１２０°Ｆまでさらに下げることができる。代替的には、脂肪が、例えば８０°Ｆ、９０°Ｆ、１００°Ｆ、１１０°Ｆまたは１２０°Ｆの最低温度に達するようにプロセスを選択することもできる。

場合によっては、洗浄液を殆どまたは全く加えずに組織を機械的に処理することにより、機械的脱脂を実施することができる。例えば、組織は、溶媒を使用せずに粉砕または混合することにより機械的に処理されるようにしてもよい。代替的には、組織の破砕に、例えば流動性を高めたり、粘度を下げるために水分が必要な場合、水を使用することができ、その水には、純水、生理食塩水、または生理食塩水またはリン酸緩衝生理食塩水を含む他の緩衝液が含まれる。いくつかの例では、生理食塩水（例えば、普通の生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、または塩および／または界面活性剤を含む溶液）などの生体適合性のある特定の量の溶媒を加えることによって、組織が処理される。塩および／または界面活性剤を含む、細胞溶解を促進する他の溶液が適切である場合もある。

ステップ１４０では、機械的処理および脂質除去の後に、脂肪を洗浄することができる。例えば、組織は、様々な生体適合性緩衝液での１回または複数回のすすぎで洗浄することができる。例えば、適切な洗浄溶液には、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、または他の適切な生体適合性材料または生理学的溶液が含まれる。一実施例では、水をリンス剤として使用して細胞をさらに破壊し、その後、リン酸緩衝生理食塩水または他の適切な生理食塩水を導入して、マトリックスタンパク質を生体適合性緩衝液に戻すことができる。

洗浄は、組織から脂質を分離するために、遠心分離または他のプロセスとともに実行することができる。例えば、いくつかの実施形態では、材料は水または別の溶媒で希釈される。その後、希釈された材料は遠心分離され、遊離脂質が上部に流れる一方、細胞外マトリックスタンパク質がペレットとして堆積する。その後、タンパク質ペレットを再懸濁し、十分な量の脂質が除去されるまで洗浄と遠心分離を繰り返す。

洗浄後、ステップ１５０に示すように、脂肪を処理して脂肪組織から一部またはすべての細胞を除去することができる。細胞除去プロセスは、複数の適切なプロセスを含むことができる。例えば、脂肪組織から細胞を除去する適切な方法には、細胞を破壊するのにかつ／または細胞成分を除去するのに十分な濃度および時間で、デオキシコール酸、ポリエチレングリコールまたは他の界面活性剤などの界面活性剤による処理が含まれる。

細胞除去後、ステップ１６０に示すように、使用する組織または望ましい最終構造に応じて、追加の処理および／または洗浄ステップを組み込むことができる。例えば、追加の洗浄または処理を行って抗原性物質、例えば霊長類以外の動物組織に存在する可能性のあるアルファ－１，３－ガラクトース部分などの抗原成分を除去することができる。さらに、洗浄ステップの間、前および／または後に、追加の溶液または試薬を使用して材料を処理するようにしてもよい。例えば、酵素、界面活性剤および／または他の薬剤を１または複数のステップで使用して、細胞物質または脂質をさらに除去し、抗原性物質を除去し、かつ／または材料の細菌または他のバイオバーデンを低減することができる。例えば、細胞および脂質の除去を補助するために、ドデシル硫酸ナトリウムまたはＴｒｉｔｏｎなどの界面活性剤を使用する、１または複数の洗浄ステップを含むようにしてもよい。さらに、酵素、例えば、リパーゼ、ＤＮＡｓｅｓ、ＲＮＡｓｅｓ、アルファ－ガラクトシダーゼまたは他の酵素を使用して、核物質、異種源からの抗原、残留細胞成分および／またはウイルスを確実に破壊することができる。さらに、酸性溶液および／または過酸化物を使用して、細胞物質をさらに除去し、細菌および／またはウイルス、または他の潜在的な感染性病原体を破壊するのを助けることができる。

材料は、脂質および細胞成分を除去した後に、多孔性またはスポンジ状の材料に形成することができる。ステップ１７０に示すように、通常、細胞外マトリックスは最初に水性溶媒に再懸濁されて、ＡＡＭ（無細胞脂肪マトリックス）のスラリー状の材料を形成する。十分な量の溶媒を使用することにより、材料を、所望の組織製品のサイズと形状を有する型に注ぎ込むことができる液体物質に形成することができる。加える水または溶媒の量は、最終材料の望ましい多孔度に基づいて変化し得る。場合によっては、スラリー状材料は、約２重量％～約１０重量％、好ましくは約２重量％～約５重量％の固形分濃度を有することができる。重量は、ＡＡＭまたはＴＥ（添加されている場合）の乾燥重量であると理解されたい。例えば、３％のＡＡＭスラリーは、１００ｍＬの液体中に３ｇのＡＡＭを含む。凍結乾燥後、最終的な材料の重さは３ｇになる。あるいは、スラリーが１％のＴＥと３％のＡＡＭを有する場合、スラリー１００ｍＬごとに１ｇのＴＥと３ｇのＡＡＭが含まれることになる。場合によっては、再懸濁した細胞外マトリックスを、粉砕、切断、混合または他のプロセスによって、さらに１回または複数回、機械的に処理することができ、処理した材料は、１回または複数回、遠心分離および再懸濁して、細胞物質または脂質（必要な場合）をさらに除去し、かつ／または細胞外マトリックスの粘度を制御することができる。

場合によっては、ステップ１８０に示すように、スポンジの形成前にトロポエラスチンを材料に添加することができる。様々な適切なトロポエラスチンを選択することができる。例えば、トロポエラスチンは、ＡＡＭスラリーに混合するのに適した形態で提供することができる。例えば、トロポエラスチンは、トロポエラスチン溶液を、化学プロセスおよび／または熱で処理することにより、弾性材料、粘弾性材料またはヒドロゲルに形成することができる。トロポエラスチンは、弾性材料、粘弾性材料またはヒドロゲルを形成するための処理後、切断または他の方法で処理することにより、予め調製した無細胞脂肪マトリックスと混合することができる。

トロポエラスチンを製造するための例示的なプロセスは、別の見出しの部分でさらに後述する。

トロポエラスチンは、適切な濃度の範囲でＡＡＭスラリーに添加することができる。例えば、所望の機械的特性および／または生物学的特性を付与するように、トロポエラスチンの量を選択することができる。例えば、トロポエラスチンは、０．１～５０％、または０．５～３％、１～５％、０．５～２％、１０～７５％、または他の適切な値の重量パーセントでＡＡＭと混合することが可能である。

