JP7242553B2 - 基質の調製のための方法及び組成物 - Google Patents

基質の調製のための方法及び組成物 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の下、２０１７年１月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／４５２，５６４号に対する優先権を主張するものであり、その全開示は参照によって本明細書中に援用される。
本開示の分野
本発明は、マトリックス（以下、「基質」とも称す）を調製する方法及びそのための組成物に関する。特に、本発明は、コラーゲンマトリックスを調製する方法及びそのための組成物（キット及び移植片組成物を含む）に関する。
背景及び概要
細胞外基質は、組織及び臓器の機能、例えば、細胞間伝達、胚形成時の分化、創傷治癒、接着、細胞遊走及び細胞増殖において重大な役割を果たす。天然源に由来するか又は合成的に作られた細胞外基質移植片構築物は、インビボで組織を再構築するため、又は研究目的などのインビトロでの適用のために、固体形態及び注射可能な形態の両方で、組織移植片組成物として使用することができる。細胞外基質の主成分はコラーゲンである。精製コラーゲン組成物を含むいくつかの可溶化コラーゲン組成物も基質形成能力を有し、インビボで組織を再構築するため、又はインビトロで使用するために、固体形態及び注射可能な形態の両方で、組織移植片組成物として使用することができる。実際に、このようなコラーゲンベースの基質は広範囲にわたる研究及び医療用途を有し、これらの用途には、創傷及び止血包帯、外科的インプラント、組織工学による医療製品（tissue engineered medical products）のための基材、治療用細胞又は分子のための送達媒体としての使用、並びに創薬及び毒性試験を含む基礎研究のための３次元インビトロ組織系としての使用が含まれる。
医療用途及び研究用途のためのコラーゲンベースの基質の製造で使用するために、コラーゲンベースの基質の高レベルの製造一貫性と、コラーゲンの機能特性のロット間の低変動性とを保証するように、コラーゲンの自己組織化の誘発及びコラーゲンベースの基質のカスタマイズ化のために標準化された手順及び試薬が必要とされる。
従って、本発明者らは、体内で見られるコラーゲンの超分子自己組織化を支援するために生理的な状態を模倣する試薬を用いて、コラーゲンを重合するために単一の混合ステップを用いるロバストな方法を開発した。さらに、本明細書に記載される方法において使用される方法及び試薬は、重合反応におけるコラーゲン濃度の関数として、自己組織化基質の粘弾性特性（例えば、振動せん断及び基質剛性で測定されるせん断貯蔵弾性率）などの生理的応答に基づく。本明細書に記載される方法及び組成物は、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合し、次に例えばＮａＯＨなどの塩基と混合して重合を誘発し、そして次に任意選択的に他の試薬と混合することを含む、コラーゲン重合のために複数の混合ステップを伴う従来の多段階重合法と同様の特性を有するコラーゲンベースの基質を生じる。本発明者らにより開発された方法及び組成物は、自己組織化コラーゲン基質に対して、高度に予測可能で再現可能なインビトロ細胞応答及びインビボ宿主応答をもたらした。別の態様では、本発明者らは、紫外線放射を用いることにより、重合能力（例えば、せん断貯蔵弾性率）を保持しながら、本明細書に記載されるコラーゲン、コラーゲン組成物、コラーゲン基質、コラーゲン溶液、及び凍結乾燥コラーゲンを滅菌するための方法を開発した。重合能力の保持は、紫外線放射がコラーゲン原線維の形成に悪影響を与えることを報告するこれまでの研究（Mentor et al., Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine, 2001；Miyata et al., Biochem. Biophys. Acta, 1971；Sudoh and Noda, Connect. Tissue Res., 1972）に反している。一実施形態では、基質を調製するための方法が提供される。本方法は、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含む。
別の実施形態では、基質を調製するための方法が提供される。本方法は、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することによってコラーゲンを重合させることを含み、ここで、緩衝溶液は、マグネシウムイオン又はマンガンイオンを含有しない。
さらに別の実施形態では、基質を調製するための方法が提供される。本方法は、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含み、ここで、コラーゲン溶液中のコラーゲンは重合して基質を形成する。
さらに他の実施形態では、前述の方法のいずれかに従って調製されたコラーゲン基質が提供される。さらに別の実施形態では、コラーゲン組成物及び緩衝溶液を含むキットが提供される。別の実施形態では、凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液を含むキットが提供される。
いくつかの付加的な実施形態は、以下に列挙される条項によって記載される。これらの実施形態の任意の適用可能な組み合わせも企図される。
１．基質を調製するための方法であって、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含む方法。
２．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約２５℃よりも高温でコラーゲン溶液をインキュベートすることを含む、条項１の方法。
３．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、コラーゲン溶液を約３７℃でインキュベートすることを含む、条項１又は２の方法。
４．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーを含む、条項１～３のいずれか１つの方法。
