JP5490690B2 - 組織の修復又は再生のための複合装置 - Google Patents

Description

開示の内容

〔発明の背景〕
〔技術分野〕
本発明は、組織を修復及び／又は再生するための組織工学スカフォールドに関する。具体的には、本発明は、組織工学スカフォールド、並びにアニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを含む複合装置に関する。

〔背景技術〕
創傷治癒に有用な組織工学スカフォールドは当該技術分野において既知である。これらのスカフォールドは、基材を提供して、細胞の内方成長を支持するが、これらは細胞の内方成長を誘導する最適な刺激を提供できない。

創傷は、正常な解剖学的構造及び機能の崩壊として定義され、これは内部に（皮膚の下に）又は外部に（皮膚表面上に）存在し得る。創傷は、その基礎病理に加えて、場所及び持続時間（急性対慢性）も変動する。

急性創傷は、米国及び西欧で毎年発生する２０億の創傷のおよそ１０分の１に相当する。急性創傷は、典型的には、体の正常な治癒反応を通じて治癒する。急性創傷としては、形成外科的、美容外科的、又は再建手術によるもののような外科創傷、腫瘍の除去又は他の外科的切除後に現れる空隙のような、軟組織欠損、及び皮膚の状態から生じる創傷、及び外傷が挙げられる。

慢性創傷は、毎年発生する２０億の創傷のうちおよそ７〜８００万に相当する。慢性創傷は、損傷を受けた組織を破壊し、同時に新たな組織を形成する正常な修復プロセスが崩壊するため、治癒しない。慢性創傷は、閉鎖への進行が遅れ、数ヶ月から数年にわたって開いたままの状態である恐れがあり、頻繁に再発する。慢性創傷の深さは、分層又は全層のいずれかであり、種々の病理学的結果から生じる場合がある。慢性創傷としては、糖尿病性潰瘍、褥瘡、静脈又は動脈潰瘍、治癒していない外科創傷、及び皮膚癌、火傷等から生じる創傷が挙げられる。

慢性創傷を治療するための種々の療法が記載されている。１つのアプローチは、組織工学スカフォールドを単独で使用することを含む。組織工学スカフォールドは、織物、編物、組みひも、穿孔フィルム、メッシュ、不織布及び発泡体のような種々の形態で提供される。組織工学用スカフォールドは、構造及び形状を提供し、組織の発達を導き、また、細胞を接着、増殖及び分化させるために利用される。定義により、組織工学スカフォールドは、細胞及び組織が増殖し、栄養素及び老廃物を移送することを可能にする、３次元の高度に多孔質の構造である。いったん新たに形成された組織が空隙をふさぐと、スカフォールドは最低限の組織反応とともに自然に分解することが望ましい。生分解プロセスは、酵素切断、表面侵食、又は加水分解的切断により生じる場合がある。

別のアプローチは、創傷に接触し、新たな組織の形成を促進するよう設計された、材料及び装置を含む。このような装置の１つは、商品名プロモグラン（PROMOGRAN）（エチコン（Ethicon, Inc.）、ニュージャージー州、サマービル（Somerville））として販売されている、５５／４５ｗ／ｗ％のコラーゲン／酸化再生セルロース（コラーゲン／ＯＲＣ）マトリックスである。細胞を創傷の欠損部に誘導することに加えて、プロモグランの成功は、多数の要因、最も明白には、プロテアーゼ、酸素フリーラジカル及び過剰な金属イオンのような、慢性創傷の特徴である分解因子を不活性化する能力に起因しうるものである。更に、コラーゲン／ＯＲＣは、成長因子を捕捉し、それを徐々に創傷に送り返し、ヒト皮膚線維芽細胞の増殖及びヒト皮膚線維芽細胞の細胞遊走を促進する能力を示す。コラーゲン／ＯＲＣは、慢性創傷において細胞の内方成長を促進するが、細胞の接着及び増殖のための持続する構造的支持体は全く提供しない。

近年、ズルオフ−シャニ（Zuloff-Shani），Ａ．、カヘル（Kachel），Ｅ．、フレンケル（Frenkel），Ｏ．、オレンステイン（Orenstein），Ａ．、シナー（Shinar），Ｅ．、ダノン（Danon），Ｄ．、「抵抗性ヒト潰瘍の治療のための血液単位から調製されるマクロファージ懸濁液（Macrophage suspensions prepared from a blood unit for treatment of refractory human ulcers）」、Ｔｒａｎｓｆｕｓ Ａｐｈｅｒ Ｓｃｉ，２００４年４月、３０巻（２）１６３〜７頁；フレンケル（Frenkel），Ｏ．、シャニ（Shani），Ｅ．、ベン−バサット（Ben-Bassat），Ｉ．、ブロック−シモーニ（Brok-Simoni），Ｆ．、ロゼンフェルド−グラノット（Rozenfeld-Granot），Ｇ．、カジャカロ（Kajakaro），Ｇ．、レハビ（Rehavi），Ｇ．、アマリグリオ（Amariglio），Ｎ．、シナー（Shinar），Ｉ．、ダノン（Danon），Ｄ．、「皮膚潰瘍を治療するための活性化マクロファージ：低浸透圧ショック後ヒト単球における遺伝子発現（Activated macrophages for treating skin ulceration: gene expression in human monocytes after hypo-osmotic shock）」、Ｃｌｉｎ Ｅｘｐ Ｉｍｍｕｎｏｌ．２００２年４月１２８巻（１）；ダノン（Danon），Ｄ．、マジャー（Madjar），Ｊ．、エディノブ（Edinov），Ｅ．、クニシンスキー（Knyszynski），Ａ．、ブリル（Brill），Ｓ．、ダイアマンシュテイン（Diamantshtein），Ｌ．、シナー（Shinar），Ｅ．、「血液単位から調製したマクロファージの適用によるヒト潰瘍の治療（Treatment of human ulcers by application of macrophages prepared from a blood unit）」、Ｅｘｐ Ｇｅｒｏｎｔｏｌ １９９７年１１月〜１２月；３２巻（６）、６３３〜４１頁；ダノン（Danon），Ｄ．、フレンケル（Frenkel），Ｏ．、ダイアマンドステイン（Diamandstein），Ｌ．、ウィンドラー（Windler），Ｅ．、オレンスタイン（Orenstein），Ａ．、「対麻痺における褥瘡のマクロファージ治療（Macrophage treatment of pressure sores in paraplegia）」、Ｊ Ｗｏｕｎｄ Ｃａｒｅ １９９８年６月７巻（６）２８１〜３頁のような、いくつかの臨床研究が、非治癒創傷の刺激を補助するために外因性活性化マクロファージ懸濁液の添加が有用であることを示した。この臨床的に有益な治療の作用機序は、重要な分泌細胞及び重要な食作用のドライバーの両方として、マクロファージの二元的役割に起因する可能性が最も高い。多くの慢性創傷は、感染に関連する閉鎖を遅らせるため、活性化マクロファージの存在が増加することは、慢性創傷の治癒において有益である。分泌細胞としてのマクロファージは、細胞遊走、脈管形成、細胞外マトリクスの堆積、及び上皮化を強化することにより、創傷治癒カスケードを開始させ、増強する。活性化マクロファージはまた、種々のサイトカイン、血小板由来成長因子−ｂｂ、インスリン様成長因子、上皮成長因子に加えて、創傷治癒反応を促進することが十分立証されている、トランスホーミング増殖因子アルファ及びベータを産生することが知られている。

