JP4522686B2 - 組織フラグメントを伴う生体相容性の支持骨格装置 - Google Patents
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Description
本特許出願は2002年10月18日に出願されていて「バイオコンパチブル・スキャフォルド・ウイズ・テイシュー・フラグメンツ(Biocompatible Scaffold With Tissue Fragments)」を発明の名称とする米国仮特許出願第60/420,093号、および2002年10月18日に出願されていて「バイオコンパチブル・スキャホルド・フォー・リガメント・オア・テンドン・リペア(Biocompatible Scaffold for Ligament or Tendon Repair)」を発明の名称とする米国仮特許出願第60/419,539号に対して優先権を主張している。
本発明は各種組織の傷害の治療において使用するための生体相容性の組織移植装置に関連しており、さらに、当該生体相容性の組織移植装置を作成する方法およびこれらを使用する方法に関連している。
本発明は以下の添付図面と共に考察した場合の上記の詳細な説明を参照することによりさらに完全に理解される。
種々の関節部分からの健康な軟骨組織をウシの肩関節から入手した。この軟骨組織は骨の組織を実質的に含んでおらず、複数のメス・ブレードを用いて細分化することにより0.2%のコラーゲナーゼの存在下に小さな組織フラグメントを得た。これらの組織フラグメントの大きさは変化しているが、平均で約1mm×1mmの大きさにする必要がある。その後、この細分化した組織を4cm×5cmの合成の生体吸収性のポリカプロラクトン/ポリグリコール酸(PCL/PGA)の支持骨格材料の上に均一に分布した。この場合に、エチレン・オキシドにより滅菌処理したポリマーの支持構造体を種々の組織フラグメントの分布の前にダルベッコ修飾イーグル培地の中に4時間にわたり予備浸漬した。その後、この細分化したフラグメントを充填した支持骨格材料を軟骨細胞増殖培地を含有している一定の10cmの細胞培養皿の中に入れた。このダルベッコ修飾イーグル培地(DMEM−高濃度グルコース)は20%のウシ胎児血清(FCS)、10mMのヘペス(HEPES)、0.1mMの可欠アミノ酸、20mg/mlのL−プロリン、50mg/mlのアスコルビン酸、100mg/mlのペニシリン、100mg/mlのストレプトマイシンおよび0.25mg/mlのアンホテリシンBが補充されている。さらに、この増殖培地は一日おきに補給されている。各支持骨格材料を一定の細胞培養インキュベーターの中において37℃で培養した。さらに、培養後6週間目のサンプルを取り出して各支持骨格材料の中における細胞の分布および移動および軟骨様の基質の生成について分析した。図1は各細胞が細分化した軟骨組織のフラグメントからポリマーの支持骨格材料の中に広く移動している状態を示している(図1A)。これらの移動している細胞はそれぞれの表現型を維持しており、サフラニン−O染色材料による硫酸塩化グリコスアミノグリカンに対して陽性に染色した基質を生成している(図1B)。
上記実施例による細分化した軟骨の組織および細胞を含有している生体吸収性の支持骨格材料をSCIDマウス中に移植した。この対象を生体内における細分化した軟骨性の組織のポリマー支持骨格材料中への軟骨細胞の内部増殖について評価した。直径5mmのポリマー支持骨格材料を各SCIDマウスの外側の胸部領域内において両側に皮下移植した。この移植した支持骨格材料は4週間にわたり細胞増殖を支持するために自然放置した。その後、これらの皮下移植部位およびそれぞれを被覆している皮膚を切除して10%の緩衝液化したホルマリン固定液中に保存した。固定後に、各移植部位を組織学的構造について処理した。これらの組織学的構造はヘマトキシリンおよびエオシン、およびサフラニン−Oにより染色した。図2Aおよび図2Bは十分な細胞が支持骨格材料の中に分布している状態をそれぞれ示している図である。これらの細胞は上記合成の基質におけるサフラニン−Oに対応する強い陽性の染色により示される軟骨細胞様の形態学的構造を示している。
上記実施例1において記載されている方法により調製した細分化した軟骨細胞を一定の4cm×5cmの合成の生体吸収性のポリカプロラクトン/ポリグリコール酸(PCL/PGA)の支持骨格材料において均一に分布した。それぞれの細分化した軟骨組織フラグメントを1mLの高濃度血小板血漿(PRP、ヒューマン社(Human))によりこの支持骨格材料に接着した。60マイクロリットル(60単位)のトロンビンを用いてPRP中のクロット形成を誘発した。細分化した軟骨フラグメントのみを充填した対照の支持骨格材料およびPRPにより接着した細分化した軟骨フラグメントを充填した支持骨格材料を1週間にわたり生体外において培養した後に、実施例2において記載されているように各SCIDマウスに移植した。図3Aは細分化した組織を充填した一定の対照の支持骨格材料の顕微鏡写真である。図3Bは細分化した組織およびPRPを充填した一定の支持骨格材料を示している顕微鏡写真である。この図3BはPRPが軟骨細胞の移動を促進することにおいて有益的であり、各支持骨格材料内の軟骨細胞の分化した表現型の維持を助長することにおいても有益的であることを示している。これらの移動している細胞はそれぞれの表現型を維持しており、サフラニン−O染色材料による硫酸塩化グリコスアミノグリカンに対応して陽性に染色した基質を生成している(図3B)。