トロポエラスチンは、多くの形態で、生成して、ステップ１７０のＡＡＭスポンジスラリーと混合することができるが、そのような形態として、例えば、トロポエラスチンが乾燥粉末、溶液、スラリーまたはヒドロゲルの形態である間にトロポエラスチンをＡＡＭスラリーに混合することが含まれる。例えば、ＴＥヒドロゲルは、所望の重量になるようにＡＡＭスラリーに取り込むことができる。例示的なＴＥヒドロゲルは、ＥＤＣ、ＢＳ３または他の架橋剤を使用してヒトＴＥを架橋することにより、生成することができる。代替的には、ＴＥを凍結乾燥により乾燥させ、粉砕して乾燥粉末を生成し、その粉末をＡＡＭスラリーに取り込むことができる。

ＴＥの量は、所望の機械的特性または生物学的特性を含む多くの要因に基づいて変化させることができる。例えば、ＴＥをスラリーに組み込んで、スラリーの０．１～１０％でＡＡＭを有する０．１～１０重量％のスラリーを形成することができる。場合によっては、ＴＥおよびＡＡＭは、（重量で）スラリー中のＴＥ：ＡＡＭ＝１：３、１：４、または１：５などの所望の比率で含まれるか、または他の好適な範囲で含まれる。

トロポエラスチンをＡＡＭと混合して材料を懸濁させた後、ステップ１９０で示すように、材料を容器または型に入れて、多孔質のスポンジ状製品を形成する。通常は、材料を乾燥させて多孔質構造の三次元マトリックスを残すことにより、多孔質またはスポンジ状材料を形成する。いくつかの実施形態では、材料が凍結乾燥される。凍結乾燥は、図３に示すように、型の形状に概ね一致する三次元構造の製造を可能にする。特定の凍結乾燥プロトコルは、使用する溶媒、サンプルサイズに基づいて、かつ／または処理時間を最適化するように、変更することができる。１つの適切な凍結乾燥プロセスには、材料を冷却すること；冷却した温度でサンプルを保持し、サンプルをさらに冷却して完全に凍結させること；真空を適用すること；１または複数のステップで温度を上げることが含まれる。その後、凍結乾燥したサンプルを凍結乾燥機から取り出して、窒素下でホイルポーチ内に包装することができる。

固体またはスポンジの形成後、任意選択的には、ステップ１９５に示すように、材料を安定化することができる。場合によっては、安定化は、架橋、デヒドロサーマル（ＤＨＴ）プロセスでの処理などの追加プロセス、または他の適切な安定化方法を含むことができる。例えば、一般に、機械的に処理された組織は、多孔質マトリックスに形成されると、体内に埋め込まれたり、濡れたり、あるいは溶液中に置かれたりしたときに、よりパテ状またはペースト状の材料を形成する。このため、所望の形状とサイズが失われる可能性がある。さらに、細胞の付着、組織の成長、血管の形成および組織の再生を支援するために重要である多孔質構造が失われる可能性がある。このため、材料のサイズ、形状および構造を安定させるために、材料をさらに処理するようにしてもよい。

いくつかの実施形態では、安定化のためにＴＥ－ＡＡＭ材料が架橋される。例示的な架橋プロセスは、上述したように製造した凍結乾燥材料をグルタルアルデヒドまたはＥＤＣと接触させることを含むことができる。

いくつかの実施形態において、材料が凍結乾燥後に架橋される。しかしながら、凍結乾燥プロセスの前または最中に材料を架橋することもできる。架橋は様々な方法で実行することができる。一実施形態では、材料を、グルタルアルデヒド、ジェネピン、カルボジイミド（例えば、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ））およびジイソシアネートなどの架橋剤と接触させることにより、架橋を行うことができる。

さらに、真空中で材料を加熱すること（ＤＨＴ）により、架橋を行うようにしてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、材料を、減圧または真空で、７０℃～１２０℃、または８０℃～１１０℃、または約１００℃まで、または特定の範囲内の任意の値に加熱するようにしてもよい。所望の機械的特性をもたらすために、ＤＨＴ処理に続いて、化学的架橋を行う（例えば、ＤＨＴに続いてＥＤＣまたは他の化学的架橋を行う）こともできる。さらに、紫外線照射、ガンマ線照射および／または電子ビーム照射を含む、他の架橋プロセス、またはプロセスの組合せを使用して、開示された製品の何れかを生成するようにしてもよい。さらに、真空は必須ではないが、架橋時間を短縮することができる。さらに、マトリックスタンパク質の融解が起きない限り、かつ／または架橋に十分な時間が提供される限りは、より低い又は高い温度を使用することができる。

様々な実施形態では、架橋プロセスを制御して、所望の機械的、生物学的および／または構造的特徴を有する組織製品を生成することができる。例えば、架橋は材料の全体的な強度に影響を与える可能性があり、プロセスは所望の強度を生み出すように制御される。さらに、架橋の量は、移植時に製品が所望の形状および構造（例えば、多孔性）を維持する能力に影響を与える可能性がある。このため、体内に移植されたとき、水性環境と接触したとき、かつ／または（例えば、周囲の組織または物質によって）圧縮されたとき、安定した三次元形状を生成するように架橋の量を選択することができる。

過剰な架橋は、細胞外マトリックス材料を変化させる可能性がある。例えば、過剰な架橋はコラーゲンまたは他の細胞外マトリックスタンパク質を損傷する可能性がある。損傷したタンパク質は、組織製品が脂肪組織部位または他の解剖学的位置に配置されたときに、組織再生を支援しない場合がある。さらに、過剰な架橋により、材料が脆くなったり、弱くなったりする場合がある。このため、所望の生物学的、機械的および／または構造的特徴を維持しながら、所望のレベルの安定性をもたらすように、架橋の量が制御される。

場合によっては、開示の組織製品をスポンジとして提供するのではなく、製品を、粒子状または流動性のある注入可能な材料に形成することができる。そのような組成物は、増量などの用途に（例えば、しわを滑らかにするために、唇または他の構造の組織サイズを大きくするために、または他の解剖学的構造の形状若しくは特徴を改善するために）使用することができる。

注入可能な組成物は、多くの適切な方法で形成することができる。特にトロポエラスチン成分は、脂肪組織マトリックス生成物と混合して、多くの方法で注入可能な組成物を製造することができる。例えば、場合によっては、トロポエラスチンを有する脂肪組織マトリックススポンジは、図１に示すようにステップ１９５までに製造される。安定化後、切断または粉砕などの機械的手段により、スポンジを微粒子化することができ、必要に応じて微粒子を選別またはサイズ選択して、所望のサイズ分布範囲をもたらすことができる。