５．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーからなる、条項１～４のいずれか１つの方法。
６．コラーゲンがテロコラーゲンをさらに含む、条項４の方法。
７．コラーゲンがアテロコラーゲンをさらに含む、条項４の方法。
８．コラーゲンオリゴマーを含有する組織から、コラーゲンオリゴマーを産生する細胞から、又はコラーゲンを化学的に架橋させてコラーゲンオリゴマーを得ることにより、コラーゲンオリゴマーを含むコラーゲンが得られる、条項４の方法。
９．コラーゲンがブタ皮膚組織に由来する、条項１～８のいずれか１つの方法。
１０．コラーゲン組成物が酸をさらに含む、条項１～９のいずれか１つの方法。
１１．酸が、塩酸、酢酸、乳酸、ギ酸、クエン酸、硫酸、及びリン酸からなる群から選択される、条項１０の方法。
１２．酸が塩酸である、条項１１の方法。
１３．塩酸が約０．００５Ｎ～約０．１Ｎの塩酸である、条項１２の方法。
１４．塩酸が約０．０１Ｎの塩酸である、条項１２又は１３の方法。
１５．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項１～１４のいずれか１つの方法。
１６．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項１～１５のいずれか１つの方法。
１７．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．５ｍｇ／ｍｌ～約４ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項１～１６のいずれか１つの方法。
１８．コラーゲン組成物が滅菌される、条項１～１３のいずれか１つの方法。
１９．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、又はコラーゲン基質が、クロロホルムへの暴露、ウイルスろ過、無菌ろ過、紫外線放射、ガンマ線照射、電子ビーム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される方法によって滅菌される、条項１～１８のいずれか１つの方法。
２０．コラーゲン組成物がろ過によって滅菌される、条項１～１９のいずれか１つの方法。
２１．緩衝溶液が約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２２．緩衝溶液が約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２３．緩衝溶液が約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２４．緩衝溶液がＭｇＣｌ２を含まない、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２５．緩衝溶液が約０．３ｍＭ～約３ｍＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項１～２４のいずれか１つの方法。
２６．緩衝溶液が約１ｍＭ～約１０ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項１～２５のいずれか１つの方法。
２７．緩衝溶液が約０．１ｍＭ～約４ｍＭのＫＣｌをさらに含む、条項１～２６のいずれか１つの方法。
２８．緩衝溶液が約０．０２Ｍ～約０．３ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項１～２７のいずれか１つの方法。
２９．緩衝溶液が約０．００２Ｎ～約０．０２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項１～２８のいずれか１つの方法。
３０．緩衝溶液が約０．５重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項１～２９のいずれか１つの方法。
３１．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項１～２９のいずれか１つの方法。
３２．コラーゲン溶液に細胞を添加することをさらに含む、条項１～３１のいずれか１つの方法。
３３．基質がコラーゲン原線維を含む、条項１～３２のいずれか１つの方法。
３４．条項１～３３のいずれか１つの方法に従って調製されたコラーゲン基質。
３５．コラーゲン基質が医療用移植片である、条項３４のコラーゲン基質。
３６．医療用移植片が、組織移植片材料、注射可能な移植片材料、創傷包帯、止血包帯、治療用細胞のための送達媒体、及び治療薬のための送達媒体からなる群から選択される用途を有する、条項３５のコラーゲン基質。
３７．コラーゲン基質が研究目的で使用される、条項３５のコラーゲン基質。
３８．コラーゲン基質が薬物毒性試験又は創薬のために使用される、条項３７のコラーゲン基質。
３９．コラーゲン組成物及び緩衝溶液を含むキット。
４０．緩衝溶液が約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項３９のキット。
４１．緩衝溶液が約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項３９のキット。
４２．緩衝溶液が約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む、条項３９のキット。
４３．緩衝溶液がＭｇＣｌ２を含まない、条項３９のキット。
４４．緩衝溶液が約０．００３Ｍ～約０．０３ＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項３９～４３のいずれか１つのキット。
４５．緩衝溶液が約０．０１Ｍ～約０．１ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項３９～４４のいずれか１つのキット。
４６．緩衝溶液が約０．００１Ｍ～約０．０４ＭのＫＣｌをさらに含む、条項３９～４５のいずれか１つのキット。