複数のブタの背面部に形成した1cm×1cmの傷から集めた健康な全層の皮膚サンプルを10倍の抗体/抗真菌剤を伴うDMEMを入れた50mlの円錐形の試験管内に速やかに入れた。その後、これらの組織サンプルを10倍の抗体/抗真菌剤を含有するPBS中において1回すすぎ洗いしてから、1倍の抗体/抗真菌剤を含有するPBSによるさらに別のすすぎ洗い工程を行なった。その後、この組織を一定の層流フード内において一定のメス・ブレードにより無菌状態で細分化した。このように分散した皮膚のサンプルを15分間にわたり37℃において1mlの0.25%コラーゲナーゼ/0.25%デイスパーゼによる酵素消化処理にかけた(自己由来型細胞分散1番)。別の組のサンプルは最初に500μlの0.25%トリプシンにより10分間にわたり消化し、PBSにより洗浄してトリプシンを除去した後に、15分間にわたり37℃において1mlの0.25%コラーゲナーゼ/0.25%デイスパーゼにより培養した(自己由来型細胞分散2番)。消化後に、これらのサンプルを5分間にわたり2500rpmで遠心処理した。上澄み液を吸引して廃棄した。その後、分散して部分的に消化している皮膚サンプルをPBS中において1回洗浄した後に500μlのPBS中に再懸濁した。約20μlの細胞懸濁液を一定の傷床中に均一に分布して、生体吸収性の支持骨格材料を細胞懸濁液が移動しないように分散状態の細胞の上部に注意深く供給した。この結果、分散状態の細胞は支持骨格材料上に均一に分散して傷床に配置できたと考えられる。図4は自己由来型の細胞の分散状態がケラチノサイトの「島(islands)」状の形態学的構造として存在しており、その一部が傷の表面に向かって支持骨格材料の中を移動していることを示している。
健康な前十字靭帯組織をウシの膝関節から得た。この靭帯組織をメス・ブレードおよび/またははさみを用いて細分化して小さな組織フラグメントを得た。この組織フラグメントの大きさは変化しているがその平均の粒子の大きさは約1mm3 であった。この実施例において、上記靭帯は0.2%のコラーゲナーゼの存在下または非存在下に細分化されている。その後、この細分化した組織を4cm×5cmの合成の生体吸収性のポリカプロラクトン/ポリグリコール酸(PGA/PCL)の支持骨格材料またはポリ乳酸/ポリグリコール酸(PLA/PGA)の支持骨格材料の上に均一に分布した。この場合に、これらの支持骨格材料を1時間にわたり70%エタノール中において滅菌処理してから、PBSにより3回にわたり洗浄した。その後、これらの支持骨格材料を組織フラグメントの分布の前に1倍の抗体/抗真菌剤を伴うダルベッコ修飾イーグル培地中において1時間乃至2時間にわたり予備浸漬した。このようにして細分化したフラグメントを充填した支持骨格材料を増殖培地を入れた一定の10cmの細胞培養皿の中に入れ、この増殖培地は20%のウシ胎児血清(FCS)、100mg/mlのペニシリン、100mg/mlのストレプトマイシンおよび0.25mg/mlのアンホテリシンBが補充されているダルベッコ修飾イーグル培地(DMEM−高濃度グルコース)により構成されている。その後、細分化した組織を伴う各支持骨格材料を一定の細胞培養インキュベーターの中において37℃で培養し、上記増殖培地を一日おきに交換した。この培養後の3週間目および6週間目に、各サンプルを取り出してそれぞれの支持骨格材料内への細胞の分布および移動について分析した。図5はコラーゲナーゼを伴う(図5A)およびコラーゲナーゼを伴わない(図5B)で処理した場合の細分化した前十字靭帯の組織フラグメントによる培養の6週間後におけるポリマー支持骨格材料中に広く移動している細胞をそれぞれ示している。
半月板を成育したヤギの膝関節から採取して、4mmの直径の体外移植組織片(2mmの厚さ)を白色および赤色/白色の各領域から採取した。2mmのパンチ生検試料をこれらの体外移植片の中心部から取り出した。その後、2mmの直径および2mmの厚さの一定の生体吸収性の支持骨格材料であるポリ乳酸/ポリカプロラクトン(PLA/PCL)を上記半月板の体外移植組織片の中心部に挿入した。これらの支持骨格材料を伴う体外移植組織片を一日おきの培地(1%FBS、1倍の抗体/抗真菌剤)の交換を伴って標準的な細胞培養条件下において2週間および3週間にわたり培養した。培養後の14日目および21日目において、各サンプルの半分を組織学的構造について処理するために10%の緩衝液化したホルマリン中に入れた。この結果、複数の部分がヘマトキシリンにより染色して細胞が可視化した。さらに、各支持骨格材料における残りのサンプルを取り出してその細胞数をサイクオント(CyQuant)アッセイ法によるDNAの定量化により推定した。図6Aは上記の半月板体外移植組織片からポリマー支持骨格材料中への細胞移動の存在を示している図である。また、図6Bは各支持骨格材料中への細胞移動を示している各支持骨格材料の断面における組織学的構造を示している図である。