〔発明の概要〕
〔発明が解決しようとする課題〕
細胞の内方成長に対する刺激、並びに、細胞遊走及び増殖のための持続した構造的支持体を提供する慢性創傷療法に対する必要性が依然として存在している。

〔課題を解決するための手段〕
組織工学スカフォールド、並びにアニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを含む複合装置、並びにその使用を開示する。具体的には、組織工学スカフォールドは、生体適合性の生分解性ポリマーを含む多孔質布又は発泡体であり、該アニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングは、５５／４５コラーゲン／酸化再生セルロース（コラーゲン／ＯＲＣ）マトリックスである。本発明はまた、１つ又はそれ以上の滅菌複合装置を含む、キットを目的とする。

組織工学スカフォールド、並びにアニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを含む複合装置を開示する。スカフォールドはコーティングされる、すなわち、スカフォールドの表面は、アニオン性多糖類／構造タンパク質を含む層又はフィルム組成物で、完全に又は部分的に覆われる。好ましい実施形態では、複合装置は、組織又は創傷における活性化マクロファージの存在を増加させることができる。この増加は、治療されていない組織若しくは創傷で一般的に見られる活性化マクロファージの存在、並びに／又は、ａ）本明細書に記載のようにコーティングされていない、本明細書に記載のようなスカフォールド、及びｂ）このようなスカフォールドの非存在下におけるアニオン性多糖類／構造タンパク質を含む組成物、のうち１つで治療された組織若しくは創傷で見られる活性化マクロファージの存在に関連する可能性がある。

組織工学スカフォールドは、生体適合性ポリマーから調製される。組織工学スカフォールドの調製に用いられる生体適合性ポリマーはまた、生分解性でもある。生分解性ポリマーは、体内組織に曝露されたとき徐々に崩壊する。典型的には、ポリマーは分解し、体内に吸収される、又は体を通過する。それ故、生分解されたポリマーは、長期にわたり異物反応を誘発しない。当業者は、いくつかの要因に応じた、組織工学スカフォールドを形成するための好適な材料の選択を理解するであろう。これらの要因としては、スカフォールドの形態、インビボでの機械的性能、細胞接着、増殖、遊走及び分化の観点における物質への細胞応答、生体適合性、並びに所望により生分解速度が挙げられる。他の関連する要因としては、化学組成、構成物質の空間的分布、ポリマーの分子量、及び結晶化度が挙げられる。

好ましくは、組織工学スカフォールドは、脂肪族ポリエステル、ポリ（アミノ酸）、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、ポリ（イミノカーボネート）、ポリオルソエステル、ポリオキサエステル、ポリアミドエステル、アミン基を含有するポリオキサエステル、ポリ（アンヒドリド）、ポリホスファゼン、生体分子及びこれらのブレンドからなる群から選択される、生体適合性の生分解性ポリマーから調製される。

より好ましくは、組織工学スカフォールドは、脂肪族ポリエステルから調製される。好ましい脂肪族ポリエステルは、ラクチド（乳酸、Ｄ−、Ｌ−及びメソラクチドを含む）、グリコリド（グリコール酸を含む）、イプシロン−カプロラクトン、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、デルタ−バレロラクトン、ベータ−ブチロラクトン、ガンマ−ブチロラクトン、イプシロン−デカラクトン、ヒドロキシブチレート（繰り返し単位）、ヒドロキシバレレート（繰り返し単位）、１，４−ジオキセパン−２−オン（その二量体１，５，８，１２−テトラオキサシクロテトラデカン−７，１４−ジオンを含む）、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、ピバロラクトン、アルファ，アルファ−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、及びこれらのポリマーブレンドのホモポリマー及びコポリマーからなる群から選択される。ポリ（グリコール酸−コ−乳酸）の生体適合性の生分解性ポリマーもまた好ましい。この種のポリマーの市販の例は、ビクリル（VICRYL）（ポリグラクチン（polyglactin）９１０縫合糸、エチコン（Ethicon, Inc.）、ニュージャージー州、サマービル（Somerville））である。より好ましくは、スカフォールドは、グリコリドのラクチドに対するモル比が約７０：３０である、グリコリドとラクチドのコポリマーである。この実施形態では、比は、より好ましくは８０：２０、最も好ましくは９０：１０である。

