JP5357139B2

JP5357139B2 - 組織採取

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Publication number: JP5357139B2
Application number: JP2010501274A
Authority: JP
Inventors: マーク・ハワード; マーク・スミス
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: ATE494839T1; JP2010532178A; DE602008004485D1; GB0715429D0

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２００７年３月３０日付けで提出された米国特許出願第６０／９０９，２５３号明細書、２００７年１２月４日付けで提出された米国特許出願第６０／９９２，２１０号明細書、２００８年１月２５日付けで提出された米国特許出願第６１／００６，６６２号明細書、２００８年１月２５日付けで提出された米国特許出願第６１／００６，６６３号明細書、及び、２００７年８月８日付けで提出された英国仮特許出願第０７１５４２９．７号明細書の優先権を主張するＰＣＴ国際出願であり、これらの文献は、全体を参照することによって本願明細書に組み込まれる。

本願の開示は、組織採取に関する。

関節軟骨は、骨の両端に載置され、関節の摩擦の無い運動を容易にする。外傷又は疾病によって引き起こされた関節軟骨に対する損傷は、治癒することはなく、この損傷から生じる病理学的変化は、大きな痛みの原因となる場合があり、可動性を制限し、生活の質に対して十分な不利益な衝撃を有する場合がある。時間経過とともに、損傷は、骨関節炎に悪化しそうである。外傷は、骨関節炎の原因のみではなく、遺伝学的、肥満症、関節生体力学、ダイエット、及び年齢、役割を果たしている全ての原因である。

損傷した軟骨を治療するための周知の外科手術技術は、洗浄（lavage）及び壊死組織切除（debridement）（関節は、流体で洗い流され、損傷した組織が取り除かれ、一時的な症状レリーフを提供する）と；微小破壊（microfracture）（繊維軟骨の治癒反応を促進する目的で、軟骨損傷に対して出血を刺激するための軟骨下骨の侵入）と；骨膜移植（自家骨膜は、欠損部位に移植され、適所に縫合される、又は接着される）と；骨軟骨移植（軟骨及び骨の断片は、関節の低体重支承領域から採取され、欠損部内に移植する）と；自家組織軟骨細胞移植（ＡＣＩ）（細胞が非体重支承位置からの軟骨生検から隔離され、且つ拡張される。そして、細胞は、サスペンション又はスキャフォールドのいずれかで約６週間後に、第２の処置方法で欠損部に再導入される。（マトリックスガイドＡＣＩ−ＭＡＣＩ））と；を備える。

米国特許第５，８７１，４９３号公報

以下に記載される組織採取技術は、外科手術用途又は美容用途の範囲において、組織を修復する、組織を再生する、及び／又は組織を増強するために使用されることができる。

関節面に対する外傷は、スポーツにおける一般的な損傷である。そのような損傷から生じる症状は、痛み、関節固定、不安定さ、及び固さからなり、損傷は、磨耗するための軟骨及び関節、骨関節炎及び膝関節置換手術のための必要性に導き得る変性の素因になりやすい。例えば、組織採取技術は、膝関節置換手術が必要性を示す前に、病巣の軟骨損傷、且つ変性の軟骨損傷を治療するために使用されることができ、膝関節置換手術の必要性を延期する、又は、取り除くことができる。組織採取技術は、外科手術チームが、患者からの組織、例えば、骨膜組織／脂肪組織などから修復細胞の固有の個体数を精製することを可能にし、単一の外科手術において、ヒアリンのような軟骨修復を刺激するように、患者の関節内に細胞を戻す。修復細胞は、欠損部（すなわち、関節部）に対して局所的な部位から関節鏡検査的に採取され、所望された範囲の修復細胞は、例えば、濾過することによって隔離され、隔離された細胞は、（例えば、さらに培養することなしで、及びさらに濃縮することなしで）生態適合性ゲルとともに未処理状態で、混合される。次いで、生体適合性ゲルと隔離された採取された細胞との混合物は、修復部位に提供される。

本願開示の実施形態において、採取された脂肪組織は、脂肪パッド（fat pad）又は脂肪体であり、該脂肪パッド又は脂肪体は、被包性の脂肪組織の局在化された貯留である。脂肪パッドは、例えば、頬部（頬脂肪体）において発見されることができ、膝蓋下脂肪パッド、舟状脂肪パッド、肘頭脂肪パッド、舟状脂肪パッド、方形回内の脂肪パッド、及びプレアキレスの脂肪パッドとして言及される特定の関節内に発見されることもできる。それらの脂肪パッドは、関節に亘って発生した力を吸収するように、クッションとして作用することができ、関節腔内に滑沢剤を配分するのを手助けすることもできる。

膝蓋下脂肪体及び脂肪滑膜として言及される膝蓋下脂肪パッドは、滑膜の脂肪組織及び滑膜下の脂肪組織を備え、大腿骨顆部から膝蓋下脂肪パッドを分離している膝蓋（膝蓋骨）の下に載置される。膝蓋下脂肪パッドは、サイズ及び容積において変化するが、膝蓋下の切り欠き部のいずれか一方の側に載置している２つの大きな基底隆起を備える。力が膝蓋骨に向けられる状況において、膝蓋下脂肪体は、その下にある構造を保護して緩衝装置として作用する。外傷中に、膝蓋下脂肪パッドは、複数の変化を受け、該複数の変化は、制限されることなく、浮腫に次いで増加している脂肪パッドの容積、増加された滑膜下脂肪変性による出血、大食細胞を有する脂肪パッドのその後の浸透を備える。