ウシの肩関節から健康な軟骨組織および骨軟骨栓子を入手した。細分化した軟骨組織を上記実施例1において記載されている方法に従って調製した。加えて、骨軟骨栓子(1cm×1cm)を一定のダイアモンド形骨鋸によりウシの肩関節から採取して、骨カッターにより切断することにより骨軟骨ペースト材を得た。次に、250mgのサンプル(細分化した軟骨または骨軟骨ペースト)を2cm×5cmの合成で生体吸収性の(PCL/PGA)支持骨格材料上に分布した。その後、この細分化した軟骨フラグメントまたは骨軟骨ペースト材を充填した支持骨格材料を軟骨増殖培地を入れた一定の10cmの細胞培養皿の中に入れて、上記実施例1において記載されているように一定の細胞培養インキュベーターの中で培養した。培養後の3週間目において、各サンプルを取り出して上記実施例2において記載されているように各SCIDマウスの中に移植した。この対象を4週間にわたり移植後の支持骨格材料内に形成される組織の性質について評価した。さらに、ヘマトキシリンおよびエオシン(H/E)、サフラニン−O(SO)および修飾マロリーズ・アニリン・ブルー(Modified Mallory's Aniline Blue)(MMAB)による染色により各支持骨格材料内における細胞分布および当該支持骨格材料内において形成した基質の性質についてそれぞれの組織学的構造を分析した。図7A乃至図7Cは細胞が細分化した軟骨組織フラグメントから支持骨格材料内に広く移動してサフラニン−Oに対して陽性に染色していることをそれぞれ示している。このことは図7Bにおいて特に明らかであり、この図においては、写真の中心部および上部における比較的に暗い領域が陽性の染色を示している。さらに、図8A乃至図8Cは各細胞が骨軟骨ペーストから各ポリマー支持骨格構造中に移動していることを示している図である。しかしながら、形成されている組織は軟骨ならびに新しい骨を含んでいる。この新しい骨は図8Cにおいて比較的に明るい矢印により示されており、古い骨は図8Aおよび図8Cにおいて比較的に暗い矢印により示されている。
健康な軟骨組織をウシの肩関節の接合部分から得た。その後、細分化した軟骨組織を上記実施例1において記載されている方法に従って調製した。生検パンチ体を用いて2mmおよび3mmの直径の各軟骨組織フラグメントを得た。これらのフラグメントの厚さは約1mmであった。直径2mmまたは3mmで250mgの細分化した軟骨または軟骨フラグメントを2cm×5cmの合成の生体吸収性の(PCL/PGA)支持骨格材料上に分布した。その後、この軟骨フラグメントを充填した支持骨格材料を軟骨増殖培地を入れた一定の10cmの細胞培養皿の中に入れて、上記実施例1において記載されているように一定の細胞培養インキュベーター内において培養した。培養後3週間において、各サンプルを取り出してDNA含有量の定量により細胞数を推定した。さらに、5mmの生検パンチ体を実施例2において記載されているように各SCIDマウス内に移植した。この対象を上記処理における組織フラグメントの最適な寸法について評価するために用いた。図9は細分化した軟骨組織を充填した各支持骨格材料において最大の細胞数が観察されたこと、および直径3mmの軟骨フラグメントを充填した各支持骨格材料において最小の細胞数が観察されたことを示している。図10A乃至図10Cは各SCIDマウス内に移植されてサフラニン−Oにより染色されている各支持骨格材料の組織学的な評価を示している。これらの結果は細分化した軟骨組織および直径2mmの軟骨フラグメントを充填した各支持骨格材料における均一な軟骨様組織(染色されている比較的に暗い領域)を示している(図10Aおよび図10B)。一方、直径3mmの軟骨フラグメントを充填した各支持骨格材料は均一に充たされていなかった(図10C)。
(A)生体相容性の移植片において、
一定の生体相容性の支持骨格材料、および
前記支持骨格材料の少なくとも一部分に結合している少なくとも1種類の組織フラグメントを備えており、この場合に、当該組織フラグメントがこの組織フラグメントから外に移動して前記支持骨格材料において集団化する一定の有効量の生活可能な細胞を含有している移植片。
(1)前記支持骨格材料が一定の合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種異系組織、異種組織およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(A)に記載の移植片。
(2)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが複数の細胞を含み、一定の外科部位における移植時に、当該複数の細胞の少なくとも一部分が前記支持骨格材料に結合している組織フラグメントから移動し、前記移植部位において増殖して周囲の組織に対して一体化することが可能である実施態様(A)に記載の移植片。
(3)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが複数の細胞を含み、一定の外科部位における移植の前に、当該複数の細胞の少なくとも一部分が前記支持骨格材料に結合している組織フラグメントから移動し、当該支持骨格材料において増殖して集団化することが可能である実施態様(A)に記載の移植片。
