JP4580904B2 - Cell transplantation instrument - Google Patents
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Description
本発明は、細胞移植用器具に係り、特に、細胞の欠損部に移植用の細胞を挿入するための細胞移植用器具に関する。 The present invention relates to a cell transplantation device, and more particularly to a cell transplantation device for inserting a cell for transplantation into a cell defect.
従来から、関節の軟骨細胞の欠損部(移植部)に移植用の細胞を挿入し、移植用細胞の再生により関節の軟骨欠損部を修復する技術が提案されている(Brittberg M.Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation. N Engl J Med 1994; 331: 889-95.)。そして、移植用の細胞として用いられるものの一例としては、骨髄幹細胞(mesenchymal stem cell, bone marrow stem cell, bone marrow stromal cell:以下「MSC」という)等がある。 Conventionally, a technique has been proposed in which cells for transplantation are inserted into a joint chondrocyte defect (transplant) and the joint cartilage defect is repaired by regeneration of the transplant cell (Brittberg M. Treatment of deep). cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation. N Engl J Med 1994; 331: 889-95.). An example of a cell used for transplantation is a bone marrow stem cell (bone marrow stem cell, bone marrow stromal cell: hereinafter referred to as “MSC”).
ここで、関節の軟骨の欠損に対する細胞プラグを用いた移植(WO2005-11765:特許文献1)を例にして、具体的な移植方法を説明する。まず、軟骨の欠損部に所定の大きさの穴を形成する。そして、この穴の中に自己由来の細胞プラグを挿入する。このため、軟骨に形成する穴は細胞プラグの形状及び大きさとほぼ同等のものである。細胞プラグが挿入されると、時間の経過と共に細胞プラグは周囲の健常部からの再生因子の分泌を誘導し、これにより欠損部が修復される。
しかしながら、細胞プラグ自体は細胞の集まりであるため大変柔らかいが、軟骨に形成した穴に挿入する際には鑷子などを用いて術者の手で行うため、細胞プラグを摘む際の力加減の調整などが非常に難しい。また、このことに起因して、軟骨の穴に対して最適な深さ位置に固定できない場合や、鑷子を引き抜かなければならないため健常細胞との間に隙間が残存することもあった。加えて、細胞プラグに対して直接的に力を加えて細胞欠損部に押し込む場合には、細胞プラグ自体が損傷してしまう場合もある。
However, the cell plug itself is very soft because it is a collection of cells, but when inserting it into the hole formed in the cartilage, it is done by the operator's hand using an insulator etc., so adjustment of the force when picking the cell plug is adjusted It is very difficult. In addition, due to this, there is a case where the gap cannot remain between the healthy cells because the insulator cannot be fixed at an optimal depth position with respect to the cartilage hole or the insulator must be pulled out. In addition, when a force is directly applied to the cell plug and pushed into the cell defect, the cell plug itself may be damaged.
本発明は、細胞の欠損部に移植用の細胞を容易に挿入することができる細胞移植用器具を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a cell transplantation device capable of easily inserting a cell for transplantation into a defective part of the cell.
本発明は、上記各問題点を解消する細胞構造体(プラグともいう)移植用器具を提供することを目的とし、その目的達成のために、側面部に少なくとも1つの貫通穴が形成された板状の担体と、前記貫通穴に挿通される線状部材と、前記貫通穴の各出口から出る前記線状部材と係合する押込み部材とを備える、という構成を採っている。 An object of the present invention is to provide a device for transplanting a cell structure (also referred to as a plug) that solves the above problems, and in order to achieve the object, a plate having at least one through-hole formed in a side surface portion A linear carrier, a linear member inserted through the through hole, and a pushing member that engages with the linear member that exits from each outlet of the through hole are employed.