組織工学スカフォールドは、スポンジ、発泡体、穿孔フィルム、並びに、織物、編物、組みひも、メッシュ、及び不織布のような布地の形態であってよい。組織スカフォールドの変数としては、気孔率又は密度のいずれか、並びにスカフォールドの厚さ及び寸法が挙げられる。スカフォールドの気孔率又は密度は、細胞の内方成長、接着、及び増殖を支持するようなものであるべきである。所望のスカフォールドの厚さ及び寸法は、創傷の深さ及び面積に依存してよい。好ましくは、組織工学スカフォールドは、細胞の接着及び増殖のための持続した構造的支持体を提供する。例えば、組織工学スカフォールドは、複合装置の移植後少なくとも７日間存在し得る。しかしながら、スカフォールドは、生分解性であるため、体内に持続的に又は永久にとどまることは意図していない。

１つの実施形態では、組織工学スカフォールドは、織物、編物、組みひも、メッシュ、及び不織布が挙げられるが、これらに限定されない布地構造である。布地構造の製造に用いられる繊維は、単一フィラメント、紡績糸、より糸、組みひも又は繊維束であってよい。また、繊維を形成するフィラメントは、鞘／芯構成を有するフィラメントを製造するために共押出してもよい。このようなフィラメントは、別の生分解性ポリマーから構成される１つ又はそれ以上の芯を取り囲む、生分解性ポリマーの鞘から構成することができる。吸収の遅い芯を取り囲む吸収の速い鞘を有するフィラメントは、組織の内方成長を長期間支持することが必要な場合に望ましいことがある。布地構造を製造するために用いられる繊維は、上記のような生体適合性の生分解性ポリマーから構成されてよい。

この実施形態では、組織工学スカフォールドは、布のような不織布材料が好ましい。上記のような繊維は、標準的な布地加工を用いて不織布材料になる。不織布は、紡糸、織り又は編みを含む加工により製造された、紡績糸、スクリム、網又はフィラメントから調製してよい。紡績糸、スクリム、網及び／又はフィラメントは、けん縮されて、互いのもつれを強化してよい。このようなけん縮された紡績糸、スクリム、網及び／又はフィラメントは、次いで、もつれるのに十分長い短繊維に切断してよい。短繊維は、カード加工されて、不織布バットを作製してよく、このバットをニードルパンチ又はカレンダ加工してもよい。更に、短繊維をよじってもよく、又はパイル加工してもよい。不織布の製造に既知である他の方法を用いてよく、それらはエアレイイング、湿式形成及びステッチボンディングのような加工が挙げられる。このような手順は、一般的に、両方ともその全文が本明細書に参照することにより組み込まれる、ポリマー科学及び工学百科事典（Encyclopedia of Polymer Science and Engineering）１０巻２０４〜２５３頁１９８７年、及び、アルビン・ターバンク（Albin Turbank）による不織布概論（Introduction to Nonwovens）（タッピ・プレス（Tappi Press）、ジョージア州、アトランタ（Atlanta）１９９９年）で論じられている。不織布スカフォールドの密度は、好ましくは、３０〜９０ミリグラム／立方センチメートルである。不織布スカフォールドの厚さは、好ましくは、約０．２ｍｍ〜約２．２ｍｍである。より好ましくは、不織布の厚さは、約０．５ｍｍ〜約１．２ｍｍの範囲であってよい。

別の実施形態では、組織工学スカフォールドは発泡体である。発泡体である組織工学スカフォールドは、生体適合性の生分解性エラストマーコポリマーから調製される。エラストマーコポリマーは、室温で、元の長さの少なくとも約２倍に繰り返し伸びることができ、応力が解放されると、およそ元の長さに戻る材料である。好適な生体適合性の生分解性エラストマーコポリマーとしては、イプシロン−カプロラクトン及びグリコリドのエラストマーコポリマー（好ましくは、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比は約３０：７０〜約７０：３０であり、より好ましくは約３５：６５〜約６５：３５である）；イプシロン−カプロラクトン及びＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、これらのブレンド又は乳酸コポリマーを含むラクチドのエラストマーコポリマー（好ましくは、イプシロン−カプロラクトンのラクチドに対するモル比は約３５：６５〜約６５：３５であり、より好ましくは約３０：７０〜約４５：５５である）；ｐ−ジオキサノン（１，４−ジオキサン−２−オン）並びにＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド及び乳酸を含むラクチドのエラストマーコポリマー（好ましくは、ｐ−ジオキサノンのラクチドに対するモル比は約４０：６０〜約６０：４０である）；イプシロン−カプロラクトン及びｐ−ジオキサノンのエラストマーコポリマー（好ましくは、イプシロン−カプロラクトンのｐ−ジオキサノンに対するモル比は約３０：７０〜約７０：３０である）；ｐ−ジオキサノン及びトリメチレンカーボネートのエラストマーコポリマー（好ましくは、ｐ−ジオキサノンのトリメチレンカーボネートに対するモル比は約３０：７０〜約７０：３０である）；トリメチレンカーボネート及びグリコリドのエラストマーコポリマー（好ましくは、トリメチレンカーボネートのグリコリドに対するモル比は約３０：７０〜約７０：３０である）；トリメチレンカーボネート及びＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、これらのブレンド又は乳酸コポリマーを含むラクチドのエラストマーコポリマー（好ましくは、トリメチレンカーボネートのラクチドに対するモル比は約３０：７０〜約７０：３０である）；並びにこれらのブレンドが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、エラストマーコポリマーは、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比が約３０：７０〜約７０：３０である、イプシロン−カプロラクトン及びグリコリドのエラストマーコポリマーである。より好ましくは、モル比は約３５：６５〜約６５：３５である。最も好ましくは、エラストマーコポリマーは、約３５：６５のポリ（イプシロン−カプロラクトン−コ−グリコリド）である。