あるいは、場合によっては、ＡＡＭスポンジを形成して微粒子化することができる。その後、粒子状のＡＡＭを粒子状のトロポエラスチンと混合し、組成物を注入剤として使用することができる。トロポエラスチンは、適切な割合の範囲（例えば、１０～７５％）で添加することができる。

上述した方法を用いて製造されたデバイスは、様々な構成を有することができる。例えば、図２は、トロポエラスチンおよび脂肪組織マトリックスで形成された生物学的乳房インプラント３０の側面図である。このインプラントは、様々な適切な乳房インプラントの形状、輪郭または突起を含むことができる。さらに、丸みを帯びた形状、不規則な形状、同心の楕円形状、または同心の不規則な３Ｄ形状、またはカスタム成形されたインプラントを含む、様々な形状を使用できることを理解されたい。例えば、図３Ａ～図３Ｃは、涙滴形インプラント３６（図３Ａ）、不規則インプラント３７（図３Ｂ）および／または球状インプラント３８（図３Ｃ）を含む、開示の方法を使用して製造されたインプラントの例示的な形状を示している。

デバイス３０、３６～３８は、様々なサイズを有することができる。しかしながら、上述したように、本明細書で提供される方法は、従来の乳房インプラントまたは組織拡張器のものと一致することができる大きなサイズを有する脂肪インプラントの製造を可能にすることによって、利点を提供することができる。例えば、本明細書で述べた方法を用いて、少なくとも１つの寸法が５ｃｍ以上のインプラントを製造することができる。他の場合には、デバイスが、少なくとも６ｃｍ、少なくとも７ｃｍ、少なくとも８ｃｍ、少なくとも１０ｃｍまたはそれ以上の寸法を有する。

また、本明細書には、組織製品を移植することによって乳房を治療する方法も開示されている。図４は、外科的乳房手術のためのシステムの移植を示している。この方法は、最初に、乳房６０内の解剖学的部位を特定するステップを含むことができる。（本明細書で使用される場合、「乳房内」は、乳腺組織内、または、乳房のすぐ下、側方または内側の組織などの乳房を囲む組織内またはその組織の近傍、または、例えば胸部筋肉（胸筋）の下方など、周囲の組織の下であると理解され、また、乳房の一部または全部が外科的手術によって既に除去されている部位への移植も含まれるものとする）。その部位は、例えば、再建、修復、増強または治療を必要とする任意の適切な部位を含むことができる。そのような部位には、外科的腫瘍手術（乳房切除術、乳腺腫瘍摘出術）が行われた部位、美容手術（豊胸術または再置換豊胸術）が行われた部位、または疾患または外傷により治療が必要な部位が含まれる。

さらに、本明細書は、組織部位を選択するステップと、本明細書に開示の組織製品を組織部位に移植するステップとを含む治療方法を提供する。この方法は、治療デバイスを創傷または手術部位またはその近傍に移植するステップと、治療デバイスの少なくとも一部を治療部位またはその近傍の組織に固定するステップとを含むことができる。組織製品は、組織部位の背後に移植され、それにより生来の組織を補強、再配置または外側に突出させることができる。

また、本明細書は、乳房内の組織部位を選択するステップと、組織部位内にデバイスを移植するステップと、無細胞脂肪組織マトリックス内で組織を成長させるステップとを含む治療方法も提供する。一実施形態では、デバイスが、合成乳房インプラントまたは組織拡張器と、乳房インプラントまたは組織拡張器を取り囲む無細胞脂肪組織マトリックスとを備える。本方法は、乳房インプラントまたは組織拡張器を除去するステップと、乳房インプラントまたは組織拡張器の除去により形成された空隙内に追加の無細胞脂肪組織マトリックスを移植するステップとをさらに含むことができる。

本明細書に記載の組織製品は、様々な異なる解剖学的部位の治療に使用することができる。例えば、本明細書中に記載されているように、本開示の組織製品は、脂肪組織マトリックスから生成され、乳房の治療に使用することができる。場合によっては、組織製品は、例えば、主に又はかなりの部分が脂肪組織である組織部位を含む、他の部位に埋め込まれるものであってもよい。場合によっては、組織部位が（例えば、豊胸、切除組織の置換、またはインプラント周囲の配置のために）乳房を含む場合がある。さらに、他の脂肪組織を含む任意の部位を選択することができる。例えば、組織製品は、乳房、顔、臀部、腹部、腰部、大腿部、または自己の脂肪に似た構造と感触を有する追加の脂肪組織が望まれる他の任意の部位での再建または美容用途に使用することができる。それらの部位の何れにおいても、皺、弛みまたは望ましくない形状を減らすか、またはなくすために組織を使用することができる。

本発明のプロセスおよびこれにより形成される弾性材料は、組織増量用途、例えば、外観を美容的に強化または改善する必要性がある用途（例えば、唇のプランピング、鼻唇溝の充填、しわの減少または他の組織強化）、または先天性欠損、または疾患若しくは外科的切除により生じた欠損をサポートする必要性がある医療用途において特に有用である。

場合によっては、製品は、担体溶液に含まれる粒子状ＡＡＭおよびＴＥを含む注入可能な組成物を含む。特定の形態である場合、材料は、所望の流動性または注入性を可能にするように構成することができる。例えば、流動性を可能にするために、様々な担体を特定の割合で添加することができる。適切な担体としては、溶液（例えば、ＰＢＳ）、ヒドロゲル、ヒアルロン酸またはヒアルロン酸の誘導体、ゼラチン、または他の生体適合性の流動性材料が含まれる。

トロポエラスチンを生成する例示的な方法：
上述したように、トロポエラスチンは、弾性材料、粘弾性材料、ヒドロゲルまたは他の材料など、多くの形態で提供することができる。一般に、「弾性材料」は、自由に流れる液体ではない。それは、ゲル、ペースト、固体、または流動特性を著しく欠く他の相であり得る。「弾性材料」は、一般に、それに加えられた圧縮や伸張などの力が取り除かれると、特定の形状や形態に戻る。「弾性材料」は、比較的ヒステリシスの小さい、弾力的に圧縮可能および伸長可能で、機械的に耐久性のある材料または柔軟な材料とも呼ばれる。このような材料は、伸縮自在な材料、伸張性のある材料、弾力性のある材料または跳ね返り可能な材料と称されることもある。

