JP4545015B2 - 骨移植片製造装置 - Google Patents
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Description
特許文献1の装置は、液体を貯留するリザーバと、多孔性の生体適合性材料を保持するコンテナと、コンテナ内にリザーバ内の液体を流通させる駆動機構とを備えている。コンテナ内に収容された生体適合性材料に液体が流通させられることにより、生体適合性材料に液体が浸透して移植片が製造されるようになっている。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、固体成分と液体成分とを均一に混合して、骨形成を効率的に促進することができる骨補填材を効率よく製造する骨移植片製造装置を提供することを目的としている。
本発明の参考例は、血液成分等の液体成分を収容する液体用容器と、骨または人工骨等の多孔質の固体成分を収容する固体用容器と、液体成分と固体成分とを混合する混合容器と、液体成分を混合容器内に注入する液体成分注入装置と、固体成分を混合容器内に投入する固体成分投入装置と、混合容器内に注入された液体成分および固体成分を攪拌する攪拌装置とを備える骨移植片製造装置を提供する。
このようにすることで、混合容器内において、固体成分と液体成分とが均一に混合された状態で、第1の液体が凝固促進剤によって凝固され、混合容器内部の形状をした骨移植片が製造されることになる。
このようにすることで、固形の固体成分を固体用容器に投入するだけで、細かく粉砕された固体成分を均一に含有する骨移植片を構成することが可能となる。
移動装置の作動により液体成分注入装置または固体成分投入装置を混合容器に対して移動させることで、混合容器内への液体成分の注入位置あるいは固体成分の投入位置を変化させることができる。これにより、液体成分と固体成分とをさらに満遍なく混合することができる。
固体成分が多孔質であるため、その容積を計量したのでは固体成分と液体成分との比率を正確に決定することができない。したがって、軽量装置の作動により固体成分の質量を計量することにより、固体成分と液体成分とを正確な比率で混合した骨移植片を製造することができる。
液体成分が血液成分等の温度管理を必要とする物質により構成されている場合に、温度調節装置の作動により混合容器内の温度を調節することで、液体成分の劣化を防止し、健全な状態の骨移植片を製造することができる。
容積可変装置の作動により、移植先の容積に合わせて混合容器の容積を変更し、過不足のない大きさの骨移植片を製造することができる。
制御装置の作動により、入力装置を介して入力された骨移植片の諸元データに基づいて、液体成分注入装置および固体成分投入装置が制御されるので、液体成分および固体成分が正確な比率で混合された骨移植片を自動的に製造することができる。
本実施形態に係る骨移植片製造装置1は、図1に示されるように、液体成分2,3を収容する2つの液体用容器4,5と、固体成分6を収容する固体用容器7と、これら液体用容器4,5および固体用容器7に接続する空間を備える混合容器8と、混合容器8内に液体成分2,3を注入する液体成分注入装置9,10と、混合容器8内に固体成分6を投入する固体成分投入装置11と、混合容器8に振動を付与する加振機12とを備えている。
また、固体用容器7には、固体成分6として、例えば、βリン酸三カルシウム(β−TCP)のような多孔質セラミックスの顆粒が収容されている。
前記加振機12は、前記混合容器8を搭載し、例えば、水平方向に往復振動させることができるようになっている。
まず第1に、固体用容器7および液体用容器4,5を構成する各シリンダに対して、それぞれピストン9a〜11aを移動させることにより、固体成分6および液体成分2,3を混合容器8内に投入する。この場合に、予めピストン9a〜11aの移動量を設定しておくことにより、固体成分6の投入量および液体成分2,3の注入量を精度よく設定することができる。
すなわち、本実施形態に係る移植片製造装置1によれば、固体成分6であるセラミックス多孔体と液体成分2である多血小板血漿2とが均一に混合されて凝固した形態の骨移植片を製造することができる。
骨移植片が製造された後には、混合容器8の成形型8bに対して蓋体8aを開くことにより、製造された骨移植片を露出させて容易に取り出すことができる。
また、固体成分6として、βリン酸三カルシウム多孔体を例に挙げて説明したが、骨または人工骨を構成する任意のセラミックスを採用してもよい。
本実施形態の説明においては、上述した第1の実施形態に係る骨移植片製造装置1と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
また、本実施形態に係る骨移植片製造装置40においては、液体成分注入装置9,10および固体成分投入装置11を構成するピストン9a〜11aにそれぞれ、これらピストン9a〜11aを駆動するアクチュエータ42〜44が取り付けられている。
前記減圧装置41は、制御装置45からの指令信号により作動し、混合容器8の内部空間を約5000Pa(0.05気圧)程度に減圧することができるようになっている。
この場合に、減圧装置41を作動させ、混合容器8内部を減圧状態にすることによって、液体成分2,3が固体成分の気孔内に浸透しやすくすることができる。したがって、固体成分6の気孔内に液体成分2,3が十分に浸透した骨移植片を製造することができる。