発泡体は、凍結乾燥、超臨界溶媒発泡（すなわち、欧州特許第４６４，１６３Ｂ１号に記載のような）、ガス圧入押出成形、ガス射出成形、又は抽出可能な材料（すなわち、塩、糖、又は当業者に既知である任意の他の手段）とともに鋳込成形のような加工により調製できる。発泡体は、参照することによりその全文が本明細書に組み込まれる、米国特許第６，７１２，８５０Ｂ２号の実施例２に記載のように凍結乾燥により調製できる。一般に、ポリマー溶液を調製し、型に流し込む。型を次いで、溶液を凍結させ、真空乾燥し、それにより昇華で溶媒を除去する及び／又はポリマー発泡体になるものを乾燥させる、凍結乾燥機に移す。好ましくは、発泡体スカフォールドの気孔率は、９０体積％を超える。発泡体スカフォールドの厚さは、好ましくは、約０．２５ｍｍ〜約０．７５ｍｍである。より好ましくは、発泡体の厚さは約０．４ｍｍ〜約０．６ｍｍである。

アニオン性多糖類としては、ムコ多糖類及びポリカルボキシレートが挙げられるが、これらに限定されない。ムコ多糖類の例としては、ヘパリン、ヒアルロン酸、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、並びにこれらの断片及び塩が挙げられる。ポリカルボキシレートの例としては、アルギン酸又は酸化再生セルロースのような酸化セルロースが挙げられる。好ましくは、アニオン性多糖類は、アルギン酸又は酸化セルロースのようなポリカルボキシレートである。酸化セルロースは、例えば四酸化二窒素でセルロースを酸化することにより製造される任意の材料である。このような酸化は、部分的に又は完全に、多糖類残基上の第一級アルコール基を、カルボン酸基に変換して、セルロース鎖内にウロン酸残基を形成する。酸化は、一般に、完全な選択性では進まないが、結果として炭素２及び３のヒドロキシル基は時折ケト形に変換される。これらのケト単位は、ｐＨ７以上で、ラクトンの形成及び糖環開裂を介してポリマーの分解を開始する、アルカリラベル結合（alkali label link）を導入する。好ましくは、酸化セルロースは、５０，０００超の平均分子量を有し、生理学的条件下で生分解性及び生体吸収性である。好ましくは、酸化セルロースは中和されない。しかしながら、本発明は、欧州特許第０４３７０９５Ｂ１号に記載のように、部分的に又は完全に中和された材料の使用を包含する。

より好ましくは、アニオン性多糖類は、酸化再生セルロール（ＯＲＣ）である。ＯＲＣは、レーヨンのような再生セルロールの酸化により調製できる。ＯＲＣの例は、市販の止血用製品、サージセル（SURGICEL）（ジョンソン＆ジョンソン・メディカル（Johnson & Johnson Medical, Inc.）の登録商標）である。この製品は、編まれたレーヨン材料の酸化により製造される。ＯＲＣはまた、インターシード（INTERCEED）（ジョンソン＆ジョンソン・メディカル（Johnson & Johnson Medical, Inc.）の登録商標）としても市販されており、これは腹部手術で術後癒着の程度を低減することが示されているＯＲＣ布地製品である。ＯＲＣの有用な形態としては、繊維粒子又は粉末粒子のような粒子が挙げられる。具体的には、ＯＲＣ繊維は、例えば、上記のようなＯＲＣ布地を粉砕することにより得られる。粉砕されたＯＲＣ繊維は、長さ約０．５〜約１．５ミリメートルである。

構造タンパク質としては、コラーゲン、フィブリン、フィブロネクチン又はラミニンが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、構造タンパク質は、天然及び組み換えコラーゲンの既知の種類を含む、コラーゲンである。組み換えコラーゲンを用いる場合、任意の既知の種類のヒト組み換えコラーゲンが好ましい。

複合装置は、アニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを含む。構造タンパク質とアニオン性多糖類との間の特定の複合体は、米国特許第４６１４７９４Ａ号及び英国特許第２３１４８４２Ａ号に記載されている。本明細書に記載のようなアニオン性多糖類／構造タンパク質は、スカフォールドの表面上のフィルム又は層である。コーティングは、スカフォールドの表面を部分的に又は完全に覆うことができる。したがって、コーティングは、スカフォールド全体上の連続フィルム若しくは層であってよく、又は、スカフォールドの特定の領域若しくは区域におけるスカフォールド表面上のフィルム若しくは層であってもよい。コーティングは、多次元スカフォールドの片側に主に存在してよい。あるいは、コーティングは、多次元スカフォールドの全ての面上に存在してもよい。好ましくは、コーティングは、孔、間質腔、チャネル、開口部、空洞又は空隙を含んでよい、スカフォールドの表面領域の実質的に全てに浸透する又は覆う。コーティングの厚さは変動することができる。２つ以上のコーティングがスカフォールド上に存在する場合がある。更に、コーティングは、全体の領域にわたって均一な厚さを有してよく、又は厚さは変動してもよい。好ましくは、アニオン性多糖類／構造タンパク質の、アニオン性多糖類の、構造タンパク質に対するモル比は、約１０：９０〜約９０：１０である。

別の実施形態では、滅菌された複合装置を含む、キットを開示する。好ましくは、キットは１つ又はそれ以上の滅菌パッケージを含み、そのそれぞれが滅菌複合装置を収容する。最も好ましくは、キットは１つ又はそれ以上のパッケージを含み、そのそれぞれが１を超える滅菌複合装置を収容する。単一のパッケージに収容された複合装置は、任意の形態、形状又は大きさを有することができ、例えば任意の形状又は大きさに変化する発泡体、スポンジ、フィルム又は布地であってよい。治療されるべき創傷の大きさと比べて比較的小さな大きさの複合装置を収容するパッケージは、創傷に適合するように装置の形状又は大きさを修正することなく、適正な量の材料で創傷を治療するのに便利である。