我々は、前駆細胞を備えている脂肪体組織の規定されたサイズの断片を採取し、ゲルなどの生体適合性スキャフォールドと組み合わせて、身体内の他の部位にこの断片を再導入することによって、環境要因に対する断片の暴露に続いて、組織断片と異なる種類の組織を発生することが可能であることを発見した。

脂肪パッドの断片に含まれた前駆細胞が、たとえば、骨組織、関節組織、筋組織、又は神経組織に成長を付与している骨形成系統、脂肪生成系統、軟骨形成系統、及び神経形成系統に沿って向けられることができることは、想像される。

脂肪パッドの断片が部位内に移植されると、前駆細胞は、断片の外側に移動し、周囲の組織内に組み込まれ、それによって、前駆細胞が適切な内因性細胞の種類を識別することを可能にする。

脂肪パッドの組織は、自家（autogeneic）の組織、同種（allogeneic）の組織、異種（xenogeneic）の組織、及びその組み合わせである場合がある。

自家の組織は、免疫抗原性の宿主反応及び組織の拒絶の可能性を実質的に減少するので、特に望ましい。

自己繁殖型（autogenic）の脂肪パッドが使用される場合に、外科手術のための特定の考慮は、脂肪パッドが外科手術中にいかにすぐにアクセス可能であるかである。例えば、外科医が大腿骨プラトー内に軟骨の欠損部を修復している場合に、次いで、膝蓋下の脂肪パッドを使用することは、適切である。これは、外科医がしなければならない切開を最小化し、結果及び患者の健康を改善するであろう。

軟骨修復移植のための供給源として自己由来（autologous）の組織を使用することは、有効性、供給源、痛み、及び濃縮度を含んでいる多くの問題のために、しばしば限定される。膝蓋下脂肪パッドは、整形外科医に容易にアクセス可能にする関節組織であり、関節修復、特に、病巣の欠損部の軟骨修復における使用のための複数のスキャフォールドに装填するために、十分な量で存在する。さらに、膝蓋下脂肪パッドの使用は、骨髄液などの他の組織供給源と比較する場合に、第二の部位の罹患率の可能性を実質的に低減し、治療効果を示すために、前駆細胞を濃縮させる必要性を実質的に低減する。

一の態様において、本願の開示は、組織を収集するための機器であって、インレット及びアウトレットを画定しているハウジングと、前記ハウジング内に配置された第１のフィルタと、前記ハウジング内に配置された第２のフィルタであって、前記ハウジングを通じて作用された吸引力の作用下で、前記第１のフィルタを通過する所望されるサイズの組織片を隔離するように構成された第２のフィルタと、を備える機器に関する。

実施形態は、以下の１つ又は複数の特徴を備える場合がある。例えば、機器は、第１のフィルタと第２のフィルタとの間で、ハウジング内に配置された第３のフィルタをさらに備える。第２のフィルタは、ハウジングを通じて作用された吸引力の作用下で、第１のフィルタ及び第３のフィルタを通過する所望されたサイズの組織片を隔離するように構成される。ハウジング内に配置された第１のフィルタ及び第２のフィルタは、ハウジング内に内部空間を画定し、該機器は、ハウジング内に配置され、且つハウジング内に画定された前記内部空間と流動連通する、ポートをさらに備える。機器は、ゲルを備えるように構成された導入器をさらに備える。導入器は、ハウジングの内部空間内にゲルを導入するために、ハウジングのアウトレットに結合されるように構成され、それによって、使用中に、ゲルが第２フィルタを通過し、第２フィルタに収集された、隔離された組織片を取り除き、それによって、ゲルと隔離された組織片とは、ハウジングの内部空間内に収集する。機器は、ミキサー及びレシーバをさらに備える。ミキサー及びレシーバは、ハウジングの内部空間からゲル及び隔離された組織片を受容するために、ポートに解放可能に結合されるように構成される。第１のフィルタは、約０．６ｍｍから約２．４ｍｍまでの孔径を有している複数の孔を備え、第２のフィルタは、約０．５ｍｍから約５０μｍまでの孔径を有している複数の孔を備え、第３のフィルタは、約０．６ｍｍから約１ｍｍまでの孔径を有している複数の孔を備える。機器は、ハウジングの内部空間における流動管路をさらに備え、該流動管路は、インレット及びアウトレットと流動連通する。機器は、ハウジング内に配置された第２のポートをさらに備える。第１のポート及び第２のポートは、流動管路と流動連通する。機器は、第１のバルブ及び第２のバルブをさらに備え、第１のバルブ及び第２のバルブは、インレットとアウトレットとの間、及び第１のポートと第２のポートとの間の流体の流れの選択的な制御を可能にするように構成される。インレットは、外科手術用ブレードと流体連通し、アウトレットは、吸引源と流体連通する。

一の実施形態において、ハウジングは、取り外し可能な蓋を備える。第１のフィルタは、蓋内に配置される。第３のフィルタは、第１のフィルタと第２のフィルタとの間の蓋内に配置される。第２のフィルタは、バスケット状のメッシュ、又は略円錐台状の構成を備える。第２のフィルタは、ハウジング又は蓋に解放可能に結合される。機器は、ハウジングから第２のフィルタを取り除くときに、第２のフィルタをその内部に受容するように形成された容器をさらに備える。

他の態様において、本願の開示は、組織を採取するための方法であって、組織切断器を通じて吸引された切断組織から所望される範囲の組織片を隔離するステップと、生体適合性ゲルと未処理状態の隔離された組織片を混合するステップと、手術部位に移植するための導入器内に混合された生体適合性ゲル及び組織片を収集するステップと、を備える方法に関する。