(4)前記生体相容性の支持骨格材料がさらに当該生体相容性の支持骨格材料に対して前記組織フラグメントの懸濁液を固定するための一定の接着剤を含む実施態様(A)に記載の移植片。
(5)前記接着剤がヒアルロン酸、フィブリン・グルー、フィブリン・クロット、コラーゲン・ゲル、ゼラチン−レゾルシン−ホルマリン接着剤、貽貝基材接着剤、ジヒドロキシフェニルアラニン(DOPA)基材接着剤、キトサン、トランスグルタミナーゼ、ポリ(アミノ酸)基材接着剤、セルロース基材接着剤、合成アクリレート基材接着剤、高濃度血小板血漿(PRP)、マトリゲル、モノステアロイル・グリセロール・コ−スクシネート(MGSA)、モノステアロイル・グリセロール・コ−スクシネート/ポリエチレン・グリコール(MGSA/PEG)コポリマー、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される一定の固定剤を含む実施態様(4)に記載の移植片。
(7)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが軟骨組織、半月板組織、靭帯組織、腱組織、皮膚組織、筋組織、骨膜組織、心膜組織、滑膜組織、神経組織、腎組織、骨髄、肝組織、膀胱組織、膵臓組織、脾臓組織、椎間板組織、胚組織、歯周組織、脈管組織、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される実施態様(A)に記載の移植片。
(8)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが自家組織、同種異系組織、異種組織、およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(7)に記載の移植片。
(9)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが軟骨、半月板、腱、靭帯、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される種類の一定の無骨組織を含む実施態様(A)に記載の移植片。
(10)前記生体相容性の支持骨格材料が一定の生体吸収性の材料を含む実施態様(A)に記載の移植片。
(12)前記生体相容性の支持骨格材料が種々のラクチド、グリコリド、ε−カプロラクトン、ヒドロキシブチレート、ヒドロキシバレレート、1,4−ジオキセパン−2−オン、1,5,8,12−テトラオキサシクロテトラデカン−7,14−ジオン、1,5−ジオキセパン−2−オン、6,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2−オン、2,5−ジケトモルホリン、p−ジオキサノン(1,4−ジオキサン−2−オン)、トリメチレン・カーボネート(1,3−ジオキサン−2−オン)、トリメチレン・カーボネートのアルキル誘導体、δ−バレロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε−デカラクトン、ピバロラクトン、α,α−ジエチルプロピオラクトン、エチレン・カーボネート、エチレン・オキサレート、3−メチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン、3,3−ジエチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン,6,8−ジオキサビシクロオクタン−7−オン、およびこれらの組み合わせ物のホモポリマーまたはコポリマーから成る群から選択される一定の脂肪族ポリエステルを含む実施態様(11)に記載の移植片。
(13)前記生体相容性の支持骨格材料が一定のフィブリン基材材料、一定のコラーゲン基材材料、一定のヒアルロン酸基材材料、一定のセルロース基材材料、シルクおよびこれらの組み合わせから成る群から選択される一定の天然ポリマーを含む実施態様(1)に記載の移植片。
(14)前記生体相容性の支持骨格材料がヒドロキシアパタイト、α−トリカルシウム・ホスフェート、β−トリカルシウム・ホスフェート、生体ガラス、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、同種骨移植片材料、異種骨移植片材料およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(1)に記載の移植片。
(15)前記生体相容性の支持骨格材料が一定の連続気泡型の多孔質構造を伴う気孔を有する一定の高分子発泡体部品を含む実施態様(A)に記載の移植片。
(17)前記発泡体部品が前記補強部品と一体になっていて、当該発泡体部品の各気孔が補強部品のメッシュの中に進入して当該補強部品に対して結合している実施態様(16)に記載の移植片。
(18)前記生体相容性の支持骨格材料がさらに当該材料に供給される少なくとも1種類の付加的な生物学的要素を含む実施態様(A)に記載の移植片。
(19)前記少なくとも1種類の付加的な生物学的要素が種々の増殖因子、基質タンパク質、ペプチド、抗体、酵素、サイトカイン、ウイルス、核酸、ペプチド、単離した細胞、血小板、またはこれらの組み合わせ物を含む実施態様(18)に記載の移植片。