また、ａ）創傷を１つ又はそれ以上の複合装置に接触させることであって、前記装置が、アニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを有する生体適合性の生分解性組織工学スカフォールドを含む、創傷を接触させることと、ｂ）前記装置及び前記創傷を互いに接触した状態に保つことと、ｃ）前記創傷を覆うか又は閉じることと、を含み、前記創傷が治療される、創傷の治療方法を開示する。創傷は、創傷の縁部をふさぐ又は機械的につなぐことができる任意の手段により閉じられる。あるいは、創傷を、単純に、任意の適切な遮蔽物、フィルム、包帯、軟膏又は膏薬で覆ってもよい。本明細書に記載のように、創傷は、組織の連続性の任意の遮断を含む場合がある。好ましくは、組織は皮膚である。より好ましくは、創傷は慢性創傷である。慢性創傷としては、糖尿病性潰瘍、褥瘡、静脈又は動脈潰瘍、治癒していない外科創傷、及び皮膚癌、火傷等から生じる創傷が挙げられる。治療すべき創傷は、本発明の１つ又はそれ以上の複合装置と接触する。創傷及び装置は、接触した状態に保たれる。

更に別の実施形態では、本発明は、ａ）アニオン性多糖類／構造タンパク質を含む組成物を提供することと、ｂ）生体適合性の生分解性組織工学スカフォールドを、前記アニオン性多糖類／構造タンパク質と接触させることと、ｃ）前記接触させることｂ）の前記スカフォールドを、約０℃未満の温度に曝露することと、を含む、創傷の治療用複合装置を製造する方法を目的とし、生体適合性の生分解性組織工学スカフォールド及びアニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを含む複合装置を調製する。前記ａ）の組成物は、スラリー、混合物、エマルション又は溶液の形態であってよい。前記ｂ）の生体適合性の生分解性組織工学スカフォールドは、任意の大きさ又は形状であってよい。好ましくは、前記ｂ）で提供されるスカフォールドは、種々の大きさ、形状及び深さの創傷を治療するのに便利な形状及び大きさである。また、装置の大きさ及び形状は、必要に応じて、前記ｃ）後に修正することができる。装置は、当該技術分野において既知である任意の方法により滅菌することができる。

複合装置は、実施例１により詳細に説明する以下の方法により調製できる。コラーゲン／ＯＲＣスラリーは、まず酢酸にコラーゲンを溶解させ、次いでＯＲＣ繊維を溶液に添加することにより調製される。混合物をブレンダー内で均質化し、次いで真空オーブンに入れ、脱気する。脱気されたコラーゲン／ＯＲＣ混合物を、型に注ぎ入れる。組織工学スカフォールドを、本明細書に記載のように、スラリーに完全に浸漬する。スカフォールド及びコラーゲン／ＯＲＣスラリーを収容している型を冷凍し、更にコラーゲン／ＯＲＣスラリーを型に添加し、再び冷凍する。冷凍したスカフォールド及びコラーゲン／ＯＲＣを次いで凍結乾燥させて、複合装置を得る。コラーゲン／ＯＲＣの組織工学スカフォールドへの浸透は、材料を真空オーブン内に入れるような、当該技術分野において既知である多数の技術のいずれかを利用することにより制御できる。複合装置は、シート又は小片の形態で提供してよい。小片は、複合装置のシートを、例えば長さ及び幅およそ１〜４ｍｍの大きさで、多角形状であるような、任意の有用な大きさ又は形状の小片に切断することにより得ることができる。シート又は小片のいずれかを、次いでパッケージ化して、滅菌され、すぐに使える状態で提供する。

本明細書に記載の複合装置は、細胞遊走及び増殖のための構造的支持体、並びに細胞の内方成長に対する刺激の両方を提供する。複合装置は、慢性創傷の修復に特に好適である。慢性創傷の深さは分層又は全層のいずれかであってよく、種々の病理学的結果から生じる場合がある。慢性創傷としては、糖尿病性潰瘍、褥瘡、静脈又は動脈潰瘍、治癒していない外科創傷、及び皮膚癌、火傷等から生じる創傷が挙げられる。

以下の実施例は、本発明の複合装置及び装置を製造する方法の１例であるが、これらに限定されない。通常遭遇し、かつ当業者に明らかな、種々の条件及びパラメータの他の好適な修正並びに適応は、本発明の趣旨及び範囲内である。

（実施例１）
複合装置及び対照の調製
シートの形態である以下の複合装置を調製した。コラーゲン／ＯＲＣでコーティングされた不織布スカフォールドを含む複合装置、及びコラーゲン／ＯＲＣでコーティングされた発泡体スカフォールドを含む複合装置。対照は、不織布スカフォールドのみ、発泡体スカフォールドのみ、及びコラーゲン／ＯＲＣ発泡体のみを含む。

ＰＧＡ／ＰＬＡ不織布スカフォールドの調製
６７．５ミリグラム／立方センチメートルの密度及び１．８６ｍｍの厚さを有する、９０／１０モル％のポリ（グリコール酸−コ−乳酸）（ＰＧＡ／ＰＬＡ）不織布スカフォールドを用いた。不織布スカフォールドは、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に浸漬し、約３０分間超音波処理することにより洗った。ＩＰＡをデカントで取り除き、スカフォールドを脱イオン水（ＤＩ）で３度すすいだ。不織布スカフォールドを、次いで、ＤＩ水に浸漬し、約３０分間超音波処理した。不織布スカフォールドを、続いて乾燥窒素流下で乾燥させ、その後高真空下で（＜１５０マイクロメートル）最低３０分間乾燥させた。不織布スカフォールドを、１．５×１．５平方センチメートルに切断した。スカフォールドを、エチレンオキシドを用いて滅菌した。