すなわち、本発明は、側面部に少なくとも1つの貫通穴が形成された板状の担体と、前記貫通穴に挿通される線状部材と、前記貫通穴の各出口から出る前記線状部材と係合する押込み部材とを備えていることを特徴とする細胞移植用器具である。
また、前記押込み部材は、前記線状部材と直接係合するアーム部と、このアーム部を支持する押込み部材本体とを備え、前記アーム部は前記線状部材と係合した状態で前記担体と押込み部材本体との間に所定の間隔を形成するための長さを有している、という手段を採っている。
また、前記所定の間隔は前記担体上に載置される移植用細胞の高さより大きい、という手段を採っている。
また、前記アーム部の先端は例えばV字型を採ることができ、あるいは、先端に前記線状部材を通すことができる孔が形成されていてもよい。
That is, the present invention relates to a plate-like carrier having at least one through-hole formed in a side surface portion, a linear member inserted through the through-hole, and the linear member exiting from each outlet of the through-hole. A device for cell transplantation comprising a pushing member to be joined.
The pushing member includes an arm portion that directly engages with the linear member, and a pushing member body that supports the arm portion, and the arm portion is engaged with the linear member in a state of being engaged with the linear member. A measure is taken to have a length for forming a predetermined interval between the pressing member main body.
Further, a means is adopted in which the predetermined interval is larger than the height of the transplanted cell placed on the carrier.
Further, the tip of the arm portion may be V-shaped, for example, or a hole through which the linear member can be passed may be formed at the tip.
また、前記押込み部材には、移植する細胞を細胞欠損部の最適な位置に挿入した場合に前記細胞欠損部の周囲の表面と接触するストッパ部材が設けられていてもよい。
また、前記担体の貫通穴は、例えば2つ形成されているが、穴の数に限定はない。また、前記各貫通穴は相互に交わらないように前記担体の厚さ方向の位置が異なっていてもよい。
また、前記担体は円板状に形成され、前記貫通穴は前記担体の中心を通る、という手段を採ることもできる。
また、前記各貫通穴の各出口穴は前記担体の円周方向に90°間隔で分布させることができる。
更に、前記担体は生体分解性材料又は生体吸収性材料(例えばトリリン酸カルシウム)から形成されていることが好ましい。
Further, the pushing member may be provided with a stopper member that comes into contact with the surface around the cell defect portion when a cell to be transplanted is inserted at an optimum position of the cell defect portion.
The number of through holes in the carrier is, for example, two, but the number of holes is not limited. The through holes may have different positions in the thickness direction of the carrier so as not to cross each other.
The carrier may be formed in a disc shape, and the through hole may pass through the center of the carrier.
The outlet holes of the through holes can be distributed at 90 ° intervals in the circumferential direction of the carrier.
Furthermore, the carrier is preferably formed from a biodegradable material or a bioabsorbable material (for example, calcium triphosphate).
本発明は担体に移植用細胞を載置し、この担体に形成された貫通穴に線状部材を挿通して、線状部材と係合する押込み部材を用いるので、移植用細胞に直接外力を加えることなく、細胞欠損部に対する移植用細胞の位置決めを容易にすることができる。 In the present invention, a transplant cell is placed on a carrier, a linear member is inserted into a through hole formed in the carrier, and a pushing member that engages with the linear member is used. Therefore, external force is directly applied to the transplant cell. Without adding, positioning of the cells for transplantation with respect to the cell defect portion can be facilitated.