(20)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが約0.1mm3 乃至2mm3 の範囲内の一定の粒子の大きさを有している実施態様(A)に記載の移植片。
(22)前記生体相容性の移植片がさらに一定の合成ポリマー、天然ポリマー、セラミック材料、自家組織、同種異系組織、異種組織、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される少なくとも1種類の付加的な生体相容性の支持骨格材料を含み、当該少なくとも1種類の付加的な生体相容性の支持骨格材料が前記少なくとも1種類の組織フラグメントに接触して配置されていて、当該少なくとも1種類の組織フラグメントの少なくとも一部分が前記少なくとも2個の生体相容性の支持骨格材料の間に配置されている実施態様(A)に記載の移植片。
(B)生体相容性の移植片において、
一定の生体相容性の支持骨格材料、
前記支持骨格材料の少なくとも一部分に結合している少なくとも1種類の軟骨組織フラグメントを含む一定の懸濁液を備えており、この場合に、前記懸濁液中の少なくとも1種類の組織フラグメントがこの組織フラグメントから外に移動して前記支持骨格材料において集団化する一定の有効量の生活可能な細胞を含有しており、さらに
一定の保持要素を備えており、
この場合に、前記少なくとも1種類の組織フラグメントの少なくとも一部分が前記生体相容性の支持骨格材料と前記保持要素との間に配置されている移植片。
(23)前記支持骨格材料が一定の合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種異系組織、異種組織、およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(B)に記載の移植片。
(24)前記保持要素が骨膜、軟骨膜、大腿筋膜、半腱様腱、薄筋腱、硬膜、腸間膜、小腸粘膜下組織、真皮、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される同種移植片組織を含む実施態様(B)に記載の移植片。
(25)前記保持要素が自家組織、同種異系組織、異種組織、止血材料、少なくとも1種類の付加的な生体相容性の支持骨格材料、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される実施態様(B)に記載の移植片。
1個以上の生体相容性の支持骨格材料を含む一定の無菌容器、および
一定の被検体から少なくとも1種類の生活可能な組織サンプルを収集するための一定の採取用工具を含むキット。
(26)さらに、前記少なくとも1種類の組織サンプルの生活能力を持続するための少なくとも1種類の試薬を含む実施態様(C)に記載のキット。
(27)前記支持骨格材料が一定の合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種異系組織、異種組織、およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(C)に記載のキット。
(28)前記採取用工具が前記組織サンプルを無菌条件下に少なくとも1種類の組織フラグメントに分割するための一定の処理工具を含む実施態様(C)に記載のキット。
(29)前記生体相容性の支持骨格材料が当該生体相容性の支持骨格材料に対して前記組織サンプルを固定するための一定の接着剤を含む実施態様(C)に記載のキット。
(30)前記接着剤がヒアルロン酸、フィブリン・グルー、フィブリン・クロット、コラーゲン・ゲル、アルギネート・ゲル、ゼラチン−レゾルシン−ホルマリン接着剤、貽貝基材接着剤、ジヒドロキシフェニルアラニン(DOPA)基材接着剤、キトサン、トランスグルタミナーゼ、ポリ(アミノ酸)基材接着剤、セルロース基材接着剤、合成アクリレート基材接着剤、高濃度血小板血漿(PRP)、マトリゲル、モノステアロイル・グリセロール・コ−スクシネート(MGSA)、モノステアロイル・グリセロール・コ−スクシネート/ポリエチレン・グリコール(MGSA/PEG)コポリマー、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される一定の固定剤を含む実施態様(29)に記載のキット。
(32)前記少なくとも1種類の試薬が塩水、リン酸塩緩衝溶液、ハンクス(Hank's)平衡塩類、組織培養培地、漿液を含有している組織培養培地、およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(C)に記載のキット。
(D)一定の組織移植片を調製するための方法において、
一定の生体相容性の支持骨格材料を供給する工程、
一定の組織サンプルを入手する工程、
無菌条件下に前記組織サンプルを処理して少なくとも1種類の組織フラグメントおよび一定の生理学的な緩衝溶液を形成する工程、および
前記組織フラグメントを前記生体相容性の支持骨格材料の上に付着させて一定の組織移植片を形成する工程を含む方法。
(33)前記生体相容性の支持骨格材料が一定の合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種異系組織、異種組織、およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(D)に記載の方法。