実施形態は、以下の１つ又は複数の特徴を備える場合がある。例えば、所望される範囲の組織片を隔離するステップは、第１のフィルタ及び第２のフィルタを通じて、切断組織を通過するステップを備える。第２のフィルタは、第２のフィルタに所望される範囲の組織片の収集の可能にするように寸法決めされた開口部を備える。方法は、生体適合性ゲルと隔離された組織片を混合するステップより前に、第２のフィルタに収集された、隔離された組織片を取り除くために、第２のフィルタを通じて生体適合性ゲルを通過するステップをさらに備える。隔離された組織片及び生体適合性ゲルを混合するステップは、導入器に結合されたミキサーを通じて隔離された組織片とゲルとを通過するステップを備える。隔離された組織片及び生体適合性ゲルを混合するステップは、容器内に第２のフィルタを受容するように構成された容器内に収集された組織片とともに第２のフィルタを配置するステップと、容器内に生体適合性ゲルを導入するステップと、を備える。収集するステップは、容器からの混合された、隔離された組織片及びゲルを導入器内に吸引するステップを備える。切断組織は、骨液組織又は脂肪組織である。隔離するステップは、組織収集装置を通じて組織を吸引するように、組織切断器の吸引ルーメンに、組織収集装置を通じて作用された吸引力の作用下で、単に組織収集装置のフィルタにおける所望される範囲の組織片を収集するステップを備える。

利点は、異型移植片を使用する治療と関連した疾病伝達及び免疫反応のリスクを除去すること、軟骨修復処置が若い患者と同様に年老いた患者における病巣の損傷において実施されることが可能であること、供与部位に対する損傷を最小限にすること、特定のサイズ範囲内にある組織断片を隔離すること、外科医からの関与を最小限にすること、組織を採取し、都合の良い手段でゲル内に組織を装填し、単一の外科手術手段において、無菌方法で組織修復のための組織含有ゲルを提供することを備えることができる。

開示の１つ又は複数の実施形態の詳細は、添付した図面及び以下の説明に記述されている。本願の開示の他の特徴、目的、及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

使用中に示された組織採取アセンブリを示す図である。図１の組織採取アセンブリの外科手術用ブレードの断面図である。図１の組織採取アセンブリの組織収集機器の斜視図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、組織修復のための組織含有ゲルの混合物を準備するために、図３の組織収集機器の使用の図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、組織修復のための組織含有ゲルの混合物を準備するために、図３の組織収集機器の使用の図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、組織修復のための組織含有ゲルの混合物を準備するために、図３の組織収集機器の使用の図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、組織修復のための組織含有ゲルの混合物を準備するために、図３の組織収集機器の使用の図である。使用中に示された代替的な組織採取アセンブリの図である。図５のアセンブリの組織採取アセンブリの組織収集機器の断面図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、且つ組織修復のために、組織含有ゲルの混合物を準備するように、図６の組織収集機器の使用を図解的に図示する図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、且つ組織修復のために、組織含有ゲルの混合物を準備するように、図６の組織収集機器の使用を図解的に図示する図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、且つ組織修復のために、組織含有ゲルの混合物を準備するように、図６の組織収集機器の使用を図解的に図示する図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、且つ組織修復のために、組織含有ゲルの混合物を準備するように、図６の組織収集機器の使用を図解的に図示する図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、且つ組織修復のために、組織含有ゲルの混合物を準備するように、図６の組織収集機器の使用を図解的に図示する図である。所望されるサイズの組織片を隔離し、且つ組織修復のために、組織含有ゲルの混合物を準備するように、図６の組織収集機器の使用を図解的に図示する図である。図１の組織採取アセンブリの組織収集機器の代替的な実施形態を図示する図である。図８の組織収集機器の組織の断面図である。

図１を参照すると、組織採取アセンブリ１００は、供与部位から、骨液組織又は脂肪組織などの身体的組織Ｔを切断する、又は切除するために使用される外科手術用ブレード１０を備え、該外科手術用ブレード１０は、外科手術用ブレード１０を通じて吸引された所望されるサイズの切断組織を隔離するための組織収集装置４０に結合される。以下に議論されるように、同一の外科手術中に、隔離された切断組織は、生体適合性ゲルなどの適切なキャリア内に装填され、該キャリアと混合され、且つ組織修復部位に導入される。好ましくは、供与部位及び修復部位は、患者に対する外傷を最小化するために、且つより都合の良い外科手術のために提供するために、同一の関節内にある。

外科手術用ブレード１０は、伸張外側非回転管状部材１２の切端と、伸張内側回転環状部材１４の切端との間に配置された組織を切断するように、二重管状構成を使用し、該構成は、特許文献１により十分に説明され、その全体を参照して本願明細書内に組み込まれる。外科手術用ブレード１０は、ハブ２２を介して外側管状部材１２及び内側管状部材１４に結合されたハンドピース２０を備える。外側管状部材１２は、ハブ２２に固定された近位端１２ａと、切断ポート又は切断ウィンドウを形成している開口部１５を画定している遠位端１２ｂと、を有する。内側管状部材１４は、外側管状部材１２内に回転可能に受容され、切端（図示せず）を有する遠位端１４ａを有する。内側管状部材１４は、手術部位から切断組織及び流体を取り除くように、切端と連通している吸引ルーメン１６（図２）を画定する。外科手術用ブレード１０が組み立てられる場合に、内側管状部材１４の切端は、外側管状部材１２の開口部１５に隣接して位置付けられる。

