JP5930402B2 - 無細胞性組織マトリックスに由来する血管移植片 - Google Patents
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Description
幾つかの実施形態によれば、適切な無細胞性組織マトリックスは、例えば、細胞認識、細胞結合、細胞伸展の支持能、細胞増殖、細胞の内殖、および細胞分化のような、特定の生物学的機能を保持し得る。このような機能は、例えば未変性のコラーゲン性タンパク質(例えばI型コラーゲン)および様々な非コラーゲン性分子(例えばインテグリン受容体、グリコサミノグリカン(例えばヒアルロナン)もしくはプロテオグリカンのような高い電荷密度を有する分子、またはその他の付着因子のようないずれかの分子に対するリガンドとして役立つタンパク質)によって提供され得る。幾つかの実施形態によれば、無細胞性組織マトリックスは、組織構造の維持および組織の構成要素の三次元配列の維持を含む、特定の構造的機能を保持し得る。本明細書に記載する無細胞性組織マトリックスはまた、例えば強度、弾性、および耐久性のような望ましい物理的特性、規定の多孔度、ならびに高分子の保持を示し得る。適切な無細胞性組織マトリックスは、架橋され得るかまたは架橋されない。
LifeCell Corporation(ブランチバーグ、ニュージャージー州)から市販されている、ヒト無細胞真皮マトリックス(HADM)であるALLODERM(登録商標)を用いて、血管移植片を形成した。HADMは、厚さ0.3〜0.5mmのシートとして供給された。HADMを生理食塩水に30分間浸し、0.5×1.5cmの薄片に切り取った。ALLODERM(登録商標)HADMは未変化の基底膜を含んでおり、HADMの薄片を基底膜と共に管内へ、管の管腔表面に沿って巻きこんだ。単層の管構築物が作り出されるように、管を、連結する端に沿って縫合した。
血管移植片を受け入れた全ての動物は、外科手術後には正常に回復し、手術されていない動物と同様に、試験期間の間に体重は維持されるかまたは増加した。14匹の動物は、下肢の動きの制限および下肢の病的変化によって証明される移植不全の臨床的徴候を示すことなく、予定された屠殺日まで生存した。1匹の動物は、内部出血により移植後4日目に死亡した。試験の間に、いずれの動物にも外科手術部位における感染は証明されなかった。外植した血管移植片の全体的な所見では、狭窄、動脈瘤、過形成、縫合の裂開、または血栓形成は証明されなかった。加えて、外植した移植片のほとんどは滑らかな管腔表面を有し、石灰化は観察されなかった。2つの移植片(6および12か月に外植された)は、正常な血管構造よりもさらに硬い領域を示したことから、血管の石灰化が示唆された。全ての移植片は、吻合部位において、天然のラット大動脈と良好に統合されていた。
外植した移植片を、H&E(ヘマトキシリンおよびエオジン)およびヴァーヘフファンギーソン染色によって処理した。3か月(図4Aおよび4B)および12か月(図4C〜4G)の、代表的な移植片断面のH&E染色により、線維芽細胞が移植片に再集合し、幾つかの内皮細胞が移植片の管腔表面を裏打ちしていることが示された。図4A〜4Eは、H&E染色した移植片の中央部断面、図4Fおよび4Gは、H&E染色した吻合部位の断面、および図4Hは、移植せずに試験のコントロールとして使用した移植片をH&E染色したものである。
図6A〜6Fは、上記のように産生された血管移植片のSEM顕微鏡像である。図6Aに示すように、移植前の移植片のSEMによって、基底膜の表面には細胞構造が見られないことが示された。外植した血管移植片は、1か月目にその管腔表面に内皮細胞を有し(図6B)、3か月目に管腔表面は内皮型細胞によって完全に覆われた(図6C)。図6Dに示すように、移植片とラット大動脈の接触面には未変化の吻合が見られた。3か月目の移植片の表面(図6E)は、細胞で完全に覆われ、ラット大動脈の表面と区別がつかなかった(図6F)。
移植片の管腔表面の内皮細胞の発生を、内皮細胞の染色およびvWF(フォン・ヴィレブランド因子)の染色を用いて確認した。管腔表面における内皮細胞の堆積を同定するため、ラット内皮細胞およびvWFに対する特異的な抗体を用いた。図8Aに示すように、1か月目に内皮細胞が観察されたが、管腔を完全に覆ってはいなかった。図8B、8C、および8Dそれぞれに示すように、3か月目、6か月目、および12か月目には内皮細胞の有意な堆積が観察された。図8E〜8Hに示すように、vWFの免疫組織学的染色によると、移植片の表面全体が内皮細胞により裏打ちされていた。
移植した移植片に対するホストの炎症性応答を同定するため、外植片を抗ラットT細胞、B細胞、およびマクロファージ抗体によって染色した。図10A〜10Dはそれぞれ、1か月目、3か月目、6か月目、および12か月目に抗ラットT細胞抗体によって染色した移植片を示す。同様に、図10E〜10HはB細胞抗体によって染色した移植片を示し、図10I〜10Lはマクロファージに対する抗体によって染色した移植片を示す。1か月目に、3つの型の炎症性細胞は全て、外植した移植片に中程度に浸潤していることが見出されたが、新媒体(neomedia)には炎症性細胞の浸潤は検出されなかった。炎症性細胞は3か月目には有意に減少し、観察されるものは主に移植片の周辺部に近いところに見られた。6か月後には炎症性細胞は観察されなかった。