さらに、固体成分6と固体成分投入装置11を用いる代わりに、ブロック状の多孔体6′を予め混合容器8bに入れておき、ブロック状の多孔体6′に対して、液体成分2,3を注入するようにしてもよい。この場合、液体成分2,3として、予め骨成分等の固体成分6を混合したものを用いてもよい。
この細胞導入装置50は、ブロック状の担体6′を収容する容器51と、該容器51を密封する栓体52と、該栓体52を貫通して容器51内外を連通する二股配管53と、該二股配管53の2つの開口53a,53bをそれぞれ開閉可能にするバルブ54a,54bとを備えている。
この細胞導入装置50を使用して担体6′内に細胞を導入するには、まず、図13(a)に示されるように、二股配管53の一方の開口53aにシリンジ55を接続し、バルブ54aを開くとともに、シリンジ55によって容器51内の空気を吸引して容器51内を低圧にする。必要に応じて、バルブ54aの開閉とシリンジ55の操作を繰り返す。
そして、図13(e)に示されるように、容器51内の担体6′が細胞浮遊液A内に浸漬された状態でバルブ54aを開いて容器51内を大気開放することにより、気孔内に残る気泡を収縮させ、担体6′の気孔内に細胞浮遊液Aを浸透させることができる。
簡易という意味では、注射器やシリンジ内に担体6′と細胞浮遊液Aとを入れて脱気するという手法もあるが、担体6′に細胞浮遊液Aが浸入した後に脱気するため、脱気の効率が低い。その程度は、担体6′の大きさが大きくなるほど顕著になると考えられる。
本装置は非常にシンプルで、かつ細胞導入を行う前に装置内の圧力を特別な装置を必要とすることなく計測できる。シンプルな装置であるため、使い捨て使用してもコストが低く、医療として優れている。
なお、上記実施形態から以下の構成の発明が導かれる。
1. 血液成分等の液体成分を収容する液体用容器と、骨または人工骨等の多孔質の固体成分を収容する固体用容器と、液体成分と固体成分とを混合する混合容器と、液体成分を混合容器内に注入する液体成分注入装置と、固体成分を混合容器内に投入する固体成分投入装置と、混合容器内に注入された液体成分および固体成分を攪拌する攪拌装置とを備える骨移植片製造装置。
入力装置により入力される諸元データが、骨移植片の大きさ、固体成分および/または液体成分の量の内の少なくとも1つである付記項1から付記項7のいずれかに記載の骨移植片製造装置。
なお、上述した各実施形態等を部分的に組み合わせて形成される他の実施形態も本発明に属するものである。
2,3 液体成分
4,5 液体用容器
6,6a,6b 固体成分
7,7a,7b 固体用容器
8 混合容器
9,10 液体成分注入装置
11 固体成分投入装置
12 攪拌装置
16 粉砕装置
18 計量装置
19〜22 温度調節装置
24 可動壁(容積変更装置)
25 リードネジ(容積変更装置)
26 攪拌機(攪拌装置)
32 ハンド(攪拌装置)
34 レール(移動装置)
35 ローラ(移動装置)
41 減圧装置
46 入力装置
45 制御装置
Claims (8)
- 血液成分等の液体成分を収容する液体用容器と、
骨または人工骨等の多孔質の固体成分を収容する固体用容器と、
液体成分と固体成分とを混合する混合容器と、
液体成分を混合容器内に注入する液体成分注入装置と、
固体成分を混合容器内に投入する固体成分投入装置と、
混合容器内部を減圧状態にする減圧装置と、
前記固体成分投入装置により前記固体成分が投入されかつ前記減圧装置により減圧状態にされた前記混合容器内に前記液体成分注入装置によって前記液体成分を注入することにより前記固体成分に液体成分を含浸させた後、前記混合容器内の減圧状態を定圧に戻す手段とを備える骨移植片製造装置。 - 多血小板血漿、骨髄液、細胞懸濁液、フィブリノーゲン濃縮物または貧血小板血漿の内、少なくとも1つからなる第1の液体を収容する第1の液体用容器と、
前記第1の液体の凝固促進剤を含む液体成分を収容する第2の液体用容器とを備える請求項1に記載の骨移植片製造装置。 - 前記固体用容器に、投入された固形の固体成分を粉砕する粉砕装置が備えられている請求項1または請求項2に記載の骨移植片製造装置。
- 前記液体成分注入装置または固体成分投入装置の少なくとも一方を混合容器に対して移動させる移動装置を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の骨移植片製造装置。
- 前記固体成分投入装置により混合容器に投入する固体成分の質量を計測する計量装置を備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の骨移植片製造装置。
- 前記混合容器内の温度を調節する温度調節装置を備える請求項1から請求項5のいずれかに記載の骨移植片製造装置。
- 前記混合容器の容積を変更する容積変更装置を備える請求項1から請求項6のいずれかに記載の骨移植片製造装置。
- 製造する骨移植片の諸元データを入力する入力装置と、
入力された諸元データに基づいて液体成分注入装置および固体成分投入装置を制御する制御装置とを備える請求項1から請求項7のいずれかに記載の骨移植片製造装置。
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