４７．緩衝溶液が約０．２Ｍ～約３．０ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項３９～４６のいずれか１つのキット。
４８．緩衝溶液が約０．０２Ｎ～約０．２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項３９～４７のいずれか１つのキット。
４９．緩衝溶液が約０．２重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項３９～４８のいずれか１つのキット。
５０．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項３９～４８のいずれか１つのキット。
５１．コラーゲン溶液中のコラーゲンが約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項３９～５０のいずれか１つのキット。
５２．コラーゲン溶液中のコラーゲンが約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項３９～５１のいずれか１つのキット。
５３．コラーゲン溶液が約０．００５Ｎの塩酸～約０．１Ｎの塩酸を含む、条項３９～５２のいずれか１つのキット。
５４．コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合することを含む単一の混合ステップを用いて、緩衝溶液がコラーゲンを重合させることができる、条項３９～５３のいずれか１つのキット。
５５．コラーゲン組成物及び緩衝溶液が別々の容器の中にある、条項３９～５４のいずれか１つのキット。
５６．容器が滅菌バイアルである、条項５５のキット。
５７．容器がデュアルシリンジの別々のコンパートメントを含む、条項５５のキット。
５８．デュアルシリンジが混合要素を含む、条項５７のキット。
５９．デュアルシリンジが滅菌される、条項５７のキット。
６０．キットの構成要素を使用するための使用説明書をさらに含む、条項３９～５９のいずれか１つのキット。
６１．基質を調製するための方法であって、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することによって、コラーゲンを重合させることを含み、緩衝溶液がマグネシウムイオン又はマンガンイオンを含有しない、方法。
６２．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約２５℃よりも高温でコラーゲン溶液をインキュベートすることを含む、条項６１の方法。
６３．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、コラーゲン溶液を約３７℃でインキュベートすることを含む、条項６１又は６２の方法。
６４．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーを含む、条項６１～６３のいずれか１つの方法。
６５．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーからなる、条項６１～６３のいずれか１つの方法。
６６．コラーゲンがテロコラーゲンをさらに含む、条項６４の方法。
６７．コラーゲンがアテロコラーゲンをさらに含む、条項６４の方法。
６８．コラーゲンオリゴマーを含有する組織から、コラーゲンオリゴマーを産生する細胞から、又はコラーゲンを化学的に架橋させてコラーゲンオリゴマーを得ることにより、コラーゲンオリゴマーを含むコラーゲンが得られる、条項６４の方法。
６９．コラーゲンがブタ皮膚組織に由来する、条項６１～６８のいずれか１つの方法。
７０．コラーゲン組成物が酸をさらに含む、条項６１～６９のいずれか１つの方法。
７１．酸が、塩酸、酢酸、乳酸、ギ酸、クエン酸、硫酸、及びリン酸からなる群から選択される、条項７０の方法。
７２．酸が塩酸である、条項７１の方法。
７３．塩酸が約０．００５Ｎ～約０．１Ｎの塩酸である、条項７２の方法。
７４．塩酸が約０．０１Ｎの塩酸である、条項７２又は７３の方法。
７５．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項６１～７４のいずれか１つの方法。
７６．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項６１～７５のいずれか１つの方法。
７７．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．５ｍｇ／ｍｌ～約４ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項６１～７６のいずれか１つの方法。
７８．コラーゲン組成物が滅菌される、条項６１～７７のいずれか１つの方法。
７９．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、又はコラーゲン基質が、クロロホルムへの暴露、ウイルスろ過、無菌ろ過、紫外線放射、ガンマ線照射、電子ビーム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される方法によって滅菌される、条項６１～７８のいずれか１つの方法。
８０．コラーゲン組成物がろ過によって滅菌される、条項６１～７９のいずれか１つの方法。
８１．緩衝溶液が約０．３ｍＭ～約３ｍＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項６１～８０のいずれか１つの方法。
８２．緩衝溶液が約１ｍＭ～約１０ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項６１～８１のいずれか１つの方法。
８３．緩衝溶液が約０．１ｍＭ～約４ｍＭのＫＣｌをさらに含む、条項６１～８２のいずれか１つの方法。
８４．緩衝溶液が約０．０２Ｍ～約０．３ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項６１～８３のいずれか１つの方法。