「トロポエラスチン」は、一般に、トロポエラスチンの親水性ドメインと同一または類似の配列を含むか、またはそのような配列からなるペプチドを意味することが理解されよう。親水性ドメインは、通常、リジン残基およびアラニン残基が豊富な配列を有する。これらのドメインは、ＡＡＡＫＡＡＫＭ（配列番号：１）のような２または３のアラニン残基によって分離されるリジンのストレッチからしばしば構成される。他の親水性ドメインは、ポリアラニントラクトを含まないが、代わりにプロリンの近くにリジンを持つ。対照的に、トロポエラスチンの疎水性ドメインは、非極性アミノ酸、特にグリシン、バリン、プロリンおよびアラニンが豊富であり、しばしばＧＶＧＶＰ（配列番号：２）、ＧＧＶＰ（配列番号：３）およびＧＶＧＶＡＰ（配列番号：４）などの３～６ペプチドの繰り返しで生じる。

本ＡＡＭとともに使用され得るトロポエラスチンの例は、親水性ドメインまたはそのホモログからなるもの、および親水性ドメインまたはホモログと疎水性ドメインの一部または全部を含むものである。以下にいくつかの例を挙げる。

ＧＧＶＰＧＡＩＰＧＧＶＰＧＧＶＦＹＰ，（配列番号：５）

ＧＶＧＬＰＧＶＹＰ，（配列番号：６）

ＧＶＰＬＧＹＰ，（配列番号：７）

ＰＹＴＴＧＫＬＰＹＧＹＧＰ，（配列番号：８）

ＧＧＶＡＧＡＡＧＫＡＧＹＰ，（配列番号：９）

ＴＹＧＶＧＡＧＧＦＰ；（配列番号：１０）

ＫＰＬＫＰ，（配列番号：１１）

ＡＤＡＡＡＡＹＫＡＡＫＡ，（配列番号：１２）

ＧＡＧＶＫＰＧＫＶ，（配列番号：１３）

ＧＡＧＶＫＰＧＫＶ，（配列番号：１４）

ＴＧＡＧＶＫＰＫＡ，（配列番号：１５）

ＱＩＫＡＰＫＬ，（配列番号：１６）

ＡＡＡＡＡＡＡＫＡＡＡＫ，（配列番号：１７）

ＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＫＡＡＫＹＧＡＡＡＧＬＶ，（配列番号：１８）

ＥＡＡＡＫＡＡＡＫＡＡＫＹＧＡＲ，（配列番号：１９）

ＥＡＱＡＡＡＡＡＫＡＡＫＹＧＶＧＴ，（配列番号：２０）

ＡＡＡＡＡＫＡＡＡＫＡＡＱＦＧＬＶ，（配列番号：２１）

ＧＧＶＡＡＡＡＫＳＡＡＫＶＡＡＫＡＱＬＲＡＡＡＧＬＧＡＧＩ，（配列番号：２２）

ＧＡＬＡＡＡＫＡＡＫＹＧＡＡＶ，（配列番号：２３）

ＡＡＡＡＡＡＡＫＡＡＡＫＡＡ，（配列番号：２４）

ＡＡＡＡＫＡＡＫＹＧＡＡ，（配列番号：２５）

ＣＬＧＫＡＣＧＲＫＲＫ．（配列番号：２６）

「トロポエラスチン」は、ＧｅｎＢａｎｋエントリＡＡＣ９８３９４に示されるエントリと同じ配列を有することができる。親水性ドメインを含む他のトロポエラスチン配列は当技術分野で知られており、それには、ＣＡＡ３３６２７（ホモサピエンス）、Ｐ１５５０２（ホモサピエンス）、ＡＭ４２２７１（ドブネズミ）、ＡＡＡ４２２７２（ドブネズミ）、ＡＡＡ４２２６８（ドブネズミ）、ＡＡＡ４２２６９（ドブネズミ）、ＡＡＡ８０１５５（ハツカネズミ）、ＡＡＡ４９０８２（セキショクヤケイ）、Ｐ０４９８５（ウシ）、ＡＢＦ８２２２４（ゼブラフィッシュ）、ＡＢＦ８２２２２（ゼノパストロピカリス）、Ｐ１１５４７（ヒツジ）が含まれるが、これらに限定されるものではない。

「トロポエラスチン」は、断片が上述したような親水性ドメインの少なくとも一部を含むことを条件として、これらの配列の断片であってもよい。一例として、ＡＡＣ９８３９４のアミノ酸２７～７２４が挙げられる。本開示で使用されるトロポエラスチンは、ヒトトロポエラスチンまたはヒトトロポエラスチンの選択されたドメインを含むことができる。

トロポエラスチンは、上記のような配列を有するペプチド、特にＡＡＣ９８３９４のホモログを含むか、上記のような配列を有するペプチドのホモログであるか、または上記のような配列を有するペプチドのホモログの断片であってよい。ここで、「ホモログ」とは、参照配列と同一ではないが、類似した配列を有するタンパク質をいう。また、参照配列と同じ機能も有し、例えば、本明細書に記載のように、ホモログの溶液を操作してアルカリ度、温度または塩濃度を調整したときに弾性材料を形成する能力を有する。

特定の実施形態では、ホモログは、上記のようなペプチド、特にＡＡＣ９８３９４、または親水性ドメインの少なくとも一部を含む上記のようなペプチドの断片に対して、少なくとも６０％の相同性を有する。

「トロポエラスチン」は、天然または組換えであってもよいことが理解されよう。

トロポエラスチンの溶液が弾性材料を形成する、温度、アルカリ度および塩濃度条件のサブセットが存在する。一実施形態では、アルカリ性ｐＨを有するトロポエラスチンの溶液を加熱して、溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップを含む、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが提供される。

他の実施形態では、約３７℃の温度を有するトロポエラスチンの溶液にアルカリ性ｐＨを提供して、溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップを含む、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが提供される。

他の実施形態では、トロポエラスチンの溶液にアルカリ性ｐＨを提供するステップと、溶液の温度を約３７℃まで上昇させて溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップとを含む、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが提供される。

他の実施形態では、アルカリ性ｐＨおよび約３７℃の温度を有する溶液にトロポエラスチンを添加して、溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップを含む、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが提供される。

他の実施形態では、アルカリ性ｐＨを有する溶液にトロポエラスチンを添加するステップと、溶液の温度を約３７℃まで上昇させて溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップとを含む、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが提供される。