ＰＣＬ／ＰＧＡ発泡体スカフォールドの調製
３５／６５モル％のポリ（イプシロン−カプロラクトン−コ−グリコール酸）（ＰＣＬ／ＰＧＡ）コポリマー（エチコン社（Ethicon, Inc.）、ニュージャージー州、サマービル（Somerville））１，４−ジオキサンの５重量／体積％溶液を、溶媒９部あたり１部のポリマーを添加することにより調製した。ポリマー及び溶媒を、ポリマーが溶解するまで、攪拌しながら約６０℃でおよそ４〜８時間加熱した。ポリマー溶液を濾過し、約１０グラムの溶液を、およそ１１４ｍｍ（４．５インチ）の正方形であり、深さがおよそ１２．７ｍｍであるアルミニウムの型に注ぎ入れた。ポリマー溶液を充填した型を、約−１７℃に予冷しておいたＦＴＳデュラ（Dura）凍結乾燥機の棚に置いた。約１５分後、周期を開始し、温度を約６０分間−１７℃に保持した。次に、真空を適用して、およそ１３．３Ｐａ（１００ｍトール）で約６０分間昇華させることにより、ジオキサンの一次乾燥を開始させた。次の二次乾燥は、約５℃で約６０分間、及び約２０℃で約６０分間実施した。真空をおよそ２．７Ｐａ（２０ｍトール）で維持した。凍結乾燥機を室温にし、乾燥窒素で真空を破壊した。乾燥窒素を約３０分間パージした後、発泡体を型から持ち上げた。発泡体スカフォールドを、１．５×１．５センチメートルの正方形に切断した。スカフォールドを、エチレンオキシドを用いて滅菌した。

コラーゲン／ＯＲＣスラリーの調製
市販の酸化再生セルロースである、サージセル（SURGICEL）（エチコン社（Ethicon, Inc.）、ニュージャージー州、サマービル（Somerville）））を、温度を約６０℃未満に維持しながら、スクリーンプレートを通してロータリーナイフカッターを用いて粉砕した。水中１．３９％固形分のコラーゲン懸濁液を、米国特許第６３０９４５４Ｂ１号の方法に従って、牛革からそぎ落としたウシ真皮から調製した。１９７．８４ｇの懸濁液を用いて、乾燥重量２．７５ｇのコラーゲンを提供した。２．２５ｇの粉砕したＯＲＣを添加して、５５／４５比のコラーゲン／ＯＲＣ固体を提供した。０．０５Ｍ酢酸を最終体積が５００ｍＬになるまで添加し、混合物を３×３０秒、低速でワーリングブレンダーにてブレンドした。スラリーを次いで、真空オーブン内で約１５分間脱気した。

コラーゲン／ＯＲＣ発泡体の調製
９．８５ｇのコラーゲン／ＯＲＣスラリーをペトリ皿に注ぎ入れた。ペトリ皿を、次いで、約４５分間、約−２７℃の冷凍庫に入れた。別の９．８５ｇのスラリーをペトリ皿に添加し、それを約４５分間、約−２７℃の冷凍庫に戻した。冷凍されたコラーゲン／ＯＲＣスラリーを収容しているペトリ皿を、次いで凍結乾燥して、約−２０℃で約２４時間発泡体を乾燥させた。コラーゲン／ＯＲＣ発泡体を、１．５×１．５センチメートルの正方形に切断した。発泡体を、エチレンオキシドを用いて滅菌した。

発泡体複合装置及び不織布複合装置の調製
９．８５ｇのコラーゲン／ＯＲＣスラリーをペトリ皿に注ぎ入れた。正方形のスカフォールド（上記で調製した発泡体又は不織布のいずれか）を、スラリーに完全に浸漬した。スカフォールド及びコラーゲン／ＯＲＣスラリーを収容しているペトリ皿を、次いで凍結乾燥して、約４５分間、約−２７℃の冷凍庫に入れた。別の９．８５ｇのスラリーをペトリ皿に添加し、それを約４５分間、約−２７℃の冷凍庫に戻した。冷凍されたスカフォールドコラーゲン／ＯＲＣスラリーを収容しているペトリ皿を、次いで凍結乾燥して、約−２０℃で約２４時間発泡体を乾燥させた。複合装置の不要な部分を切り落として、過剰なコラーゲン／ＯＲＣ発泡体を除去した。複合装置を、エチレンオキシドを用いて滅菌した。

（実施例２）
ブタ創傷治癒モデルにおける複合装置の使用
この研究では、全層切除欠損における細胞湿潤及び複合スカフォールドの創傷治癒反応を測定した。全層切除創傷（１．５×１．５センチメートルの正方形）を、４匹のブタの背部に作製した。対照群は、実施例１に記載のように調製した、コラーゲン／ＯＲＣ発泡体、ＰＣＬ／ＰＧＡ発泡体スカフォールド、及びＰＧＡ／ＰＬＡ不織布スカフォールドであった。複合装置群は、実施例１に記載のように調製した、発泡体複合装置及び不織布複合装置であった。治療群のブタをランダム化し、研究期間中所定の位置に放置した。治療群あたりのｎ数は６であった。