８５．緩衝溶液が約０．００２Ｎ～約０．０２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項６１～８４のいずれか１つの方法。
８６．緩衝溶液が約０．５重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項６１～８５のいずれか１つの方法。
８７．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項６１～８５のいずれか１つの方法。
８８．コラーゲン溶液に細胞を添加することをさらに含む、条項６１～８７のいずれか１つの方法。
８９．基質がコラーゲン原線維を含む、条項６１～８８のいずれか１つの方法。
９０．条項６１～８９のいずれか１つの方法に従って調製されたコラーゲン基質。
９１．コラーゲン基質が医療用移植片である、条項９０のコラーゲン基質。
９２．医療用移植片が、組織移植片材料、注射可能な移植片材料、創傷包帯、止血包帯、治療用細胞のための送達媒体、及び治療薬のための送達媒体からなる群から選択される用途を有する、条項９１のコラーゲン基質。
９３．コラーゲン基質が研究目的で使用される、条項９０のコラーゲン基質。
９４．コラーゲン基質が薬物毒性試験又は創薬のために使用される、条項９３のコラーゲン基質。
９５．凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液を含むキット。
９６．緩衝溶液が約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項９５のキット。
９７．緩衝溶液が約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項９５のキット。
９８．緩衝溶液が約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む、条項９５のキット。
９９．緩衝溶液がＭｇＣｌ２を含まない、条項９５のキット。
１００．緩衝溶液が約０．００３Ｍ～約０．０３ＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項９５～９９のいずれか１つのキット。
１０１．緩衝溶液が約０．０１Ｍ～約０．１ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項９５～１００のいずれか１つのキット。
１０２．緩衝溶液が約０．００１Ｍ～約０．０４ＭのＫＣｌをさらに含む、条項９５～１０１のいずれか１つのキット。
１０３．緩衝溶液が約０．２Ｍ～約３．０ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項９５～１０２のいずれか１つのキット。
１０４．緩衝溶液が約０．０２Ｎ～約０．２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項９５～１０３のいずれか１つのキット。
１０５．緩衝溶液が約０．２重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項９５～１０４のいずれか１つのキット。
１０６．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項９５～１０５のいずれか１つのキット。
１０７．塩酸溶液が約０．００５Ｎの塩酸～約０．１Ｎの塩酸を含む、条項９５～１０６のいずれか１つのキット。
１０８．緩衝溶液と、塩酸溶液中で再構成された凍結乾燥コラーゲンとを混合することを含む単一の混合ステップを用いて、緩衝溶液がコラーゲンを重合させることができる、条項９５～１０７のいずれか１つのキット。
１０９．凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液が別々の容器の中にある、条項９５～１０８のいずれか１つのキット。
１１０．キットの構成要素を使用するための使用説明書をさらに含む、条項９５～１０９のいずれか１つのキット。
１１１．基質を調製するための方法であって、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含み、コラーゲン溶液中のコラーゲンが重合して基質を形成する、方法。
１１２．コラーゲンが可溶性コラーゲンである、条項１～３３、６１～８９、又は１１１のいずれか１つの方法。
１１３．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、及び／又はコラーゲン基質が紫外線放射を用いて滅菌される、条項１～１９、２１～３３、６１～７９、８１～８９、又は１１１～１１２のいずれか１つの方法。
１１４．コラーゲン重合の結果として生じるコラーゲン基質が、照射されていないコラーゲン組成物、照射されていないコラーゲン溶液、又は照射されていないコラーゲン基質に対してそれぞれ重合特性を保持する、条項１１３の方法。
１１５．重合特性がせん断貯蔵弾性率である、条項１１４の方法。
１１６．放射線量が約５ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１３～１１５のいずれか１つの方法。
１１７．放射線量が約３０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１３～１１５のいずれか１つの方法。
１１８．滅菌がウイルスを不活性化する、条項１１３～１１７のいずれか１つの方法。
１１９．コラーゲン基質が紫外線放射を用いて滅菌される、条項３４～３８又は９０～９４のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２０．コラーゲン基質が、照射されていないコラーゲン基質に対して重合特性を保持する、条項１１９のコラーゲン基質。
１２１．重合特性がせん断貯蔵弾性率である、条項１２０のコラーゲン基質。