(34)前記方法がさらに前記組織移植片を前記少なくとも1個の組織フラグメントの中の細胞が前記支持骨格材料において集合化することを可能にするために有効な一定の持続時間および諸条件下において培養する工程を含む実施態様(D)に記載の方法。
(35)前記組織移植片が約7日乃至6週間の範囲内の一定の持続期間にわたり培養される実施態様(D)に記載の方法。
(37)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが軟骨組織、半月板組織、靭帯組織、腱組織、皮膚組織、筋組織、骨膜組織、心膜組織、滑膜組織、神経組織、腎組織、骨髄、肝組織、膀胱組織、膵臓組織、脾臓組織、およびこれらの組み合わせ物を含む実施態様(D)に記載の方法。
(38)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが自己由来組織を含む実施態様(37)に記載の方法。
(39)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが軟骨、半月板、腱、靭帯、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される種類の一定の無骨組織を含む実施態様(D)に記載の方法。
(40)前記少なくとも1種類の組織フラグメントが当該組織フラグメントから外に移動可能な一定の有効量の生活可能な細胞を含む実施態様(D)に記載の方法。
(42)前記有効量の細胞が前記組織フラグメントから外に移動して前記支持骨格材料における一定の内部領域の少なくとも一部分において集合化することにより、これらの細胞が当該支持骨格材料の中に埋め込まれた状態になる実施態様(40)に記載の方法。
(43)さらに、少なくとも1個の付加的な生体移植可能な支持骨格材料を供給して当該少なくとも1個の付加的な生体移植可能な支持骨格材料を前記付着された少なくとも1個の組織フラグメントの上に配置することにより、当該少なくとも1個の組織フラグメントの少なくとも一部分が少なくとも2個の生体移植可能な支持骨格材料の間に配置される実施態様(D)に記載の方法。
(44)前記生体移植可能な支持骨格材料がさらに前記少なくとも1種類の細分化した組織フラグメントを前記生体移植可能な支持骨格材料に固定するための一定の接着剤を含む実施態様(D)に記載の方法。
(45)前記接着剤がヒアルロン酸、フィブリン・グルー、フィブリン・クロット、コラーゲン・ゲル、アルギネート・ゲル、ゼラチン−レゾルシン−ホルマリン接着剤、貽貝基材接着剤、ジヒドロキシフェニルアラニン(DOPA)基材接着剤、キトサン、トランスグルタミナーゼ、ポリ(アミノ酸)基材接着剤、セルロース基材接着剤、合成アクリレート基材接着剤、高濃度血小板血漿(PRP)、マトリゲル、モノステアロイル・グリセロール・コ−スクシネート(MGSA)、モノステアロイル・グリセロール・コ−スクシネート/ポリエチレン・グリコール(MGSA/PEG)コポリマー、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される一定の固定剤を含む実施態様(44)に記載の方法。
(47)前記生体移植可能な支持骨格材料が一定の生体吸収性の材料を含む実施態様(D)に記載の方法。
(48)前記生体相容性の支持骨格材料が種々の脂肪族ポリエステル、ポリ(アミノ酸)、ポリ(プロピレン・フマレート)、コポリ(エーテル−エステル)、ポリアルキレン・オキサレート、ポリアミド、チロシン誘導型ポリカーボネート、ポリ(イミノカーボネート)、ポリオルトエステル、ポリオキサエステル、ポリアミドエステル、種々のアミン基を含むポリオキサエステル、ポリ(酸無水物)、ポリホスファゼン、ポリウレタン、生体合成ポリマー、およびこれらの組み合わせ物から成る群から選択される一定の合成ポリマーを含む実施態様(33)に記載の方法。
(49)前記生体相容性の支持骨格材料が種々のラクチド、グリコリド、ε−カプロラクトン、ヒドロキシブチレート、ヒドロキシバレレート、1,4−ジオキセパン−2−オン、1,5,8,12−テトラオキサシクロテトラデカン−7,14−ジオン、1,5−ジオキセパン−2−オン、6,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2−オン、2,5−ジケトモルホリン、p−ジオキサノン(1,4−ジオキサン−2−オン)、トリメチレン・カーボネート(1,3−ジオキサン−2−オン)、トリメチレン・カーボネートのアルキル誘導体、δ−バレロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε−デカラクトン、ピバロラクトン、α,α−ジエチルプロピオラクトン、エチレン・カーボネート、エチレン・オキサレート、3−メチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン、3,3−ジエチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン,6,8−ジオキサビシクロオクタン−7−オン、およびこれらの組み合わせ物のホモポリマーまたはコポリマーから成る群から選択される一定の脂肪族ポリエステルを含む実施態様(48)に記載の方法。