次に、本願発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
[全体概要]
図3に示すように、本実施形態に係る細胞移植用器具1は、移植用の細胞C(例えば、細胞プラグ)を担持する板状の担体3と、この担体3の側面部に形成された貫通穴5に挿通される線状部材7と、貫通穴5の出口近傍で線状部材と係合する押込み部材9とから構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Overview]
As shown in FIG. 3, the
[担体]
先ず、担体3について説明する。図1に示すように、本実施形態の担体3は円板状の形態をしており、材質は生体分解性材料又は生体吸収性材料である。この担体3は移植用の細胞Cを担持するためのものであり、表面が平坦になっている。また、担体3の側面部には2つの貫通穴5が形成されており、結果として側面部に4つの出口穴が形成されている。この貫通穴5は後述する線状部材7を挿通させるためのものである。
[Carrier]
First, the
尚、担体3の形状は円板状に限定されるものではなく、矩形板状やその他の多角形板状であってもよい。また、材質は術後に生体内で分解されるようにトリリン酸カルシウムを採用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、生体内で分解又は吸収される他の材料や物質を用いることもできるし、場合によっては分解されない材質を用いてもよい。その他の生体分解性材料又は生体吸収性材料は、当業者が任意に選択することができる。
The shape of the
本実施形態では2つの貫通穴5が、担体の中心部(円の中心付近)を通って相互に直交するように形成されている。また、本実施形態では、2つの貫通穴5は共に担体の厚さ方向のほぼ中間付近に形成されているため、担体3の中心付近で相互に交わっている。尚、貫通穴5の数は2つに限定されるものではなく、1つでも良いし、3つ以上であってもよい。また、必ずしも中心を通る必要はなく、中心からずれた位置で貫通するようにしてもよい。
In the present embodiment, the two through
[線状部材]
次に、線状部材7について説明する。図2に示すように、線状部材7は担体3の貫通穴5に挿通されて、担体3を支持するためのものである。線状部材7に使用される材料は様々なものが考えられるが、本実施形態ではナイロン糸が用いられている。ナイロン糸の他には、金属ワイヤや天然繊維からなる糸などを用いてもよい。また、線状部材7の太さは最大でも担体3の貫通穴5を通る太さであればよく、それより細いものであってもよい。尚、図2では線状部材は一部しか図示していないが、実際には上方に向かって長く続いている。
[Linear members]
Next, the linear member 7 will be described. As shown in FIG. 2, the linear member 7 is inserted through the
[押込み部材]
次に、押込み部材9について説明する。押込み部材9は、担体3並びに線状部材7と協働して、担体3上に載置される細胞Cを細胞欠損部(移植部)に挿入するためのものである。図3に示すように、押込み部材9は、線状部材7と係合するアーム部9aと、このアーム部9aを支持する押込み部材本体9bと、押込み部材本体9bに連結される棒状部材9cを備えている。アーム部9aの先端(図では下端)はV字型に分岐しており、このV字型で線状部材7を挟み込めるようになっている。
[Pushing member]
Next, the pushing member 9 will be described. The pushing member 9 cooperates with the
本実施形態に係る押込み部材本体9bは円板状の部材であり、この押込み部材本体9bの外周面にアーム部9aが連結されている。当該実施形態では4本のアーム部9aが設けらており、押込み部材本体9bの外周面に略90°の等角度間隔で配置されている。また、押込み部材本体9bの直径は細胞Cの外径よりも僅かに大きいので、押込み部材9を細胞Cに近接させた場合でも細胞Cの外周面に押込み部材9のアーム部9aが接触せず、あるいは、接触した場合でも細胞Cの形態がアーム部9aの外力によって変形又は損傷することはない。尚、細胞Cを細胞欠損部に挿入する際に、アーム部9aは細胞Cと細胞欠損部内壁との間に介挿されるものであるので、厚さはできるだけ薄い方が望ましい。
The pushing member
また、押込み部材9の棒状部材9cには、上記した線状部材7を巻きつけて固定できるようにするための線状部材巻付け手段9dを装備するようにしてもよい。この線状部材巻付け手段9dは、棒状部材9cの表面から略V字状に突出する部材であり、棒状部材9cとの隙間に線状部材7を巻きつけることで、線状部材7が緩まないようにすることができる。但し、この線状部材巻付け手段9dは本発明に必須なものではない。
Further, the rod-shaped
[細胞]
本発明において使用される対象となる細胞は、幹細胞(ES細胞、臍帯血由来細胞、未分化間葉系幹細胞等)などの未分化細胞又はその分化型細胞である。骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞は未分化間葉系幹細胞から容易に分化誘導が可能なため、これらの分化誘導した細胞(関節軟骨細胞、骨細胞等)も使用することができる。また、成体間葉系幹細胞を使用することもできる。
担体3上に載置される細胞Cは立体的であることが好ましい。細胞Cを立体的に構築するには、公知の手法を採用することができる(例えば特開2004-357694号公報参照)。細胞を入れる培養用チャンバーを任意の形状とし、そのチャンバー内で細胞同士の凝集塊(スフェロイド)を培養することにより、その形状に対応する任意の形状に立体的に構築された細胞、すなわち細胞が多数集まって構成される細胞構造体を得ることができる。
[cell]
The cells to be used in the present invention are undifferentiated cells such as stem cells (ES cells, cord blood-derived cells, undifferentiated mesenchymal stem cells, etc.) or differentiated cells thereof. Since osteoblasts, chondrocytes, and adipocytes can be easily induced to differentiate from undifferentiated mesenchymal stem cells, these differentiation-induced cells (articular chondrocytes, bone cells, etc.) can also be used. Adult mesenchymal stem cells can also be used.