１２２．放射線量が約５ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１９～１２１のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２３．放射線量が約３０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１９～１２１のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２４．滅菌がウイルスを不活性化する、条項１１９～１２３のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２５．コラーゲン組成物又は凍結乾燥コラーゲンが紫外線放射を用いて滅菌される、条項３９～６０又は９５～１１０のいずれか１つのキット。
１２６．コラーゲン重合の結果として生じるコラーゲン基質が、照射されていないコラーゲン組成物又は照射されていない凍結乾燥コラーゲンに対してそれぞれ重合特性を保持する、条項１２５のキット。
１２７．重合特性がせん断貯蔵弾性率である、条項１２６のキット。
１２８．放射線量が約５ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１２５～１２７のいずれか１つのキット。
１２９．放射線量が約３０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１２５～１２７のいずれか１つのキット。
１３０．滅菌がウイルスを不活性化する、条項１２５～１２９のいずれか１つのキット。
１３１．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、及び／又はコラーゲン基質がＵＶＣ照射を用いて滅菌される、条項１～１９、２１～３３、６１～７９、８１～８９、又は１１１～１１８のいずれか１つの方法。
１３２．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、及び／又はコラーゲン基質がＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、条項１～１９、２１～３３、６１～７９、８１～８９、又は１１１～１１８のいずれか１つの方法。
１３３．コラーゲン基質がＵＶＣ照射を用いて滅菌される、条項３４～３８、９０～９４、又は１１９～１２４のいずれか１つのコラーゲン基質。
１３４．コラーゲン基質が、ＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、条項３４～３８、９０～９４、又は１１９～１２４のいずれか１つのコラーゲン基質。
１３５．コラーゲン組成物又は凍結乾燥コラーゲンがＵＶＣ照射を用いて滅菌される、条項３９～６０、９５～１１０、又は１２５～１３０のいずれか１つのキット。
１３６．コラーゲン組成物又は凍結乾燥コラーゲンがＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、条項３９～６０、９５～１１０、又は１２５～１３０のいずれか１つのキット。
図面の簡単な説明
異なるオリゴマー濃度で重合されたコラーゲンベースの基質のせん断貯蔵弾性率を示す。一段階組織化の重合能力は、従来の多段階手順で得られたものと同様である。 多段階手順及び一段階手順で調製された自己組織化基質が、同様の生体適合性及び細胞応答を示すことを示す。ヒト脂肪由来幹細胞を使用して、多段階（図２ａ）又は一段階（図２ｂ）手順を用いて３次元コラーゲン－原線維組織構築物を形成した。４日後に、構築物を固定し、ファロイジンで染色し、共焦点顕微鏡法を用いて可視化した。 多段階手順を示す。 一段階手順を示す。 出発コラーゲンオリゴマー濃度に基づいて、一段階手順を用いる自己組織化コラーゲン基質のユーザーカスタマイズ化を支援する処方集（formulary）を示す。 研究グレード及び医療グレードのオリゴマー製剤が、マウスにおける皮下注射の後に同様の非炎症性組織再生応答を示すことを示す。研究グレードのオリゴマー、医療グレードのオリゴマー、及びIntegra Flowableをマウスに皮下注射した（２００ｕｌ）。４週間後に、インプラント部位を回収し、固定し、病理組織学的分析のために調製した。画像は、未処理の皮膚（対照；Ａ）、Integra Flowable（Ｂ）、研究グレードのオリゴマー（Ｃ）、及び医療グレードのオリゴマー（Ｄ）の断面を示す。 ０（未処理対照）、３０ｍＪ／ｃｍ２（１分の照射）、及び３００ｍＪ／ｃｍ２（１０分の照射）の線量のＵＶＣ照射で処理したコラーゲンから重合されたコラーゲン基質のせん断貯蔵弾性率を示す。
説明的な実施形態の詳細な説明
本明細書で使用される場合、「滅菌される」は、感染性病原体を含むがこれに限定されない汚染物質を除去することを意味する。例えば、汚染物質（例えば、ウイルス）は、感染性かどうかに関わりなく、汚染物質の不活性化、数若しくは量の低減、又は活性の阻害によって除去することができる。
本明細書で使用される場合、「精製される」は、細胞汚染物質、ヌクレオチド汚染物質、及び内毒素を含むがこれらに限定されない汚染物質を除去することを意味する。感染性かどうかに関わりなく全てのウイルスを不活性化すること、感染性ウイルスの数を低減すること、又は感染性かどうかに関わりなくウイルスの活性を阻害することを意味する。
本明細書で使用される場合、コラーゲンと関連する「オリゴマー」は、互いに共有結合したコラーゲンモノマー（他に、テロコラーゲンとしても知られている）を意味する（例えば、コラーゲンモノマーが互いに結合してダイマー、トリマーなどを形成する）。
一実施形態では、基質を調製するための方法が提供される。本方法は、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含む。
別の実施形態では、基質を調製するための方法が提供される。本方法は、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することによってコラーゲンを重合させることを含み、ここで、緩衝溶液は、マグネシウムイオン又はマンガンイオンを含有しない。
さらに別の実施形態では、基質を調製するための方法が提供される。本方法は、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含み、ここで、コラーゲン溶液中のコラーゲンは重合して基質を形成する。