治療用正方形を創傷に一致するよう不要な部分を切り落とし、市販の２×２センチメートルの創傷包帯ヌーゲル（NU-GEL）（ジョンソン＆ジョンソン・メディカル（Johnson and Johnson Medical）、テキサス州アーリントン（Arlington））を覆った。全ての創傷を、次いで、市販の創傷包帯バイオクルーシブ（BIOCLUSIVE）（ジョンソン＆ジョンソン・メディカル（Johnson and Johnson Medical）、テキサス州アーリントン（Arlington））で覆った。市販の自己接着性発泡体レストン（Reston）（３Ｍ医療用包帯部門（Medical Surgical Division）、ミネソタ州セントポール（St. Paul））のストリップを、部位の間に定置して、創傷液漏による相互汚染を防いだ。滅菌ガーゼを、市販の絆創膏テープ、ゾナス（ZONAS）（ジョンソン＆ジョンソン・メディカル（Johnson and Johnson Medical）、テキサス州アーリントン（Arlington））で背中の背側に固定した。市販の身体用メリヤス地、スパンデージ（SPANDAGE）（メディテック・インターナショナル（Medi-Tech International Corporation）、ニューヨーク州ブルックリン（Brooklyn））を用いて、包帯を所定の位置に保持した。創傷後２日目に、包帯を交換した。

７日目に動物から組織を採取した。創傷全体及びそれを取り囲む正常皮膚を切除し、１０％中性緩衝ホルマリンに入れた。組織を２つに分け、頭側の半分を組織学的加工のために送付した。

（実施例３）
組織学的評価
肉芽組織の最大高さ、スカフォールド又は複合装置の存在、及び活性化マクロファージの存在について、ヘマトキシリン及びエオシンによる組織染色並びにマッソン三色染色を用いて、切片を分析した。

創傷治癒を、新たな組織の創傷領域への内方成長の総量の算出により測定した。この組織の内方成長は、天然組織の上方及び下方の領域の両方に延在する。天然組織上方の肉芽組織の最大高さを、天然組織の領域の上方に延在する、創傷床における修復として定義する。肉芽組織の最大高さは、創傷の表面と交差する線を引き、天然組織の輪郭をほぼ確実になぞるように正常皮膚構造を「再構築」することにより算出する。次に、この線から肉芽組織の最大高さに垂直な線を引く。肉芽組織の最大高さの測定値を表１に示す。

移植後７日目に評価した組織学的部位は、コラーゲン／ＯＲＣが創傷床で検出されず、一方発泡体及び不織布スカフォールドの両方が存在していたことを示した。不織布複合装置は、不織布スカフォールド対照群と比較したとき、「天然組織上方の肉芽組織の最大高さ」が統計的に有意に増加したことを示した（ｐ＝０．００４９、Ｔ検定）。この反応により、創傷表面が上昇した。組織学的評価は、活性化マクロファージの存在がスカフォールドに関連していることを示した。発泡体複合装置は、発泡体スカフォールド対照と比較したとき、肉芽組織の最大高さは統計的な差を示さなかったが、組織学的評価は、対照に対する活性化マクロファージの存在の増加を示し、これは細胞遊走、脈管形成、細胞外マトリクス沈着及び上皮化を強化することにより創傷治癒カスケードを開始させ、増強するものである。両方の複合装置と対照的に、コラーゲン／ＯＲＣのみでは、活性化マクロファージは増加しなかった。複合装置は、同種異系細胞を用いることなく、又は血液媒介病原菌の危険性なく、細胞の内方成長に対する刺激を与え、細胞遊走及び増殖のための持続した構造的支持体を提供する。

（実施例４）
複合装置の臨床応用
複合装置で治療を受ける予定の患者は、更に前処理することなく創傷に装置を直接適用される。いくつかの慢性創傷は、複合装置の取り込むために創傷床を最適化する必要がある場合がある。これは、外科的、機械的、化学的、自己分解法又は蛆虫療法のいずれかにより達成される。創面切除では、必要に応じて局所麻酔が適用される。壊死又は生育不能な組織を、種々の方法を用いて取り除く。外科的創面切除では、鋭利器具、外科用メス、キューレット、又はレーザーを用いて、特に感染が創傷と関連するとき、大量の壊死組織を除去する。機械的創面切除は、ガーゼを用いて死んだ組織を取り除く、安価な切除手段を提供する。このアプローチは外科的医療技術を必要としないので、創傷ケア環境下で看護士にも容易に達成される。更に、自己分解、酵素的、又は生物学的前処理は、創傷床の調製に対する非外科的アプローチを提供する。

創面切除された又はされていない創傷は、装置の適用前に、まず滅菌生理食塩水で洗浄してよい。複合装置は、清浄な創傷に適用され、これは感染の臨床的症状を含まない。場合によっては、装置は、創傷床に一致するよう不要な部分を切り落としてもよい。装置は、次いで、非接着性二次包帯で覆われ、創傷の種類及び位置に応じて、適切な他の創傷包帯で覆われる。

本発明又はその任意の実施形態の範囲に影響を与えることなく、条件、配合及び他のパラメータの広く等価な範囲内で、同じことを実施できることが、当業者には理解されるであろう。本明細書に引用した全ての特許、特許出願及び刊行物は、参照することによりその全文が本明細書に組み込まれる。