この試験には、ヒト無細胞性真皮マトリックス(HADM)由来の血管移植片を用いた。HADMのシートを管状構築物内へ巻き込み、フィブリン糊を用いてシートの端を付着させた。破裂試験(American National Institute of Standards(ANSI)コード:ANSI/AAMI/ISO7198:1998/2001/(登録商標)2004)を用いて移植片の破裂強度を評価した。最大破裂強度は1639±432mmHg(n=2)と算出され、これにより生物接着剤を用いて形成した血管移植片が生理的な血圧を維持するために十分強いことが示された。
Claims (25)
- 管状壁を含んでなる管状導管を含んでなる単層の血管移植片であって、該管状壁が血流通過のための管腔の輪郭を示し;
該管状壁が、無細胞性組織マトリックスを含んでなり、無細胞性組織マトリックスが基底膜を含む組織から形成され、無細胞性組織マトリックスが該基底膜を含んでなり、該基底膜が管状壁の管腔表面を形成し、無細胞性組織マトリックスが真皮マトリックスである血管移植片。 - 移植片の長さに沿って伸展する流体密封の閉じ目を形成するために、無細胞性組織マトリックスの第1の長軸方向の端が、無細胞性組織マトリックスの第2の長軸方向の端に付着する、請求項1に記載の血管移植片。
- 第1および第2の長軸方向の端の付着が、管状壁の反管腔側の表面から隆起する長軸方向の堤を作り出す、請求項2に記載の血管移植片。
- 第1および第2の長軸方向の端が、縫合を用いて付着される、請求項2に記載の血管移植片。
- 第1および第2の端が、少なくとも1の接着剤を用いて付着される、請求項2に記載の血管移植片。
- 第1および第2の端が、縫合と少なくとも1の接着剤の組み合わせを用いて付着される、請求項2に記載の血管移植片。
- シートの第1の長軸方向の端が、シートの第2の長軸方向の端を越えて伸展することで多層の重なった領域が形成される、請求項2に記載の血管移植片。
- 重なった領域における層が互いに付着される、請求項7に記載の血管移植片。
- 真皮マトリックスがヒトの皮膚に由来する、請求項1に記載の血管移植片。
- 無細胞性組織マトリックスがヒトレシピエントに対して異種性の組織に由来する、請求項1に記載の血管移植片。
- 組織がα1,3−ガラクトース転移酵素(α1,3GT)を欠損するブタに由来する、請求項10に記載の血管移植片。
- 無細胞性組織マトリックスがヒトレシピエントに対して同種の組織に由来する、請求項1に記載の血管移植片。
- 単層の血管移植片を形成する方法であって、
基底膜を有する無細胞性組織マトリックスのシートを提供する工程;
該シートを管状導管内に形成する工程を含んでなり、該基底膜が管状導管の内部の管腔表面を形成し、無細胞性組織マトリックスが真皮マトリックスである方法。 - 無細胞性組織マトリックスがヒト真皮マトリックスである、請求項13に記載の方法。
- シートが組織の再構築を促進する増殖因子によって処理される、請求項13に記載の方法。
- シートの基底膜が内皮細胞の増殖を増大させる増殖因子によって処理される、請求項15に記載の方法。
- シートの基底膜が抗血栓薬によって処理される、請求項13に記載の方法。
- シートの基底膜が抗石灰化剤によって処理される、請求項13に記載の方法。
- 基底膜が、管状導管の管腔表面に非多孔性の内面を提供する、請求項13に記載の方法。
- 移植片によって置換される血管組織の内径に実質的に等しい外径を有する円筒型ロッドを提供する工程;および
基底膜の少なくとも一部が円筒型ロッドと接触するように、ロッドの外部表面の周囲にシートを巻きつける工程をさらに含んでなる、請求項13に記載の方法。 - 円筒型ロッドの外部表面の周囲にシートを巻きつける間に、ロッキングロッドまたは張られた縫合糸が、円筒型ロッドに対して実質的に平行に、かつ隣接するように位置決めする工程をさらに含んでなる、請求項20に記載の方法。
- 縫合を用いて、シートの少なくとも1の長軸方向の端を固定する工程をさらに含んでなる、請求項13に記載の方法。
- 少なくとも1の接着剤を用いて、シートの少なくとも1の長軸方向の端を固定する工程をさらに含んでなる、請求項13に記載の方法。
- 縫合と少なくとも1の接着剤の組み合わせを用いて、シートの少なくとも1の長軸方向の端を固定する工程をさらに含んでなる、請求項13に記載の方法。
- 移植片によって置換される天然の血管構造の壁の厚さに対応するように、無細胞性組織マトリックスのシートのサイズを決定する工程をさらに含んでなる、請求項13に記載の方法。
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