さらに他の実施形態では、前述の方法のいずれかに従って調製されたコラーゲン基質が提供される。さらに別の実施形態では、コラーゲン組成物及び緩衝溶液を含むキットが提供される。別の実施形態では、凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液を含むキットが提供される。
いくつかの付加的な実施形態は、以下に列挙される条項によって記載される。これらの実施形態の任意の適用可能な組み合わせも企図され、これらの実施形態と、本出願のこの「説明的な実施形態の詳細な説明」セクションに記載される実施形態との任意の適用可能な組み合わせも企図される。
１．基質を調製するための方法であって、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含む方法。
２．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約２５℃よりも高温でコラーゲン溶液をインキュベートすることを含む、条項１の方法。
３．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、コラーゲン溶液を約３７℃でインキュベートすることを含む、条項１又は２の方法。
４．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーを含む、条項１～３のいずれか１つの方法。
５．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーからなる、条項１～４のいずれか１つの方法。
６．コラーゲンがテロコラーゲンをさらに含む、条項４の方法。
７．コラーゲンがアテロコラーゲンをさらに含む、条項４の方法。
８．コラーゲンオリゴマーを含有する組織から、コラーゲンオリゴマーを産生する細胞から、又はコラーゲンを化学的に架橋させてコラーゲンオリゴマーを得ることにより、コラーゲンオリゴマーを含むコラーゲンが得られる、条項４の方法。
９．コラーゲンがブタ皮膚組織に由来する、条項１～８のいずれか１つの方法。
１０．コラーゲン組成物が酸をさらに含む、条項１～９のいずれか１つの方法。
１１．酸が、塩酸、酢酸、乳酸、ギ酸、クエン酸、硫酸、及びリン酸からなる群から選択される、条項１０の方法。
１２．酸が塩酸である、条項１１の方法。
１３．塩酸が約０．００５Ｎ～約０．１Ｎの塩酸である、条項１２の方法。
１４．塩酸が約０．０１Ｎの塩酸である、条項１２又は１３の方法。
１５．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項１～１４のいずれか１つの方法。
１６．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項１～１５のいずれか１つの方法。
１７．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．５ｍｇ／ｍｌ～約４ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項１～１６のいずれか１つの方法。
１８．コラーゲン組成物が滅菌される、条項１～１３のいずれか１つの方法。
１９．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、又はコラーゲン基質が、クロロホルムへの暴露、ウイルスろ過、無菌ろ過、ガンマ線照射、紫外線放射、電子ビーム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される方法によって滅菌される、条項１～１８のいずれか１つの方法。
２０．コラーゲン組成物がろ過によって滅菌される、条項１～１９のいずれか１つの方法。
２１．緩衝溶液が約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２２．緩衝溶液が約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２３．緩衝溶液が約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２４．緩衝溶液がＭｇＣｌ２を含まない、条項１～２０のいずれか１つの方法。
２５．緩衝溶液が約０．３ｍＭ～約３ｍＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項１～２４のいずれか１つの方法。
２６．緩衝溶液が約１ｍＭ～約１０ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項１～２５のいずれか１つの方法。
２７．緩衝溶液が約０．１ｍＭ～約４ｍＭのＫＣｌをさらに含む、条項１～２６のいずれか１つの方法。
２８．緩衝溶液が約０．０２Ｍ～約０．３ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項１～２７のいずれか１つの方法。
２９．緩衝溶液が約０．００２Ｎ～約０．０２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項１～２８のいずれか１つの方法。
３０．緩衝溶液が約０．５重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項１～２９のいずれか１つの方法。
３１．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項１～２９のいずれか１つの方法。
３２．コラーゲン溶液に細胞を添加することをさらに含む、条項１～３１のいずれか１つの方法。
３３．基質がコラーゲン原線維を含む、条項１～３２のいずれか１つの方法。
３４．条項１～３３のいずれか１つの方法に従って調製されたコラーゲン基質。
３５．コラーゲン基質が医療用移植片である、条項３４のコラーゲン基質。
３６．医療用移植片が、組織移植片材料、注射可能な移植片材料、創傷包帯、止血包帯、治療用細胞のための送達媒体、及び治療薬のための送達媒体からなる群から選択される用途を有する、条項３５のコラーゲン基質。
３７．コラーゲン基質が研究目的で使用される、条項３５のコラーゲン基質。