〔実施態様〕
（１） 組織工学スカフォールド及びアニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを含む、慢性創傷の治療のための複合装置であって、前記組織工学スカフォールドが生体適合性の生分解性ポリマーであり、前記アニオン性多糖類がムコ多糖又はポリカルボキシレートである、複合装置。
（２） 前記スカフォールドが、スポンジ、発泡体、穿孔フィルム及び布地からなる群から選択される、実施態様１に記載の複合装置。
（３） 前記スカフォールドが、織物、編物、組みひも、メッシュ及び不織布からなる群から選択される布地である、実施態様２に記載の複合装置。
（４） 前記スカフォールドが、グリコリドとラクチドとのコポリマーを含む不織布である、実施態様３に記載の複合装置。
（５） 前記スカフォールドが、グリコリドのラクチドに対するモル比が約９０：１０である、グリコリドとラクチドとのコポリマーを含む不織布である、実施態様３に記載の複合装置。
（６） 前記スカフォールドが、エラストマーコポリマーを含む発泡体である、実施態様２に記載の複合装置。
（７） 前記エラストマーコポリマーが、イプシロン−カプロラクトン及びグリコリドを含む、実施態様６に記載の複合装置。
（８） 前記エラストマーコポリマーの、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比が約３０：７０〜約７０：３０である、実施態様７に記載の複合装置。
（９） 前記アニオン性多糖類が、ヘパリン、ヒアルロン酸、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、アルギン酸塩、酸化再生セルロース及び酸化セルロースからなる群から選択される、実施態様１に記載の複合装置。
（１０） 前記アニオン性多糖類が、酸化再生セルロース、酸化セルロース、ヒアルロン酸及びコンドロイチン硫酸からなる群から選択される、実施態様１に記載の複合装置。
（１１） 前記アニオン性多糖類が酸化再生セルロースである、実施態様１に記載の複合装置。
（１２） 前記構造タンパク質が、コラーゲン、フィブリン、フィブロネクチン及びラミニンからなる群から選択される、実施態様１に記載の複合装置。
（１３） 前記構造タンパク質がコラーゲンである、実施態様１に記載の複合装置。
（１４） 前記アニオン性多糖類／構造タンパク質の、アニオン性多糖類の構造タンパク質に対するモル比が、約１０：９０〜約９０：１０である、実施態様１に記載の複合装置。
（１５） 前記スカフォールドが、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比が約３５：６５〜約６５：３５である、イプシロン−カプロラクトンとグリコリドとのエラストマーコポリマーを含む発泡体であり、前記アニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングが、約１０：９０〜約９０：１０のモル比を有する酸化再生セルロース／コラーゲンである、実施態様１に記載の複合装置。
（１６） 前記スカフォールドが、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比が約３５：６５である、イプシロン−カプロラクトンとグリコリドとのエラストマーコポリマーを含む発泡体であり、前記アニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングが、約４５：５５のモル比を有する酸化再生セルロース／コラーゲンである、実施態様１に記載の複合装置。
（１７） 前記スカフォールドが、約９０：１０のモル比を有するグリコリドとラクチドとのコポリマーを含む不織布であり、前記アニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングが、約４５：５５のモル比を有する酸化再生セルロース／コラーゲンである、実施態様１に記載の複合装置。
（１８） ａ）創傷を１つ又はそれ以上の複合装置と接触させることであって、前記装置が、アニオン性多糖類／構造タンパク質コーティングを有する、生体適合性の生分解性組織工学スカフォールドを含む、創傷を接触させることと、
ｂ）前記装置及び前記創傷を、互いに接触した状態に保つことと、
ｃ）前記創傷を覆うか又は閉じることと、
を含み、
前記創傷が治療される、創傷の治療方法。
（１９） 実施態様１に記載の滅菌複合装置を含む、キット。
（２０） 前記装置が、前記創傷内で活性化マクロファージの存在を増加させることができる、実施態様１に記載の複合装置。

Claims (13)

1. 組織工学スカフォールド及びアニオン性多糖類とコラーゲンとのコーティングを含む、慢性創傷の治療のための複合装置において、前記組織工学スカフォールドが、スポンジ、発泡体、穿孔フィルム及び布地からなる群から選択され、生体適合性の生分解性脂肪族ポリエステルから形成されており、前記アニオン性多糖類が、繊維粒子又は粉末粒子の形態の酸化再生セルロースである、複合装置。
2. 請求項１に記載の複合装置において、前記スカフォールドが、織物、編物、組みひも、メッシュ及び不織布からなる群から選択される布地である、複合装置。
3. 請求項２に記載の複合装置において、前記スカフォールドが、グリコリドとラクチドとのコポリマーを含む不織布である、複合装置。
4. 請求項２に記載の複合装置において、前記スカフォールドが、グリコリドのラクチドに対するモル比が９０：１０である、グリコリドとラクチドとのコポリマーを含む不織布である、複合装置。
5. 請求項１に記載の複合装置において、前記スカフォールドが、エラストマーコポリマーを含む発泡体である、複合装置。
6. 請求項５に記載の複合装置において、前記エラストマーコポリマーが、イプシロン−カプロラクトン及びグリコリドを含む、複合装置。
7. 請求項６に記載の複合装置において、前記エラストマーコポリマーの、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比が３０：７０〜７０：３０である、複合装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合装置において、酸化再生セルロースとコラーゲンとの前記コーティングの、酸化再生セルロースのコラーゲンに対するモル比が１０：９０〜９０：１０である、複合装置。
9. 請求項１に記載の複合装置において、前記スカフォールドが、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比が３５：６５〜６５：３５である、イプシロン−カプロラクトンとグリコリドとのエラストマーコポリマーを含む発泡体であり、酸化再生セルロースとコラーゲンとの前記コーティングが、１０：９０〜９０：１０のモル比を有する、複合装置。
10. 請求項１に記載の複合装置において、前記スカフォールドが、イプシロン−カプロラクトンのグリコリドに対するモル比が３０：７０〜７０：３０である、イプシロン−カプロラクトンとグリコリドとのエラストマーコポリマーを含む発泡体であり、酸化再生セルロースとコラーゲンとの前記コーティングが、４５：５５のモル比を有する、複合装置。
11. 請求項１に記載の複合装置において、前記スカフォールドが、９０：１０のモル比を有するグリコリドとラクチドとのコポリマーを含む不織布であり、酸化再生セルロースとコラーゲンとの前記コーティングが、４５：５５のモル比を有する、複合装置。
12. 請求項１に記載の滅菌複合装置を含む、キット。
13. 請求項１に記載の複合装置において、前記装置が、前記創傷内で活性化マクロファージの存在を増加させることができる、複合装置。