JP5154427B2 - 滑膜細胞が充填されるコラーゲン膜またはゲルのための方法および装置 - Google Patents
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Description
この出願は、ここに全文が引用により援用される2005年10月24日に出願された米国仮出願番号第60/729,213号の利益を主張する。
この発明は軟骨の損傷の修復の分野に関する。
ここで言及されるすべての米国特許および特許出願公報は、ここに全文が引用により援用される。抵触の場合、定義を含むこの明細書が統制することとなる。
この発明に従って、対象における軟骨の損傷の修復のためにインプラントが提供される。このインプラントは、滑膜細胞が充填されるコラーゲンマトリックスを含む。この発明はさらに、このようなインプラントを調製するための方法、このようなインプラントを調製するための装置、およびこのようなインプラントをこのような装置で調製する方法を包含する。
この発明は、滑膜細胞が充填されるコラーゲン膜およびゲルと、これらを製造し利用するための方法および装置とに関する。
して参照がなされる。これらの実施形態は、当業者がこの発明を実施可能であるよう十分な詳細さで記載される。他の実施形態が利用されてもよく、この発明の精神または範囲から逸脱することがなければ構造および論理の変更がされ得るということは理解されるべきである。
び生物学的特性を必ずしも有さない異なる源からのグリコサミノグリカンをインプラント内に組込むことは可能であるが、好ましいグリコサミノグリカンは軟骨それ自体から抽出されたものである。
適な材料であり得る。好ましい実施形態では、蓋はゴムを含む。ある実施形態では、第1のチャンバおよび第2のチャンバは互いに取外し可能に接続される。これは、これら2つのチャンバの接続によって形成される継目を取囲むバンドまたはリング型の構造のような任意の好適な手段によって達成され得る。この構造は動作の間、これらチャンバを一緒に固定するスレッドまたは他の手段を含んでもよい。代替例においてチャンバは、チャンバ上でスレッドを連結させることにより接続され得、これによりさらなる接続要素がなくても一緒にねじ合わせされることが可能となる。好ましい実施形態において、膜はコラーゲン膜である。代替的な好ましい実施形態において、細胞を含む体液は滑膜細胞を含む滑液である。
滑液は間充繊幹細胞の特性を有する繊維芽細胞様の滑膜細胞を含む。滑液は純粋な形で用いられてもよく、または塩化ナトリウム溶液でたとえば1:1に希釈されてもよい。この方法は、非増幅細胞またはインビトロ増幅細胞としても、繊維質またはガラス質の軟骨でも軟骨の再生のために滑液の細胞の利用を含み得る。滑液は無菌で吸引によって集められる。体液は、DMEM/10%FCS培地で1:1に希釈されてもよく、次いで細胞の培養のために25cm2の培養フラスコの中に入れられる。代替的には、この体液はCa/Mgを有する1xPBSで1:5に希釈され、室温で5〜10分間、500xgで遠心分離器にかけられてもよい。上澄みが取除かれ、ペレットが10ml DMEM/10%FCSにおいて再懸濁され、細胞懸濁液は25cm2の培養フラスコに移される。培地は初代培養の24時間後に交換され、その後2〜3日ごとに交換される。細胞は75%の密集度に到達するまで培養される。細胞は、3ml 0.02%EDTAの3ml処理と、その結果必要となる2ml トリプシン(typsin)/EDTA0.1%/0.02の処理とで10分間、細胞が完全に剥がれるまで処理される。トリプシン処理は10ml DMEM/10%FCSで停止するか、または代替的には1m 1x大豆インヒビターで停止する。細胞懸濁液は室温で5分間、500xgで遠心分離器にかけられる。ペレット化された細胞は新しいフラスコに移される。
は損傷に対して向けられ、平滑な側は損傷から離れ、関節腔に対して向けられる。
この滑液はゼラチン化を誘導するコラーゲンパウダを含むチャンバに移される。滑液(たとえば30ml)のゼラチン化を誘導するのにコラーゲンパウダを用いることは、円形の単一チャンバシステム(4.5cmの直径、高さ2cm、ここで示される装置における蓋のような蓋、チャンバに事前に適用されるコラーゲンパウダ)の中で行なわれ得る。このシステムはコラーゲン最終濃度が0.5〜4%である(直径が4.5cm、高さが5mm)丸いゲルを発生させる。コラーゲンパウダは、純粋な形(コラーゲンI、IIもしくはIII)で用いられてもよく、(コラーゲンIおよび/もしくはIIおよび/もしくはIIIで)混合されてもよく、またはプロテオグリカン(ヒアルロン酸もしくは他のGAGs)のような細胞外マトリックスの他の成分と混合されてもよい。コラーゲンパウダの量は軟骨の再構築のために必要とされるゲルの大きさに依存する。コラーゲンパウダは、バランスをプロテオグリカンのような他のECM成分として、たとえば50〜100%のコラーゲンであってもよい。コラーゲン最終濃度は0.5〜4重量%であってもよい。インキュベートする温度は室温であってもよく、継続時間は少なくとも約30分であってもよい。最終の丸いゲルにおける滑膜細胞は、患者から得られる細胞のメンバーに依って患者ごとに異なり得る。この実施形態において、滑液はコラーゲンパウダと混合され、チャンバはゼラチン化が完了するまで水平にインキュベートされる。