他の実施形態では、アルカリ性ｐＨおよび約３７℃の温度を有するトロポエラスチンの溶液の塩濃度を調節して、溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップを含む、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが提供される。

通常、トロポエラスチン濃度が約１．５ｍｇ／ｍＬを超える溶液は、望ましい完全性を有する弾性材料を形成することができる（ただし、より低い濃度も有用である）。ほとんどの用途において、溶液の濃度は約３００ｍｇ／ｍＬ未満である。したがって、約１．５ｍｇ／ｍＬ～約３００ｍｇ／ｍＬの濃度を有するトロポエラスチンの溶液が好ましい。より好ましくは、約１０ｍｇ／ｍＬ～約３００ｍｇ／ｍＬの濃度を有するトロポエラスチンの溶液が使用される。最も好ましくは、約１０ｍｇ／ｍＬ～約２００ｍｇ／ｍＬの濃度を有するトロポエラスチンの溶液が使用される。

溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するには、ｐＨが、約ｐＨ７．５以上で十分であることが判明している。これを超えると弾性材料が十分に形成されなくなるため、通常ｐＨは、約ｐＨ１３を超えないように維持される。より好ましくは、約ｐＨ９～ｐＨ１３のｐＨが望ましい。しかしながら、最も好ましくは、約ｐＨ１０～ｐＨ１１のｐＨが使用される。使用できる他のｐＨの大きさには、８．０、８．５、９．５、１０、１０．５、１１．５が含まれる。

アルカリ度は、１）トロポエラスチンの溶液にｐＨ増加物質を直接添加すること、２）アルカリ性になるように十分な量のｐＨ増加物質を含む溶液とトロポエラスチンの溶液を混合することなど、多くのアプローチによって調整することができる。ｐＨ増加物質は、塩基、緩衝剤、プロトン吸着物質であり得る。トリス塩基、ＮＨ_４ＯＨおよびＮａＯＨを含む例は、ｐＨ増加物質または制御物質として有用であることが分かっている。

ｐＨがアルカリ性で約９．５未満の場合、本発明のスポンジの形成に有用な弾性トロポエラスチン材料を形成するために塩が必要とされる場合がある。塩が使用される場合、その濃度は通常２５ｍＭを超え、最大２００ｍＭになる場合がある。好ましくは、塩の濃度は約１００ｍＭ～１５０ｍＭである。より好ましくは、塩の濃度は約１５０ｍＭである。特に、本発明者等は、（アルカリ性のまま）ｐＨ１０未満に低下すると、弾性材料の形成を引き起こすために塩が必要となり、ｐＨが低下するにつれて必要な塩の量が増加することを見出している。そのため、例えば、約ｐＨ９～１０では、塩が必要とされ、例えば、約６０ｍＭに相当する塩濃度を溶液に与える必要がある。いくつかの実施形態では、溶液が、哺乳動物の等張生理食塩水（１５０ｍＭ）以下の浸透圧と同等の浸透圧を有する必要がある。他の実施形態では、溶液が、１５０ｍＭを超える浸透圧を有する必要がある。塩濃度は０ｍＭであってもよい。

溶液の塩濃度は、溶液の浸透圧に影響を与えることができる任意のイオン性化合物、一価または二価イオン、または低分子量種を含む塩を添加することによって制御することができる。例えば、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＳＯ_４、Ｎａ_２ＣＯ_３またはグルコースを使用することができる。好ましい塩はＮａＣｌである。

トロポエラスチンの溶液から弾性材料を形成する方法は、
（１）トロポエラスチンの溶液を提供するステップと、
（２）溶液のｐＨを調整して、アルカリ性ｐＨを有する溶液を形成し、溶液中のトロポエラスチンを沈殿させるステップと、
（３）沈殿物を除去するステップと、
（４）除去した沈殿物を、実質的に非アルカリ性のｐＨおよび／または実質的に低い温度を有する溶液に添加して、沈殿物を溶液中に分散させるステップと、
（５）溶液の温度を約３７℃まで上昇させて、溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップと
を含むことができる。

一実施形態では、溶液の温度は、ステップ（２）で約４℃～約３７℃、ステップ（４）で約４℃未満であることが好ましい。さらに、一実施形態では、溶液のｐＨは、ステップ（２）で少なくとも約ｐＨ９、ステップ（４）で約ｐＨ９未満であることが好ましい。ｐＨは、ステップ（４）で約ｐＨ７．５程度に低くてもよい。さらに、一実施形態では、溶液の塩濃度は、約０ｍＭ～２００ｍＭであることが好ましい。

他の実施形態では、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが、１０未満のアルカリ性ｐＨおよび１５０ｍＭ以下の塩濃度を有するトロポエラスチンの溶液を加熱して、溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップを含む。これらの実施形態は、トロポエラスチンと弾性材料の溶液のｐＨが哺乳動物のｐＨに近いため、インビボ用途に特に好ましい。

さらなる実施形態では、トロポエラスチンから弾性材料を製造するためのプロセスが、アルカリ性ｐＨを有するトロポエラスチンの溶液の塩濃度を調整するステップと、溶液の温度を約３７℃まで上昇させて溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するステップとを含む。

溶液中のトロポエラスチンから弾性材料を形成するには、約３７℃の温度が好ましいことが分かっている。しかしながら、特定の実施形態では、３７℃未満の温度が使用され得る。通常、その温度は４℃より高い。それは、通常４２℃未満である。

哺乳動物の組織中または組織上に溶液を提供し、組織からの熱伝達によって溶液の温度を上昇させることによって、または組織に放射線を照射することによって、溶液を加熱することができる。

代替的には、溶液を無生物表面と接触させ、その表面を加熱することによって、溶液を加熱することができる。無生物表面は、本方法によって形成される弾性材料を予め規定された形状または形態で提供するための金型または注型に提供されるものであってもよい。

弾性材料の形成を誘発するために溶液の加熱が提供される場合（例えば、適切なｐＨおよび／または塩条件が提供される場合）、溶液は通常、本発明のスポンジを形成するための方法で使用する弾性材料を形成するために必要とされるまで、３０℃未満、好ましくは約４℃の温度で保存される。

特定の実施形態では、上述したプロセスによってトロポエラスチンの溶液から形成された弾性材料を、トロポエラスチンの残基（例えば、リジン残基）の側鎖を架橋できる薬剤で架橋することができる。後述する特定の用途では、弾性材料が形成されるときに側鎖を架橋すると、弾性材料にさらなる特性を付与することができるため、そうすることが有用である。具体的には、架橋剤の非存在下で形成された弾性材料と比較して、グルタルアルデヒドなどの架橋剤を使用すると、より硬く、より緻密で、より丈夫で、よって生体内でより生体安定性が高いと考えられる弾性材料を与えることができる。架橋された材料は、より要求の厳しい組織修復用途に対して、または周囲の天然組織との適合性が必須でない場合に、架橋されていない弾性材料よりも好ましいことがある。