図２を参照して、外科手術用ブレード１０のハブ２２（図１）は、ハブ２２内に形成された開口部４１を介して外側管状部材１２に結合される。内側管状部材１４は、外側管状部材１２内に回転可能に受容され、内側管状部材１４を通じて長手方向に延在している吸引ルーメン１６を画定する。内側管状部材１４は、外科手術用ブレード１０のハブ領域内に、内側管状部材１４の側壁１４ｂを通じて形成された１つ又は複数の開口部４５をさらに画定し、該開口部４５は、ハブ２２内に画定された吸引ルーメン１６及びチャンバー２６と流体連通する。ハブ２２は、ハブ２２の側壁２８を通じて形成された側部ポート２４をさらに備え、チャンバー２６と流体連通する。側部ポート２４は、内側管状部材１４の長手方向軸Ｌに対して略横断方向に延在している。側部ポート２４に結合される構成要素は、管状コネクタ２９である。側部ポート２４は、外科手術用ブレード１０から組織収集装置４０へ流れるように、流体及び切断組織のための経路を提供する。

図１、図３、及び図４Ａ〜図４Ｄを参照すると、組織収集装置４０を追加して、組織採取アセンブリ１００は、導入器６０（図４Ｂ〜４Ｄ）と、ミキサー６５（図４Ｂ〜４Ｄ）と、を備える。組織収集装置４０は、柔軟性を有するチューブ５０を介して、外科手術用ブレード１０に結合される。組織収集装置４０は、インレット４４とアウトレット４６とを有している略円筒ハウジング４２を備える。インレット４４は、組織収集装置４０に、柔軟性を有するチューブ５０を結合する。アウトレット４６は、チューブ５２を介して、外科手術中に吸引を提供するための真空ポンプ又は他の適切な機器などの、真空源９０（図１）に組織収集装置４０を結合するように提供される。さらに、収集機器（図示せず）は、組織収集装置４０を通過する組織及び流体を収集するために、チューブ５２を介して、組織収集装置４０に結合されることができる。

ディスクフィルタ４７、４８、及び４９などの濾過装置は、フィルタ４７がインレット４４に近接して、又は隣接して配置され、フィルタ４９がアウトレット４６に近接して、又は隣接して配置され、且つフィルタ４８がフィルタ４７とフィルタ４９との間に配置される状態で、ハウジング４２内に位置付けられる。フィルタ４７、４８、及び４９とハウジング４２とは、ハウジング４２内に内部空間４１を画定するように協働する。ハウジング４２は、ハウジング４２内に配置されたポート４５を備え、該ポート４５は、ハウジング４２の内部空間４１と流動連通する。

図１、図３、及び図４Ａ〜４Ｄに示された実施形態において、フィルタ４７は、約０．６ｍｍから約２．４ｍｍまでの孔径を有している一組の孔を備え、フィルタ４８は、約０．６ｍｍから約１ｍｍまでの孔径を有している一組の孔を備え、フィルタ４９は、約０．５ｍｍから約５０μｍまでの孔径を有している一組の孔を備える。フィルタ４７及びフィルタ４８は、より大きい組織片を濾過して取り除き、より小さい組織片が通過することを可能にする。その結果、フィルタ４９は、所望されるサイズの組織片７１（図４Ｂ）を濾過して取り除き、所望されるサイズの組織片より小さい組織片が通過することを可能にする。２つのフィルタ４７及びフィルタ４８がこの実施形態で示される一方、組織収集装置４０は、所望されるサイズの組織片７１を収集するためのフィルタ４９と併せて使用される、フィルタ４７及びフィルタ４８のうちの１つのみを備えることもできる。

例えば、注射器などの導入器６０（図４Ｂ〜４Ｄ）は、生体適合性ゲル６２の適切な量（例えば、約１ｍｌ）を含有する。組織片収集後に、注射器６０は、以下に詳細に議論されるように、フィルタ４９によって収集された組織片７１の回復を可能にするために、ハウジング４２内に生体適合性ゲル６２を噴射するために使用される。スタティックミキサーなどの、ミキサー６５（図４Ｂ〜４Ｄ）は、生体適合性ゲル６２及び組織片７１の混合物８０を生成するために、生体適合性ゲル６２とハウジングの内部空間４１から隔離された組織片７１とを受容するようにポート４５に解放可能に結合される。レシーバ７０（図４Ｂ〜４Ｄ）は、ミキサー６５からの混合物８０を受容し、且つ例えば、手術部位に混合物８０を提供するために、ミキサー６５に解放可能に結合される。

操作中に、図１及び図４Ａ〜４Ｄに図示されるように、外科手術用ブレード１０は、骨液組織又は脂肪組織（図１）などの所望される身体的組織と接触する状態に至らせる。操作者は、外科用手術用ブレード１０を使用して、供与部位から所望された量の組織を切断する。真空源９０は、内側管状部材１４の吸引ルーメン１６を通じて、組織収集装置４０へ流体及び切断組織を吸引する。流体及び切断組織の吸引中に、ハウジング４２におけるポート４５は、例えば、バルブ、ストップ、プラグ、又は他の適切な装置４３を使用して閉じられる（図４Ａ）。フィルタ４７は、流体経路から、例えば、約０．６ｍｍから約２．４ｍｍまでの範囲より大きい組織片などの所望されない切断組織を取り除く。フィルタ４７を通過した後で、残りの流体及び切断組織は、例えば、約０．６ｍｍから約１ｍｍまでの範囲より大きい組織片などの、所望されない切断組織を流体経路から取り除くフィルタ４８を通過する。残りの流体及び切断組織は、フィルタ４９を通過し、約０．５ｍｍから約５０μｍまでの範囲より大きい組織片などの、所望されるサイズの組織片７１がフィルタ４９に隔離される、及び／又は保持される。残りの切断組織及び流体は、組織収集装置４０を通過し、収集機器（図示せず）に吸引される。