It is preferable that the cells C placed on the
[作用]
次に、本実施形態に係る細胞移植用器具の作用について説明する。先ず、図2(A)に示すように、担体3の表面へ所望の移植用細胞Cを載置する。次に、図2(B)に示すように、担体3の側面部に形成された2つの貫通穴5に2本の線状部材7を挿通する。そして、各線状部材7の4つの端部を均等に摘み上げる。これにより、担体3は略水平を維持したまま持ち上げられる。この状態で、図3に示すように、押込み部材9を貫通穴5の4つの各出口穴から出ている線状部材7に近接させ、アーム部9aのV字型の先端部で各線状部材7を挟むように位置決めする。続いて、押込み部材9を更に下方へ僅かに押し下げてアーム部9aを線状部材7に係合させると、図4に示すように、線状部材7に所定の張力が発生し、押込み部材9と線状部材7との協働により、担体3を介して細胞Cを確実に保持することができるようになる。このとき、アーム部9aの長さは、押込み部材本体9bが細胞Cの上面に接触しないように、あるいは接触しても細胞Cの形態が変形しない程度に十分な長さが確保されている。このため、細胞Cには不要な外力が一切加わらず、細胞Cを損傷させることがない。
[Action]
Next, the operation of the cell transplantation device according to this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2 (A), a desired transplantation cell C is placed on the surface of the
次に、図5に示すように、押込み部材9と線状部材7とで保持された細胞Cを細胞欠損部13に挿入する。具体的には、予め細胞欠損部13に細胞Cの直径よりも僅かに大きな直径を有する穴を形成しておく。そして、その穴に細胞Cを線状部材7と押込み部材9と共に挿入する。このとき、細胞Cは担体3を介して線状部材7と押込み部材9によって確実に保持されているので、押込み部材9を操作することによって、図6に示すように、細胞Cを細胞欠損部13の最適な深さに容易に位置決めすることができる。具体的には、細胞Cの表面が細胞欠損部13の回りの表面よりも1mm程度突出する位置に配置することが望ましい。こうすることで、細胞欠損部13に細胞が再生された場合に滑らかな表面となる。特に本実施形態では、誤って細胞Cを細胞欠損部の深い位置に押込み過ぎてしまったような場合でも、線状部材7を引っぱることにより細胞Cを引き出すことができる。
Next, as shown in FIG. 5, the cell C held by the pushing member 9 and the linear member 7 is inserted into the
細胞Cの最適な位置決めが完了したら、図7に示すように、線状部材7を担体3の貫通穴5から引き抜く。具体的には、各線状部材7の一端を引っぱることで、容易に線状部材7は引き抜かれる。このとき、あまり性急に引き抜こうとすると担体3も同時に引き抜かれてしまうので、ゆっくりと引き抜くようにする。次に、図8に示すように、押込み部材9を引き抜く。このような一連の作業によって、細胞Cは細胞欠損部に最適に位置決めされる。尚、図8では細胞Cと細胞欠損部の内壁との間に隙間が示されているが、これは説明の便宜のための隙間であって、実際には隙間はほとんど無い状態で細胞Cが細胞欠損部に挿入されている。
When the optimum positioning of the cell C is completed, the linear member 7 is pulled out from the through
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図9に示すように、当該実施形態は、押込み部材の構造が第1の実施形態と異なっており、その他の部分は第1の実施形態と同様である。この実施形態の押込み部材9は、細胞欠損部の周囲の表面に接触するストッパ部材9eを備えている点が特徴である。このストッパ部材9eは、アーム部9aの上端部を覆うように固定された管状の部材である。そして、ストッパ部材9eの位置は、ストッパ部材9eの下端が細胞欠損部の周りの表面に接触した時に、細胞Cが正しく位置決めされるように設定されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 9, this embodiment is different from the first embodiment in the structure of the pushing member, and the other parts are the same as those in the first embodiment. The pushing member 9 of this embodiment is characterized in that it includes a
このように、アーム部9aの外側にストッパ部材9eを設けることで、細胞を押込み過ぎてしまうという不都合が解消される。このため、術者は深さを気にすることなく細胞Cの移植作業を行うことができる。尚、ストッパ部材9eの構造は一例であり、これに限定されるものではない。すなわち、管状の部材ではなくアーム状の部材を複数設けてよいし、或いはアーム部の上端に突起のようなものを設けるようにしてもよい。