天然であろうと人工であろうと、エラスチンを形成するために使用できる任意の架橋剤を使用できると考えられる。例としては、リシルオキシダーゼ、トランスグルタミナーゼ、カルボジイミド（例えば、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）、グルタルアルデヒド、ジェネピンおよびビス（スルホスクシンイミジル）スベラート（ＢＳ３）などのアミン反応性架橋剤が挙げられる。一実施形態では、架橋剤がグルタルアルデヒドで、約０．００１ｗ／ｖ％溶液～約０．５ｗ／ｖ％溶液の濃度で使用され、あるいは１ｍＭ～１００ｍＭでＢＳ３が使用される。

場合によっては、トロポエラスチン（本明細書ではＴＥともいう）は、加熱することによって架橋することができ、例えば１２０～１８０℃で１０～２４時間加熱することにより、好適な架橋が可能になる。

実施例：脂肪生成に対する架橋の影響
３Ｄ無細胞脂肪マトリックス（ＡＡＭ）スポンジは、血清腫、血腫および瘢痕形成を減少させるとともに、脂肪生成を促進することができる。スポンジの機械的特性は、体内の圧縮力に適切に耐えることができなければならない。３Ｄ ＡＡＭスポンジの機械的強度と弾力性を向上させるために、化学的架橋（例えば、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド；ＥＤＣ）によってスポンジを変化させた。しかしながら、多くの場合、架橋により達成される機械的強度と生物学的応答との間にはトレードオフがある。そこで、皮下ヌードラットモデルを用いて、架橋したスポンジに対する生物学的応答を評価した。

ブタ無細胞脂肪マトリックス（ｐＡＡＭ）スラリーを調製し、凍結乾燥し、ＤＨＴにより２４時間８０℃で架橋した。いくつかのサンプルも、０．０１６％または０．１２５％のＥＤＣで架橋した。また、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）を、ＥＤＣ：ＮＨＳ＝５：３の割合となるように加えた。その後、電子ビームでスポンジを最終的に滅菌した。厚さ約５ｍｍのスポンジを１０ｍｍの生検パンチで切断した後、ヌードラット（ｎ＝５）の皮下に移植した。４週間後、外植片を半分に切り、その一方をマッソンのトリクローム染色のために１０％ホルマリンで固定し、残りの半分をショ糖で固定した。

４週目までに、未架橋のスポンジは、細胞の内殖、血管新生および脂肪生成を示した（図５Ａおよび図５Ｂ）。対照的に、０．１２５％ＥＤＣで架橋したスポンジは、オイルレッドＯ染色では脂肪細胞を示さなかった（図５Ｅおよび図５Ｆ）。中間的な架橋量（０．０１６％）のスポンジは、０．１２５％および未架橋のスポンジで見られたレベルの中間レベルの脂肪細胞を示した（図５Ｃおよび図５Ｄ）。しかしながら、トリクローム染色では、すべての種類のスポンジについて、広範な細胞の内殖と血管新生が認められた（図５Ａ、図５Ｃ、図５Ｅ、図５Ｇ）。これは、脂肪生成はＥＤＣ架橋によって単に遅延されるだけで、完全に防止されるわけではないことを示唆している。

全体として、ＥＤＣ架橋を増加させると、トリクローム染色およびオイルレッドＯ染色によって証明されるように、脂肪生成が同時に減少した。３種類のスポンジはすべて、架橋条件にかかわらず、細胞の内殖と血管新生を促進した。

実施例：機械的特性に対する処理の影響
ＡＡＭスポンジは、通常、体内の圧縮力に適切に耐える機械的特性を有する必要がある。３Ｄ ＡＡＭスポンジの機械的強度と弾力性を向上させるために、（１）ＡＡＭの固形分の変更、または（２）化学的架橋（例えば、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド；ＥＤＣ）によって、スポンジを変化させた。

ＡＡＭスラリーを、２０％ＰＢＳ中に固形分３％または４％で調製した。その後、スラリーを凍結乾燥してスポンジを形成し、続いて８０℃で２４時間ＤＨＴ架橋を行った。固形分が３％または４％のスラリーでスポンジを形成し、ＥＤＣで架橋した場合は、ＭＥＳ緩衝液中の０．０３％または０．１％ＥＤＣのいずれかで４時間、室温でインキュベートした。さらに、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）をＥＤＣ：ＮＨＳ＝５：３の割合で緩衝液に加えた。架橋後、スポンジをＰＢＳで２回洗浄した。サンプルの固形分とＥＤＣの量は以下の通りであった。

ＰＢＳで水和したスポンジに圧縮試験を行い、５０％歪みでの圧縮強度、圧縮後の形状回復率、および弾性率を評価した。ここで、弾性率は、力－変位曲線の線形領域の傾きとして定義される。弾性を評価するために、ＰＢＳで水和させた後、穏やかに絞って余分な液体を除去したスポンジストリップを用いて引張試験を行った。

ＥＤＣの割合が増加すると、圧縮強度、弾性および弾性率に全体的な線形傾向が見られた（図６Ａ、図６Ｃ、図６Ｄ）。各ＥＤＣ架橋条件について、４％のＡＡＭスポンジは３％の対照物よりも強かった。

０．１％のＥＤＣを使用した４％のＡＡＭスポンジ（サンプル６）は、これらのパラメータで最も高い強度を示した。図６Ｂは、０．０３％および０．１％のＥＤＣ架橋条件がともに、非架橋バージョンと比較して、平均して形状回復率を７．２％同様に改善したことを示している。

固形分を３％から４％に増やすと、スポンジの機械的強度が増加した。

ＥＤＣによる架橋はスポンジの機械的強度をさらに増加させ、ＥＤＣ濃度が高い場合（０．１％）、ＥＤＣ濃度が低い場合（０．０３％）よりも強いスポンジが得られた。

実施例：脂肪形成および機械的特性に対する処理の影響
別のスポンジ組成物において、ＰＢＳ中の１０ｍｇ／ｍｌのトロポエラスチンを、３７℃で１８時間、１０ｍＭのビス（スルホスクシンイミジル）スベラート（ＢＳ３）で架橋してヒドロゲルを形成した。次いで、トロポエラスチンヒドロゲルをＰＢＳで洗浄し、切断し、最終濃度１％ｗ／ｖ（ＡＡＭ含量３％のスラリーの１％）までＡＡＭスラリーに取り込んだ。代替的には、トロポエラスチンヒドロゲルを凍結乾燥し、切断し、凍結粉砕して粉末を形成し、１％の最終濃度までＡＡＭスラリーに取り込んだ。その後、トロポエラスチン：ＡＡＭスポンジを凍結乾燥し、上述したように（ＤＨＴまたはＥＤＣ）架橋した。