流体及び切断組織の吸引に続いて、ハウジング４２のインレット４４は、バルブ、ストップ、プラグ、又は他の適切な装置４３ａを使用して閉鎖される。ハウジング４０は、チューブ５０，５２から取り除かれ、レシーバ７０及びスタティックミキサー６５は、例えば、ルアーロック（図示せず）又は他の適切なコネクタ（図４Ｂ）を使用してポート４５に取り付けられる。生体適合性ゲル６２を含有している注射器６０は、例えば、ルアーロック（図示せず）又は他の適切な接続によって、アウトレット４６に結合される。生体適合性ゲル６２は、次いで、フィルタ４９（図４Ｃ）から組織片と混合し、且つ放出するように、フィルタ４９を通じて、ハウジング４０内に噴射される。放出された組織片７１及び生体適合性ゲル６２は、ハウジング４２の内部空間４１を通過し、ポート４５を通じてミキサー６５に強制的に押し出される。ミキサー６５は、生体適合性ゲル６２内に組織片７１の均一な分散を促進するために、組織片７１及び生体適合性ゲル６５を混合し、混合物８０を生成する。該混合物８０は、注射器７０（図４Ｃ〜図４Ｄ）内に流れる。混合物８０の所望される量が注射器７０内に収集されると、操作者は、ミキサー６５から注射器７０を取り除き、且つ注射器７０（図４Ｃ〜４Ｄ）のピストン７０ａを取り付ける。操作者は、次いで、図１に示されるような手術部位などの所望された位置で混合物８０を使用する。または、混合物８０は、組織スキャフォールドに配置されることができ、またさらなる処置のために使用されることができる。

組織採取アセンブリ２００の代替的な実施形態は、図５、図６、及び図７Ａ−７Ｆに図示される。組織採取アセンブリ２００は、組織収集装置１４０と、生体適合性ゲル６２の適切な量（例えば、１ｍｌ）を含有している、例えば注射器などの導入器１６０（図７Ｅ〜７Ｆ）と、を備えている。組織収集装置１４０は、インレット４４及びアウトレット４６を有している略円筒ハウジング１４２を備える。ハウジング１４２は、蓋１４３を備え、該蓋１４３は、例えば、組み合わせねじ（図示せず）、摩擦嵌め、又は他の適切な接続を使用して、ハウジング１４２に解放可能に結合される。

ディスクフィルタ１４７、１４８、及び略円錐台状の構成又はバスケットの構成を有しているフィルタ１４９などの濾過装置は、フィルタ１４７が、インレット４４に近接して、又は隣接して配置され、フィルタ１４９が、アウトレット４６に近接して、又は隣接して配置され、且つフィルタ１４８が、フィルタ１４７とフィルタ１４９との間に配置される状態で、ハウジング１４２内に位置付けられる。特に、フィルタ１４７及びフィルタ１４８は、蓋１４３内に配置され、フィルタ１４９は、例えば、ねじ、摩擦嵌め、又は他の適切な接続を使用して、蓋１４３の下側１４３ａに取り外し可能に取り付けられる。ハウジング１４２は、円筒形ハウジング１４２の内部に関して配置された１つ又は複数の突出リブ１４５（図６）を備える。リブ１４５は、フィルタ１４９を受容し、且つハウジング１４０内に、例えば、摩擦嵌めによって、フィルタ１４９を解放可能に保持するように、構成され、且つ形成される。

フィルタ１４７は、約０．６ｍｍから約２．４ｍｍまでの孔径を有している一組の孔を備え、フィルタ１４８は、約０．６ｍｍから約１ｍｍまでの孔径を有している一組の孔を備え、フィルタ１４９は、約０．５ｍｍから約５０μｍまでの孔径を有している一組の孔を備える。フィルタ１４７及びフィルタ１４８は、より大きな組織片を濾過して取り除き、より小さな組織片が通過することを可能にする。フィルタ１４９は、次いで、所望されるサイズの組織片７１（図７Ｂ）を濾過して取り除き、所望されるサイズの組織片より小さな組織片が通過することを可能にする。２つのフィルタ１４７及びフィルタ１４８が示される一方、組織収集装置１４０は、所望されるサイズの組織片７１を収集するために、フィルタ１４９と併せて使用されるフィルタ１４７及びフィルタ１４８のうちの１つのみを備えることができる。

組織採取アセンブリ２００は、容器内に液密方法でフィルタ１４９を受容するように構成され、且つ形成されたキャビティー１７０ａ（図７Ｃ−７Ｆ）を画定している容器１７０をさらに備える。容器１７０の上部１７０ｂは、以下により詳細に記載されるように、ハウジング１４０の蓋１４３を受容するために、ねじ又は適切な組み合わせ接続とともに構成される。

例えば、注射器などの導入器１６０（図７Ｅ〜７Ｆ）は、適切な量（例えば、約１ｍｌ）の生体適合性ゲル６２を含有する。注射器１６０は、容器１７０内で混合物８０を生成するために、その後、容器１７０から混合物８０を吸引するために、組織片７１と生体適合性ゲル６２を混合するように使用される。