(50)前記生体相容性の支持骨格材料が一定のフィブリン基材材料、一定のコラーゲン基材材料、一定のヒアルロン酸基材材料、一定のセルロース基材材料、シルクおよびこれらの組み合わせから成る群から選択される一定の天然ポリマーを含む実施態様(33)に記載の方法。
(52)前記生体移植可能な支持骨格材料が一定の連続気泡型の多孔質構造を伴う複数の気孔を有する一定の高分子発泡体を含む実施態様(D)に記載の方法。
(53)前記生体移植可能な支持骨格材料がさらに一定の生体相容性メッシュ含有材料により形成されている一定の補強部品を含む実施態様(52)に記載の方法。
(54)前記発泡体部品が前記補強部品と一体になっていて、当該発泡体部品の各気孔が補強部品のメッシュの中に進入して当該補強部品に対して結合している実施態様(53)に記載の方法。
(55)前記生体相容性の支持骨格材料がさらに当該材料に供給される少なくとも1種類の付加的な生物学的要素を含む実施態様(D)に記載の方法。
(56)前記少なくとも1種類の付加的な生物学的要素が種々の増殖因子、基質タンパク質、酵素、サイトカイン、ウイルス、核酸、ペプチド、単離した細胞、血小板、またはこれらの組み合わせ物を含む実施態様(55)に記載の方法。
(E)生活組織における一定の物質の作用効果を測定するための方法において、
(a)一定の生体相容性の支持骨格材料を供給することにより一定の組織構造体を形成して、一定の組織サンプルを入手し、前記組織サンプルを処理して少なくとも1種類の組織フラグメントを形成して、当該少なくとも1種類の組織フラグメントを前記生体相容性の支持骨格材料に付着させて当該少なくとも1種類の組織フラグメントを前記生体相容性の支持骨格材料に結合することにより一定の組織構造体を形成し、当該組織構造体を前記組織フラグメント内の細胞が前記支持骨格材料に自然に移動可能にするために有効な一定の持続期間および諸条件下において培養する工程、
(b)前記組織構造体を一定の物質に接触させる工程、および
(c)前記組織構造体における前記物質の作用効果を決定する工程を含む方法。
(57)前記物質が一定の薬物、薬剤組成物、化学薬品、微生物、要素、サイトカイン、増殖因子、ホルモン、抗体、ペプチド、リガンド、膜結合レセプタのアンタゴニスト、またはこれらの組み合わせ物を含む実施態様(E)に記載の方法。
Claims (24)
- 生体相容性の移植片において、
生体相容性の支持骨格材料と、
前記生体相容性の支持骨格材料の少なくとも一部分に結合している少なくとも1種類の組織フラグメントであって、前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、軟骨、半月板、腱、靭帯、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される骨を含まない組織型を含み、前記少なくとも1種類の組織フラグメントが有効量の生活可能な細胞を含有し、前記生活可能な細胞が、前記少なくとも1種類の組織フラグメントから移動し、前記生体相容性の支持骨格材料において集団化することが可能である、少なくとも1種類の組織フラグメントと、
を含む、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種異系組織、異種組織、またはそれらの組み合わせを含む、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、複数の前記生活可能な細胞を含有し、
外科部位への移植時に、複数の前記生活可能な細胞の少なくとも一部分が、前記生体相容性の支持骨格材料に結合された前記少なくとも1種類の組織フラグメントから移動して増殖し、移植部位の周囲の組織と一体化することが可能である、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、複数の前記生活可能な細胞を含有し、
外科部位への移植の前に、複数の前記生活可能な細胞の少なくとも一部分が、前記生体相容性の支持骨格材料に結合された前記少なくとも1種類の組織フラグメントから移動して増殖し、前記生体相容性の支持骨格材料において集団化することが可能である、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、懸濁液を形成するように、生理学的緩衝溶液に加えられており、
前記生体相容性の支持骨格材料が、前記懸濁液を前記生体相容性の支持骨格材料に固定するための接着剤をさらに含む、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、自家組織、同種異系組織、異種組織、またはそれらの組み合わせを含む、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、生体吸収性の材料を含む、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、連続気泡型の孔構造を持つ孔を有する高分子発泡体部品を含む、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、前記生体相容性の支持骨格材料に供給された少なくとも1種類の付加的な生物学的要素をさらに含む、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、0.1mm 3 乃至3mm 3 の範囲内の粒子の大きさを有している、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、0.1mm 3 乃至1mm 3 未満の範囲内の粒子の大きさを有している、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