Thus, by providing the
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について説明する。当該実施形態も押込み部材の構造に特徴を有しており、その他の部分は第1の実施形態と同様である。本実施形態の押込み部材39は、アーム部39aの先端がV字型ではなく円形で、その中心領域に孔39fが形成されている。このようにアーム部39aの先端に孔39fを形成し、この孔39fに線状部材を通すことにより、線状部材の張力が緩んだ場合でも線状部材がアーム部39aから外れてしまうことがない。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. This embodiment also has a feature in the structure of the pushing member, and other parts are the same as those of the first embodiment. In the pushing
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。当該実施形態は担体の構造が第1の実施形態と異なっており、その他の部分については第1の実施形態と同様である。この実施形態の担体33は、2つの貫通穴35の位置関係に特徴を有する。具体的には、図11に示すように、各貫通穴35が担体33の厚さ方向に相互にずれて形成されている。これは、各貫通穴35が担体33の中心部で直接交わらないようにするためである。このようにするのは、相互に直交する貫通穴35に線状部材を挿通する場合に、一方の線状部材が他方の線状部材の挿通の障害にならないようにするためである。すなわち、各貫通穴35が相互に独立していれば、2本の線状部材はお互いに出会うことが無く、容易に貫通穴35に挿通することができる。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in the structure of the carrier, and the other parts are the same as those in the first embodiment. The
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態について説明する。当該実施形態も担体の構造が第1の実施形態と異なっており、その他の部分については第1の実施形態と同様である。この実施形態の担体43も、2つの貫通穴45の位置関係に特徴を有する。具体的には、図12に示すように、各貫通穴45が担体43の中心を通らず、担体43の外周に対して弦を形成するような位置に形成されている。特に、本実施形態では2つの貫通穴45は相互に平行に形成されている。このような構成にすることにより、第4の実施形態で説明したのと同様に、2本の線状部材はお互いに出会うことが無く、容易に貫通穴45に挿通することができる。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. This embodiment is also different from the first embodiment in the structure of the carrier, and the other parts are the same as in the first embodiment. The
[第6の実施形態]
次に、第6の実施形態について説明する。当該実施形態も担体の構造が第1の実施形態と異なっており、その他の部分については第1の実施形態と同様である。この実施形態の担体53は、貫通穴55の数が1つである点に特徴を有している。具体的には、図13に示すように、貫通穴55が担体53の中心を通るように形成され、この貫通穴55に1本の線状部材が挿通されるようになっている。このように貫通穴55を1つに減らすことで、担体53の製造コストを低減することが可能である。ただし、貫通穴55を1つしか形成しない場合、何ら工夫をしなければ細胞が担体53と共に倒れてしまう。これを防ぐために、押込み部材のアーム部を貫通穴からずれた位置にも設ける必要がある。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment will be described. This embodiment is also different from the first embodiment in the structure of the carrier, and the other parts are the same as in the first embodiment. The
本発明は、細胞移植用の機器に利用することができる。 The present invention can be used in a device for cell transplantation.
1 細胞移植用器具
3 担体
5 貫通穴
7 線状部材
9 押込み部材
9a アーム部
9b 押込み部材本体
13 細胞欠損部
DESCRIPTION OF
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