操作中に、図５及び図７Ａ〜７Ｆに図示されるように、外科手術用ブレード１０は、骨液組織又は脂肪組織（図５）などの、所望された身体的組織と接触する状態に至らせる。操作者は、外科手術用ブレード１０を使用して、供与部位から所望される量の組織を切断する。真空源９０は、内側管状部材１４の吸引ルーメン１６を通じて、組織収集装置１４０へ流体及び切断組織を吸引する。吸引中に、流体及び切断組織は、流体経路から、例えば、約０．６ｍｍから約２．４ｍｍまでの範囲より大きい組織片などの所望されない切断組織を取り除くフィルタ１４７を通過する。フィルタ１４７を通過した後、残りの流体及び切断組織は、フィルタ１４８を通過し、該フィルタ１４８は、流体経路から、約０．６ｍｍから約１ｍｍまでの範囲より大きい組織片などの所望されない切断組織を取り除く。残りの流体及び切断組織は、フィルタ１４９を通過し、該フィルタ１４９では、例えば、約０．５ｍｍから約５０μｍの範囲より大きい所望のサイズの組織片７１（図７Ｂ）が、フィルタ１４９に隔離され、且つ保持される。残りの切断組織及び流体は、組織収集装置１４０を通過し、且つ収集機器（図示せず）に吸引される。

流体及び切断組織の吸引に続いて、フィルタ１４７、１４８、及び１４９を含んでいる蓋１４３は、ハウジング１４２から取り除かれ（図７Ｂ）、容器１７０の上部１７０ｂに結合される（図７Ｃ〜７Ｄ）。キャビティー１７０ａは、フィルタ１４９とキャビティー１７０ａとの間で、例えば、摩擦嵌めを介して、液密方法でフィルタ１４９を受容する。フィルタ１４９が容器１７０内に位置付けられると、操作者は、容器１７０から、フィルタ１４７及び１４８を含んでいる蓋１４３を取り除き、容器１７０のキャビティー１７０ａ内にフィルタ１４９が残っている。例えば、フィルタ１４９が、ねじ接続を使用して蓋１４３に結合され、且つ蓋１４３がねじ接続を介して容器１７０に結合される場合に、２組のねじ接続は、蓋１４３が容器１７０から回して外される場合に、フィルタ１４９が蓋１４３から回して外されるように構成されることができる。代替的には、例えば、フィルタ１４９が摩擦嵌めを介して蓋１４３に結合される場合に、次いで、容器１７０のキャビティー１７０ａは、容器からの蓋１４３の除去と同時に、フィルタ１４９を保持するための十分な力を提供するように構成される。

蓋１４３が容器１７０から取り除かれると、操作者は、キャビティー１７０ａ内に生体適合性ゲル６２を噴射するために、注射器１６０を使用する。生体適合性ゲル６２は、組織片及び生体適合性ゲルの混合物８０を形成するように、組織片７１と混合する（図７Ｅ）。混合物８０は、次いで注射器１６０を使用して、容器１７０から吸引される（図７Ｆ）。所望される量の混合物８０が注射器１６０内に収集されると、操作者は、図５に示される手術部位などの、所望された位置で、混合物８０を使用することができ、又は、混合物８０は、組織スキャフォールドに配置されることができ、又はさらなる処理のための供給として使用される。

図８及び図９に図示された代替的な実施形態において、組織収集装置２４０は、インレット２４４及びアウトレット２４６を有しているハウジング２４２を備える。ハウジング２４２内に位置付けられた構成要素は、フィルタ２４７及びフィルタ２４９である。フィルタ２４７は、インレット２４４に隣接して配置され、フィルタ２４９は、アウトレット２４６に隣接して配置される。インレット２４４とアウトレット２４６との間に延在している構成要素は、インレット２４４、アウトレット２４６、フィルタ２４７、及びフィルタ２４９と流動連通している流動管路２５０である。ハウジング２４２は、それぞれ、管路２５２ａ及び２５４ａを介して流動管路２５０と流動連通しているポート２５２及びポート２５４をさらに備える。流動管路２５０及び管路２５２ａと、流動管路２５０及び管路２５４ａとの交差部は、それぞれ三方弁２５６、２５８であり、該三方弁２５６、２５８は、以下に詳細に記載されるように、インレット２４４とアウトレット２４６との間の流体及び組織又は細胞の流れ、又はポート２５２とポート２５４との間のゲル、ゲル及び組織又は細胞の混合物の流れを制御する。

図８及び図９に示された実施形態において、フィルタ２４７は、孔径より小さい組織片がフィルタ２４７を通過することを可能にするように、約０．６ｍｍから約２．４ｍｍまでの範囲における１組の孔を備え、フィルタ２４９は、フィルタ２４９で約５０μｍより大きい組織片を捕獲するために、約５０μｍから約０．５ｍｍの範囲の孔径を有している１組の孔を備える。

操作中に、操作者は、上述のように、外科手術用ブレード１０を使用して、所望な量の組織を供与部位から切断し、流体及び切断組織は、インレット２４４を介して、組織収集装置２４０を通じて吸引される。流体及び切断組織の吸引中に、ポート２５２及びポート２５４は、三方弁２５６及び三方弁２５８によって流体の流れを閉鎖される。フィルタ２４７は、流体経路から、約０．６ｍｍから約２．４ｍｍまでの範囲より大きい範囲における組織片などの所望されない切断組織を取り除く。フィルタ２４７を通過した後で、流体及び切断組織は、流動管路２５０を通過し、且つフィルタ２４９を通過し、該フィルタ２４９では、約０．５ｍｍから約５０μｍまでの範囲より大きい組織片などの、所望されたサイズの組織片が隔離され、及び／又はフィルタ２４９に保持される。残りの切断組織及び流量は、組織収集装置２４０を通過し、収集機器（図示せず）に吸引される。