５０％歪みでの圧縮強度、圧縮後の形状回復率および弾性率を評価するために、ＰＢＳで水和したスポンジに対して圧縮試験を行った。また、トロポエラスチン／ＡＡＭスポンジの生物学的応答もインビボで試験した。スポンジは、１５～２５ｋＧｙの電子ビームにより最終滅菌した。厚さ約５ｍｍのスポンジを１０ｍｍの生検パンチで切断し、生理食塩水で洗浄した後、ヌードラット（ｎ＝５）の皮下に移植した。８週目と１６週目に、外植片を１０％ホルマリンで固定し、マッソンのトリクローム染色を行った。

ＥＤＣのパーセンテージが増加すると、圧縮強度と弾性率に全体的な線形傾向があった（図７Ａ、図７Ｃ）。トロポエラスチンヒドロゲルの添加により、ＡＡＭ対照と比較して圧縮強度が約２倍増加し、トロポエラスチン粉末は中間的であった。０．１％のＥＤＣを含む３％のＡＡＭスポンジおよびトロポエラスチンヒドロゲルは、それらのパラメータで最高の強度を示した。図７Ｂは、０．０３％および０．１％のＥＤＣ架橋条件がともに、平均して、未架橋のバージョンよりも約１０％の形状回復率を同様に改善したことを示している。

マッソンのトリクローム染色した外植片の評価により、ヌードラットにおいて８週目および１６週目の両時点での広範な細胞再増殖および血管形成の証拠が明らかになった（図８Ａ～図８Ｄ（８週目）および図１０Ａ～図１０Ｄ（１６週目））。炎症性細胞の浸潤は、両時点において、未架橋の対照と比較して、架橋群でより高かった。０．０３％のＥＤＣ架橋により、未架橋の対照と比較して、両時点で平均脂肪組織割合が大幅に減少した（ＡＮＯＶＡ；Ｔｕｋｅｙ ｐｏｓｔ ｈｏｃ；ｐ＜０．０５）。図９は、トロポエラスチンヒドロゲルの添加により、８週目の脂肪組織の平均割合が、すべての群と比較して著しく増加したことを示している（７４±８．９；ＡＮＯＶＡ；Ｔｕｋｅｙ ｐｏｓｔ ｈｏｃ；ｐ＜０．０５）。同様に、０．０３％のＥＤＣで架橋したＡＡＭスポンジにトロポエラスチンを添加すると、架橋群と比較して脂肪組織の平均割合が著しく増加したが、未架橋の対応物よりは依然として低かった（ＡＮＯＶＡ；Ｔｕｋｅｙ ｐｏｓｔ ｈｏｃ；ｐ＜０．０５）。

１６週目までに、すべての群の脂肪組織の全体的な割合が増加した。しかしながら、３％のｐＡＡＭの架橋群についての脂肪細胞カバレッジは依然として１０％未満であり、これは、ｐＡＡＭの脂肪生成能が少なくとも０．０３％のＥＤＣ濃度での架橋によって損なわれることを示している。トロポエラスチンを添加すると、対応する未架橋の３％のｐＡＡＭサンプルと比較して、１６週目の脂肪の割合が大幅に改善した（ＡＮＯＶＡ；Ｔｕｋｅｙ ｐｏｓｔ ｈｏｃ；ｐ＜０．０５）（図１１）。トロポエラスチンヒドロゲルは、スポンジ内に残り、一部は１６週間残存した（図１２Ａおよび図１２Ｂ）。トロポエラスチンを含む架橋ｐＡＡＭは、１６週目に他の架橋群と有意な差はなかった（ＡＮＯＶＡ；Ｔｕｋｅｙ ｐｏｓｔ ｈｏｃ；ｐ＜０．０５）。

トロポエラスチンヒドロゲルは、ＡＡＭスポンジの機械的特性および生物学的特性の両方を改善した。トロポエラスチン粉末は、圧縮強度および弾性率の改善において中間的であった。ＥＤＣ架橋によりスポンジの機械的強度が向上し、高いＥＤＣ濃度（０．１％）は、低いＥＤＣ濃度（０．０３％）よりも強いスポンジをもたらした。０．０３％で架橋したＥＤＣは、脂肪組織の内部成長を大幅に減少させた。ＴＥヒドロゲルを組み込むと、８週目の外植片の脂肪組織の割合が、未架橋および０．０３％ＥＤＣ架橋の３％ＡＡＭスポンジでそれぞれ１．６倍および４倍に大幅に増加した（ｐ＜０．０５）。

Claims (53)