1mg/cm 2 乃至100mg/cm 2 の範囲内の組織フラグメント濃度を有する懸濁液を形成するように、前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、生理学的緩衝溶液に加えられている、移植片。 - 請求項1に記載の移植片において、
保持要素をさらに含み、前記少なくとも1種類の組織フラグメントの少なくとも一部分が、前記生体相容性の支持骨格材料と前記保持要素との間に配置されている、移植片。 - 請求項13に記載の移植片において、
前記保持要素が、骨膜、軟骨膜、大腿筋膜、半腱様腱、薄筋腱、硬膜、腸間膜、小腸粘膜下組織、真皮、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される同種移植片組織を含む、移植片。 - 請求項13に記載の移植片において、
前記保持要素が、自家組織、同種異系組織、異種組織、少なくとも1種類の付加的な生体相容性の支持骨格材料、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、移植片。 - 組織移植片を調製するための方法において、
生体相容性の支持骨格材料を供給することと、
組織サンプルを入手することと、
無菌条件下で前記組織サンプルを処理して、少なくとも1種類の組織フラグメントを形成することであって、前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、軟骨、半月板、腱、靭帯、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される骨を含まない組織型を含み、前記少なくとも1種類の組織フラグメントが有効量の生活可能な細胞を含有し、前記生活可能な細胞が、前記少なくとも1種類の組織フラグメントから移動し、前記生体相容性の支持骨格材料において集団化することが可能であることと、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントを前記生体相容性の支持骨格材料の上に配置して、組織移植片を形成することと、
を含む、
方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種異系組織、異種組織、またはそれらの組み合わせを含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記方法が、前記少なくとも1種類の組織フラグメント内の前記生活可能な細胞を前記生体相容性の支持骨格材料において集団化させるのに有効な期間および条件下で、前記組織移植片をインキュベーションすることをさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記方法が、
少なくとも1種類の付加的な生体相容性の支持骨格材料を供給することと、
前記少なくとも1種類の付加的な生体相容性の支持骨格材料を、配置された前記少なくとも1種類の組織フラグメントの上に置き、それにより、前記少なくとも1種類の組織フラグメントの少なくとも一部分が、前記生体相容性の支持骨格材料と、前記少なくとも1種類の付加的な生体相容性の支持骨格材料のうちの少なくとも1つとの間に配置されることと、
をさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、懸濁液を形成するように、生理学的緩衝溶液に加えられており、
前記生体相容性の支持骨格材料が、前記懸濁液を前記生体相容性の支持骨格材料に固定するための接着剤をさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記少なくとも1種類の組織フラグメントが、自家組織、同種異系組織、異種組織、またはそれらの組み合わせを含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、生体吸収性の材料を含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、連続気泡型の孔構造を持つ孔を有する高分子発泡体部品を含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記生体相容性の支持骨格材料が、前記生体相容性の支持骨格材料に供給された少なくとも1種類の付加的な生物学的要素をさらに含む、方法。
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