流体及び切断組織の吸引に続いて、ハウジング２４２のインレット２４４は、流体の流れに対して閉じられ、ポート２５２は、例えば三方弁２５６を使用して流体の流れに対して開かれる。そうでなければ、ハウジング２４２のアウトレット２４６は、流体の流れに対して閉じられ、ポート２５４は、例えば、三方弁２５８を使用して、流体の流れに対して開かれる。上記で議論された、レシーバ７０及びオプションであるスタティックミキサー６５は、次いでポート２５２に取り付けられることができる。生体適合性ゲル６２を含有している注射器６０は、次いで、ポート２５４に結合され、生体適合性ゲル６２は、フィルタ２４９から組織片（図示せず）と混合し、且つ放出するように、フィルタ２４９を通じて、ハウジング２４０内に噴射される。噴射された組織片及び生体適合性ゲル６２は、流動管路２５０を通過し、ポート２５２を通じて、例えば、ミキサー６５に押し出され、上述のようにレシーバ７０内に強制的に押し出される。

上述された外科手術用ブレードと併せて使用されることに追加して、組織収集装置４０、１４０、及び２４０のそれぞれは、他の方法によって生体適合構成要素を装填される。例えば、体外で培養された細胞ペレットは、組織収集装置４０、１４０、及び２４０の１つを通じて（例えば、真空源を使用して）吸引され、次いで、上述された方法で、生体適合性ゲルと混合される。

本願開示の複数の実施形態は、記載される。それにもかかわらず、様々な改良は、本願開示の精神及び技術的範囲から逸脱することなく、なされることができることは、理解されるであろう。例えば、組織収集装置４０、１４０、２４０は、柔軟性を有するチューブ５０を介して、外科手術用ブレード１０に結合されるように記載される一方、組織収集装置４０、１４０、２４０は、例えば、外科手術用ブレード１０のポート２４（図１及び図５に見られる）に直接的に結合されることができる。

さらに、組織収集装置４０、１４０、２４０が略円筒形状のハウジング４２、１４２、及び２４２を含むように記載されるけれども、ハウジング４２、１４２、及び２４２は、任意の適切な形状とされることができる。さらに、注射器６０、１６０が約１ｍｌの生体適合性ゲル６２を含有するように記載されるけれども、注射器６０、１６０が、治療されるべき欠損のサイズに依存して、より多い、又はより少ない生体適合性ゲル６２を含有することができる。

さらに、生体適合性ゲル６２における組織片７１のより均一な分散を促進するために、組織収集装置４０とともにスタティックミキサーを使用することよりもむしろ、生体適合性ゲル６２及び組織片７１の混合物８０は、ハウジング４２の内部空間４１内に単に実現されることができ、注射器７０は、ハウジング４２の内部空間４１から直接的に混合物８０を受容するようにポート４５に直接的に結合されることができる。さらに、容器１７０などの、別個の容器内に生体適合性ゲル及び組織片を混合することよりもむしろ、組織収集装置１４０のアウトレット４６は、塞がれる、又は密封され、生体適合性ゲル６２及び組織片７１の混合物８２は、組織収集装置１４０において直接的に実現されることができる。

さらに、濾過装置がディスク形状のフィルタ又はバスケット形状のフィルタのいずれかと記載されるけれども、任意の数の可能な幾何学形状を有している他の適切な濾過装置は、採用されることができる。そのような例は、例えば、方形、円筒形、管状、又は丸みを帯びた幾何学形状を有している、有核細胞、マイクロファイバ、管状ファイバ、又は中空ファイバからなる濾過装置を備える。さらに、組織、流体、又は他の外科手術材料の関連した構成物のいずれかと接触する任意の濾過表面は、無菌であり、又は容易に滅菌されることができる。

この開示の目的のために、注入可能な生体適合性ゲル６２は、任意の適切な生体適合性ゲル又は合成ゲルを備えることができる。例えば、ゲルは、ヒアルロン酸、アルギン酸、架橋アルギン酸、コラーゲン、フィブリングルー、フィブリンクロット、ポリイソプロピルアクリルアミド、アガロース、キチン質、多糖類、ポリ（オキシアルキレン）、ポリエチレンオキシド‐ポリプロピレンオキシドの重合体、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、的リゲル、又はそれらの混合物を備えることができる。

本願名査所に記載された機器及びシステムが、γ線照射、エチレンオキシド、ホルマリン、過酸化水素、又は次亜塩素酸ナトリウムなどの滅菌により再使用されることができるけれども、本願明細書に記載される装置及びシステムは、使い捨て可能であることを考慮される。本願明細書で議論されたフィルタ及び注射器は、商業的に得られることができる。特定の実施形態において、機器及び構成要素は、プラスチック、金属、又は他の適切な材料とされることができる。

管状コネクタ２９（図２）が、チャンバー２６を介して内側管状部材１４の吸引ルーメンと連通するというよりむしろ、管状コネクタ２９は、内側管状部材１４に直接的に結合されることができる。管状コネクタ２９は、接着剤、溶接、又は圧入を含む任意の適切な接続の形態を使用して、側部ポート２４に結合され、あるいは、管状コネクタ２９は、ハブ２２とともに１つの部材として形成されることができる。本願明細書に記載された管状コネクタは、プラスチック、金属、又は任意の他の適切な材料から形成されることができる。

さらに、組織採取アセンブリが、柔らかい組織などの身体的組織を切断する、又は切除するように使用される外科手術用ブレード１０を含むように記載されるけれども、組織採取アセンブリは、例えば、骨組織などの、身体的組織を取り除くために、キュレット又はバーを含む機器を備えることができる。