1. 組織製品を製造する方法であって、
   脂肪組織を選択するステップと、
   組織を処理して、組織から実質的にすべての細胞物質を除去するステップと、
   組織を液体に懸濁して、２～４重量％の固形分を含む懸濁液を形成するステップと、
   懸濁液を凍結および乾燥させて多孔質スポンジを形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   多孔質スポンジを架橋するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、
   架橋が、デヒドロサーマルプロセスを使用して行われることを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法において、
   化学的架橋工程を行うステップをさらに含むことを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   多孔質スポンジが、少なくともスポンジの最も厚い部分において所望の厚さを有し、その厚さが１０．０ｃｍを超えることを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法において、
   懸濁液を型に加えるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法において、
   型が、丸みを帯びた乳房インプラントまたは涙滴形の乳房インプラントの形状であることを特徴とする方法。
8. 請求項４に記載の方法において、
   化学的架橋工程が、グルタルアルデヒド、ジェネピン、カルボジイミドおよびジイソシアネートのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
9. 請求項４に記載の方法において、
   架橋が、多孔質スポンジを加熱することを含むことを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    多孔質スポンジが真空中で加熱されることを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法において、
    多孔質スポンジが、７０℃～１２０℃の範囲に加熱されることを特徴とする方法。
12. 請求項４に記載の方法において、
    多孔質スポンジが、水性環境と接触したときに材料が安定した三次元構造を維持するように架橋されることを特徴とする方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、
    水性環境が哺乳動物の体であることを特徴とする方法。
14. 組織製品であって、
    乳房インプラントを含み、このインプラントが、懸濁液を形成するために均質化され、乾燥され、安定化された粒子状無細胞脂肪組織マトリックスを含む無細胞脂肪組織マトリックスの構築物を含み、インプラントは、少なくとも１の寸法が少なくとも５ｃｍであり、トロポエラスチンを含むことを特徴とする組織製品。
15. 請求項１４に記載の組織製品において、
    インプラントは、少なくとも１の寸法が少なくとも８ｃｍであることを特徴とする組織製品。
16. 請求項１４に記載の組織製品において、
    インプラントが、丸みを帯びた乳房インプラントの形態であることを特徴とする組織製品。
17. 請求項１４に記載の組織製品において、
    インプラントが、涙滴形の乳房インプラントの形態であることを特徴とする組織製品。
18. 組織製品を製造する方法であって、
    脂肪組織を選択するステップと、
    組織を処理して、組織から実質的にすべての細胞物質を除去するステップと、
    組織を液体に懸濁して懸濁液を形成するステップと、
    懸濁液にトロポエラスチンを添加するステップと、
    懸濁液を凍結および乾燥させて多孔質スポンジを形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
19. 請求項１８に記載の方法において、
    多孔質スポンジを架橋するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
20. 請求項１９に記載の方法において、
    架橋が、デヒドロサーマルプロセスを使用して行われることを特徴とする方法。
21. 請求項２０に記載の方法において、
    化学的架橋工程を行うステップをさらに含むことを特徴とする方法。
22. 請求項１８に記載の方法において、
    多孔質スポンジが、少なくともスポンジの最も厚い部分において所望の厚さを有し、その厚さが１０．０ｃｍを超えることを特徴とする方法。
23. 請求項１８に記載の方法において、
    懸濁液を型に加えるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
24. 請求項２３に記載の方法において、
    型が、丸みを帯びた乳房インプラントまたは涙滴形の乳房インプラントの形状であることを特徴とする方法。
25. 請求項２１に記載の方法において、
    化学的架橋工程が、グルタルアルデヒド、ジェネピン、カルボジイミドおよびジイソシアネートのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
26. 請求項１９に記載の方法において、
    架橋が、多孔質スポンジを加熱することを含むことを特徴とする方法。
27. 請求項２６に記載の方法において、
    多孔質スポンジが真空中で加熱されることを特徴とする方法。
28. 請求項２６に記載の方法において、
    多孔質スポンジが、７０℃～１２０℃の範囲に加熱されることを特徴とする方法。
29. 請求項１９に記載の方法において、
    多孔質スポンジが、水性環境と接触したときに材料が安定した三次元構造を維持するように架橋されることを特徴とする方法。
30. 請求項２９に記載の方法において、
    水性環境が哺乳動物の体であることを特徴とする方法。
31. 請求項１８～３０の何れか一項に記載の方法において、
    スポンジから微粒子を形成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
32. 組織製品であって、
    無細胞脂肪マトリックス（ＡＡＭ）を含む第１の成分と、
    トロポエラスチン（ＴＥ）を含む第２の成分とを含むことを特徴とする組織製品。
33. 請求項３２に記載の組織製品において、
    製品がスポンジの形態であることを特徴とする組織製品。
34. 請求項３３に記載の組織製品において、
    スポンジのＡＡＭ対ＴＥ比が、約３：１～約１：３であることを特徴とする組織製品。
35. 請求項３２～３４の何れか一項に記載の組織製品において、
    製品が粒子状であることを特徴とする組織製品。
36. 請求項３２～３５の何れか一項に記載の組織製品において、
    ＴＥがヒトＴＥであることを特徴とする組織製品。
37. 請求項３２～３６の何れか一項に記載の組織製品において、
    ＡＡＭがブタ脂肪に由来することを特徴とする組織製品。
38. 請求項３２～３７の何れか一項に記載の組織製品において、
    製品が少なくとも部分的に架橋されていることを特徴とする組織製品。
39. 請求項３８に記載の組織製品において、
    架橋が、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を用いて行われることを特徴とする組織製品。
40. 組織製品であって、
    脂肪組織を選択するステップと、
    組織を処理して、組織から実質的にすべての細胞物質を除去するステップと、
    組織を液体に懸濁して懸濁液を形成するステップと、
    懸濁液にトロポエラスチンを添加するステップと、
    懸濁液を凍結および乾燥させて多孔質スポンジを形成するステップとを含むプロセスによって、製造されたことを特徴とする組織製品。
41. 請求項４０に記載の組織製品において、
    多孔質スポンジを架橋するステップをさらに含むことを特徴とする組織製品。
42. 請求項４１に記載の組織製品において、
    架橋が、デヒドロサーマルプロセスを使用して行われていることを特徴とする組織製品。
43. 請求項４２に記載の組織製品において、
    化学的架橋工程を行うことをさらに含むことを特徴とする組織製品。
44. 請求項４３に記載の組織製品において、
    化学的架橋工程が、グルタルアルデヒド、ジェネピン、カルボジイミドおよびジイソシアネートのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする組織製品。
45. 請求項４１に記載の組織製品において、
    架橋が、多孔質スポンジを加熱することを含むことを特徴とする組織製品。
46. 請求項４１に記載の組織製品において、
    多孔質スポンジが、真空中で加熱されることを含むことを特徴とする組織製品。
47. 請求項４６に記載の組織製品において、
    多孔質スポンジが、７０℃～１２０℃の範囲に加熱されることを含むことを特徴とする組織製品。
48. 請求項１９に記載の組織製品において、
    多孔質スポンジが、水性環境と接触したときに材料が安定した三次元構造を維持するように架橋されていることを特徴とする組織製品。
49. 請求項１８～３０の何れか一項に記載の組織製品において、
    スポンジから微粒子を形成するステップをさらに含むことを特徴とする組織製品。
50. 治療方法であって、
    無細胞脂肪組織マトリックスおよびトロポエラスチンを含む組織製品を、解剖学的部位内または解剖学的部位上に移植するステップを含むことを特徴とする方法。
51. 請求項５０に記載の方法において、
    製品が乳房内または乳房の周囲に移植されることを特徴とする方法。
52. 請求項５０に記載の方法において、
    解剖学的部位が、外科的手術によって残された空隙であることを特徴とする方法。
53. 請求項５０に記載の方法において、
    解剖学的部位が、手、腰部、臀部または顔面構造のうちの少なくとも１つであることを特徴とする方法。

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