Claims (17)
- 対象における軟骨の損傷の修復のためのインプラントであって、
前記インプラントは滑膜細胞が充填されたコラーゲンマトリックスを含み、
前記マトリックスは、コラーゲンI、コラーゲンIIIまたはそれらの混合物を含む、コラーゲン膜またはコラーゲンゲルのうちの少なくとも1つを含み、
前記コラーゲン膜は、平滑面とインプラント前に滑膜細胞が充填された対向する粗い繊維質面とを有し、
第1のチャンバと第2のチャンバとを含み、前記第1および第2のチャンバが前記コラーゲン膜マトリックスと有孔フィルタとによって分離されている装置の中で、前記コラーゲン膜マトリックスを通して滑液を流すことによって、前記滑膜細胞が前記コラーゲン膜マトリックスの前記繊維質面に接着しており、
前記滑液は第1のチャンバに導入され、前記滑液中の滑膜細胞は前記コラーゲン膜マトリックス上で集められ、前記滑液は有孔フィルタを介して拡散され、それによって前記細胞が充填されたコラーゲン膜マトリックスが得られ、その後、前記細胞が充填されたコラーゲン膜マトリックスを前記対象の前記損傷に適用する前に少なくとも30分間待って、前記の粗い繊維質面の上への細胞の接着が可能とされており、
前記コラーゲンゲルは、完全なゼラチン化に至らせるのに十分な時間の間、コラーゲンパウダと滑液とをインキュベートすることで製造される、インプラント。 - 前記コラーゲン膜マトリックスはコラーゲン膜材料のシートを含む、請求項1に記載のインプラント。
- 前記コラーゲン膜マトリックスはさらにコラーゲンIIを含む、請求項1に記載のインプラント。
- 対象における軟骨の損傷の修復のための請求項1に記載の滑膜細胞が充填されたコラーゲンゲルを調製する方法であって、
コラーゲンパウダと滑液を混合するステップと、
ゲルインプラントに形成させるステップと、
完全なゼラチン化に至らせるのに十分な時間の間、コラーゲンパウダと滑液とをインキュベートするステップをさらに含む、方法。 - 前記コラーゲン膜マトリックスは複数層のインプラントを含む、請求項1に記載のインプラント。
- 前記複数層のインプラントは、コラーゲンIおよびコラーゲンIIIを含む第1の層を含み、コラーゲンIIを含む第2の層をさらに含む、請求項5に記載のインプラント。
- 請求項1に記載の細胞が充填されたコラーゲン膜を調製するための装置であって、
第1のチャンバと第2のチャンバとを含み、前記第1および第2のチャンバはコラーゲン膜と有孔フィルタとによって分離され、
前記コラーゲン膜は前記第1のチャンバに導入される細胞を含む体液から細胞を集めるようにされ、前記有孔フィルタは自身を介して前記第2のチャンバに対して前記体液の拡散を可能とするようにされる、装置。 - 前記有孔フィルタはポリエチレンまたはポリプロピレンを含む、請求項7に記載の装置。
- 前記第2のチャンバにおいてフィルタパックをさらに含み、前記フィルタパックは前記拡散される体液を吸収するようにされる、請求項7に記載の装置。
- 前記第1のチャンバを取囲む蓋をさらに含む、請求項7に記載の装置。
- 前記蓋は自身を通るよう突き刺される針からの体液の通過を可能にするようにされる、請求項10に記載の装置。
- 前記蓋はゴムを含む、請求項11に記載の装置。
- 前記第1のチャンバおよび前記第2のチャンバは互いに取外し可能に接続される、請求項12に記載の装置。
- 前記体液は滑膜細胞を含む、請求項7に記載の装置。
- 請求項7に記載の装置で、細胞が充填されたコラーゲン膜マトリックスを調製するための方法であって、
a) 装置を提供するステップを含み、前記装置は、
第1のチャンバと第2のチャンバとを含み、前記第1および第2のチャンバはコラーゲン膜マトリックスおよび有孔フィルタによって分離され、前記方法はさらに、
b) 前記第1のチャンバに細胞を含む体液を導入するステップを含み、前記体液の中の細胞が前記コラーゲン膜マトリックスの上に集められ、前記体液が前記コラーゲン膜マトリックスおよび前記有孔フィルタを介して拡散され、これにより細胞が充填されたコラーゲン膜マトリックスを得る、方法。 - 前記体液は滑膜細胞を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記装置は前記第1のチャンバを取囲む蓋をさらに含み、前記方法は前記蓋を通って挿入される針を用いて前記第1のチャンバに前記体液を導入するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
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