従って、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲の技術的範囲内に存在する。

１０外科手術用ブレード
１２伸張外側非回転管状部材
１２ａ近位端
１２ｂ遠位端
１４伸張内側回転管状部材
１４ａ遠位端
１５開口部
１６吸引ルーメン
２０ハンドピース
２２ハブ
２４側部ポート
２６チャンバー
２８側壁
２９管状コネクタ
４０組織収集装置
４１開口部（内部開口部）
４２ハウジング
４３バルブ、ストップ、プラグ、又は他の適切な装置
４３ａバルブ、ストップ、プラグ、又は他の適切な装置
４４インレット
４５開口部（ポート）
４６アウトレット
４７フィルタ
４８フィルタ
４９フィルタ
６０導入器
６５ミキサー
７０注射器
７０ａピストン
７１組織片
１００組織採取アセンブリ
１４０組織収集装置
１４２ハウジング
１４３蓋
１４７フィルタ
１４８フィルタ
１４９フィルタ
１６０導入器
２００組織採取アセンブリ
２４０組織採取装置
２４４インレット
２４６アウトレット
２４７フィルタ
２４９フィルタ
２５０流動経路
２５２ポート
２５４ポート
２５６三方弁
２５８三方弁
Ｌ長手方向軸
Ｔ身体的組織

Claims

組織を収集するための機器であって、
インレット（４４）及びアウトレット（４６）を画定しているハウジング（４２）と、
前記ハウジング（４２）内に配置された第１のフィルタ（４７）と、
前記ハウジング（４２）内に配置された第２のフィルタ（４９）であって、前記ハウジングを通じて作用された吸引力の作用下で、前記第１のフィルタ（４７）を通過する所望されたサイズの組織片（７１）を隔離するように構成された第２のフィルタ（４７）と、
を備え、
前記機器は、ゲル形成材料（６２）を備えるように構成された導入器（６０）をさらに備え、前記ハウジングの前記内部空間内に前記ゲル形成材料を導入するように、前記ハウジングの前記アウトレットに結合されるように構成され、
それによって、使用時に、前記ゲル形成材料が前記第２のフィルタを通過し、前記第２のフィルタに収集された、隔離された組織片を取り除き、前記ゲル形成材料及び前記隔離された組織片が、前記ハウジングの前記内部空間内に収集することを特徴とする機器。
前記第１のフィルタ（４７）は、０．６ｍｍから２．４ｍｍまでの孔径を有している複数の孔を備え、前記第２のフィルタ（４９）は、０．５ｍｍから５０μｍまでの孔径を有している複数の孔を備えることを特徴とする請求項１に記載の機器。
前記機器は、前記第１のフィルタ（４７）と前記第２のフィルタ（４９）との間で前記ハウジング内に配置された第３のフィルタ（４８）をさらに備え、前記第２のフィルタ（４９）は、前記ハウジングを通じて作用された吸引力の作用下で、前記第１のフィルタ（４７）及び前記第３のフィルタ（４８）を通過する所望されたサイズの組織片（７１）を隔離するように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の機器。
前記第３のフィルタ（４８）は、０．６ｍｍから１ｍｍまでの孔径を有している複数の孔を備えることを特徴とする請求項３に記載の機器。
前記ハウジング（４２）内に配置された前記第１のフィルタ（４７）及び前記第２のフィルタ（４９）は、前記ハウジング内に内部空間（４１）を画定し、前記機器は、前記ハウジング内に配置され、且つ前記ハウジング内に画定された前記内部空間（４１）と流動連通する、ポート（４５）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の機器。
前記機器は、ミキサー（６５）及びレシーバ（７０）をさらに備え、前記ミキサー及びレシーバは、前記ハウジングの前記内部空間から前記ゲル形成材料（６２）及び前記隔離された組織片（７１）を受容するように、前記ポート（４５）に解放可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の機器。
前記ハウジングは、取り外し可能な蓋を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の機器。
前記第１のフィルタは、前記蓋内に配置されることを特徴とする請求項７に記載の機器。
前記第３のフィルタは、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間で、前記蓋内に配置されることを特徴とする請求項７又は８に記載の機器。
前記第２のフィルタは、バスケット状のメッシュを備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の機器。
前記第２のフィルタは、略円錐台状の構成を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の機器。
前記第２のフィルタは、前記ハウジングに解放可能に結合されることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の機器。
前記第２のフィルタは、前記蓋に解放可能に結合されることを特徴とする請求項１２に記載の機器。
前記機器は、前記ハウジングからの前記第２のフィルタの除去の場合に、前記容器内に前記第２のフィルタを受容するように形成された容器をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の機器。
前記インレットが、外科手術用ブレードと流体連通することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の機器。
前記アウトレットは、吸引源と流体連通することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の機器。
前記機器は、前記ハウジングの前記内部空間における流動管路をさらに備え、前記流動管路は、前記インレット及び前記アウトレットと流動連通することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の機器。
前記機器は、前記ハウジング内に配置された第２のポートを備え、前記第１のポート及び前記第２のポートは、前記流動管路と流動連通することを特徴とする請求項１７に記載の機器。
前記機器は、第１のバルブ及び第２のバルブをさらに備え、前記第１のバルブ及び前記第２のバルブは、前記インレットと前記アウトレットと前記第１のポートと前記第２のポートとの間で、流体の流れの選択的制御を可能にするように構成されることを特徴とする請求項１８に記載の機器。