３８．コラーゲン基質が薬物毒性試験又は創薬のために使用される、条項３７のコラーゲン基質。
３９．コラーゲン組成物及び緩衝溶液を含むキット。
４０．緩衝溶液が約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項３９のキット。
４１．緩衝溶液が約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項３９のキット。
４２．緩衝溶液が約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む、条項３９のキット。
４３．緩衝溶液がＭｇＣｌ２を含まない、条項３９のキット。
４４．緩衝溶液が約０．００３Ｍ～約０．０３ＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項３９～４３のいずれか１つのキット。
４５．緩衝溶液が約０．０１Ｍ～約０．１ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項３９～４４のいずれか１つのキット。
４６．緩衝溶液が約０．００１Ｍ～約０．０４ＭのＫＣｌをさらに含む、条項３９～４５のいずれか１つのキット。
４７．緩衝溶液が約０．２Ｍ～約３．０ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項３９～４６のいずれか１つのキット。
４８．緩衝溶液が約０．０２Ｎ～約０．２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項３９～４７のいずれか１つのキット。
４９．緩衝溶液が約０．２重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項３９～４８のいずれか１つのキット。
５０．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項３９～４８のいずれか１つのキット。
５１．コラーゲン溶液中のコラーゲンが約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項３９～５０のいずれか１つのキット。
５２．コラーゲン溶液中のコラーゲンが約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項３９～５１のいずれか１つのキット。
５３．コラーゲン溶液が約０．００５Ｎの塩酸～約０．１Ｎの塩酸を含む、条項３９～５２のいずれか１つのキット。
５４．コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合することを含む単一の混合ステップを用いて、緩衝溶液がコラーゲンを重合させることができる、条項３９～５３のいずれか１つのキット。
５５．コラーゲン組成物及び緩衝溶液が別々の容器の中にある、条項３９～５４のいずれか１つのキット。
５６．容器が滅菌バイアルである、条項５５のキット。
５７．容器がデュアルシリンジの別々のコンパートメントを含む、条項５５のキット。
５８．デュアルシリンジが混合要素を含む、条項５７のキット。
５９．デュアルシリンジが滅菌される、条項５７のキット。
６０．キットの構成要素を使用するための使用説明書をさらに含む、条項３９～５９のいずれか１つのキット。
６１．基質を調製するための方法であって、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて基質を形成することによって、コラーゲンを重合させることを含み、緩衝溶液がマグネシウムイオン又はマンガンイオンを含有しない、方法。
６２．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約２５℃よりも高温でコラーゲン溶液をインキュベートすることを含む、条項６１の方法。
６３．コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、コラーゲン溶液を約３７℃でインキュベートすることを含む、条項６１又は６２の方法。
６４．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーを含む、条項６１～６３のいずれか１つの方法。
６５．コラーゲンがコラーゲンオリゴマーからなる、条項６１～６３のいずれか１つの方法。
６６．コラーゲンがテロコラーゲンをさらに含む、条項６４の方法。
６７．コラーゲンがアテロコラーゲンをさらに含む、条項６４の方法。
６８．コラーゲンオリゴマーを含有する組織から、コラーゲンオリゴマーを産生する細胞から、又はコラーゲンを化学的に架橋させてコラーゲンオリゴマーを得ることにより、コラーゲンオリゴマーを含むコラーゲンが得られる、条項６４の方法。
６９．コラーゲンがブタ皮膚組織に由来する、条項６１～６８のいずれか１つの方法。
７０．コラーゲン組成物が酸をさらに含む、条項６１～６９のいずれか１つの方法。
７１．酸が、塩酸、酢酸、乳酸、ギ酸、クエン酸、硫酸、及びリン酸からなる群から選択される、条項７０の方法。
７２．酸が塩酸である、条項７１の方法。
７３．塩酸が約０．００５Ｎ～約０．１Ｎの塩酸である、条項７２の方法。
７４．塩酸が約０．０１Ｎの塩酸である、条項７２又は７３の方法。
７５．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項６１～７４のいずれか１つの方法。
７６．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項６１～７５のいずれか１つの方法。
７７．コラーゲンが、コラーゲン溶液中、約０．５ｍｇ／ｍｌ～約４ｍｇ／ｍｌの濃度である、条項６１～７６のいずれか１つの方法。
７８．コラーゲン組成物が滅菌される、条項６１～７７のいずれか１つの方法。
７９．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、又はコラーゲン基質が、クロロホルムへの暴露、ウイルスろ過、無菌ろ過、ガンマ線照射、紫外線放射、電子ビーム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される方法によって滅菌される、条項６１～７８のいずれか１つの方法。
８０．コラーゲン組成物がろ過によって滅菌される、条項６１～７９のいずれか１つの方法。
８１．緩衝溶液が約０．３ｍＭ～約３ｍＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項６１～８０のいずれか１つの方法。
８２．緩衝溶液が約１ｍＭ～約１０ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項６１～８１のいずれか１つの方法。
８３．緩衝溶液が約０．１ｍＭ～約４ｍＭのＫＣｌをさらに含む、条項６１～８２のいずれか１つの方法。
８４．緩衝溶液が約０．０２Ｍ～約０．３ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項６１～８３のいずれか１つの方法。
８５．緩衝溶液が約０．００２Ｎ～約０．０２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項６１～８４のいずれか１つの方法。
８６．緩衝溶液が約０．５重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項６１～８５のいずれか１つの方法。
８７．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項６１～８５のいずれか１つの方法。
８８．コラーゲン溶液に細胞を添加することをさらに含む、条項６１～８７のいずれか１つの方法。
８９．基質がコラーゲン原線維を含む、条項６１～８８のいずれか１つの方法。
９０．条項６１～８９のいずれか１つの方法に従って調製されたコラーゲン基質。
９１．コラーゲン基質が医療用移植片である、条項９０のコラーゲン基質。
９２．医療用移植片が、組織移植片材料、注射可能な移植片材料、創傷包帯、止血包帯、治療用細胞のための送達媒体、及び治療薬のための送達媒体からなる群から選択される用途を有する、条項９１のコラーゲン基質。
９３．コラーゲン基質が研究目的で使用される、条項９０のコラーゲン基質。
９４．コラーゲン基質が薬物毒性試験又は創薬のために使用される、条項９３のコラーゲン基質。
９５．凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液を含むキット。
９６．緩衝溶液が約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項９５のキット。
９７．緩衝溶液が約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２を含む、条項９５のキット。
９８．緩衝溶液が約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む、条項９５のキット。
９９．緩衝溶液がＭｇＣｌ２を含まない、条項９５のキット。
１００．緩衝溶液が約０．００３Ｍ～約０．０３ＭのＫＨ２ＰＯ４をさらに含む、条項９５～９９のいずれか１つのキット。
１０１．緩衝溶液が約０．０１Ｍ～約０．１ＭのＮａ２ＨＰＯ４をさらに含む、条項９５～１００のいずれか１つのキット。
１０２．緩衝溶液が約０．００１Ｍ～約０．０４ＭのＫＣｌをさらに含む、条項９５～１０１のいずれか１つのキット。
１０３．緩衝溶液が約０．２Ｍ～約３．０ＭのＮａＣｌをさらに含む、条項９５～１０２のいずれか１つのキット。
１０４．緩衝溶液が約０．０２Ｎ～約０．２ＮのＮａＯＨをさらに含む、条項９５～１０３のいずれか１つのキット。
１０５．緩衝溶液が約０．２重量パーセント～約５重量パーセントのグルコースをさらに含む、条項９５～１０４のいずれか１つのキット。
１０６．緩衝溶液が約０．５重量パーセント以下のグルコースを含む、条項９５～１０５のいずれか１つのキット。
１０７．塩酸溶液が約０．００５Ｎの塩酸～約０．１Ｎの塩酸を含む、条項９５～１０６のいずれか１つのキット。
１０８．緩衝溶液と、塩酸溶液中で再構成された凍結乾燥コラーゲンとを混合することを含む単一の混合ステップを用いて、緩衝溶液がコラーゲンを重合させることができる、条項９５～１０７のいずれか１つのキット。
１０９．凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液が別々の容器の中にある、条項９５～１０８のいずれか１つのキット。
１１０．キットの構成要素を使用するための使用説明書をさらに含む、条項９５～１０９のいずれか１つのキット。
１１１．基質を調製するための方法であって、コラーゲン組成物を緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成することを含む単一の混合ステップを用いて、コラーゲンを重合させることを含み、コラーゲン溶液中のコラーゲンが重合して基質を形成する、方法。
１１２．コラーゲンが可溶性コラーゲンである、条項１～３３、６１～８９、又は１１１のいずれか１つの方法。
１１３．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、及び／又はコラーゲン基質が紫外線放射を用いて滅菌される、条項１～１９、２１～３３、６１～７９、８１～８９、又は１１１～１１２のいずれか１つの方法。
１１４．コラーゲン重合の結果として生じるコラーゲン基質が、照射されていないコラーゲン組成物、照射されていないコラーゲン溶液、又は照射されていないコラーゲン基質に対してそれぞれ重合特性を保持する、条項１１３の方法。
１１５．重合特性がせん断貯蔵弾性率である、条項１１４の方法。
１１６．放射線量が約５ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１３～１１５のいずれか１つの方法。
１１７．放射線量が約３０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１３～１１５のいずれか１つの方法。
１１８．滅菌がウイルスを不活性化する、条項１１３～１１７のいずれか１つの方法。
１１９．コラーゲン基質が紫外線放射を用いて滅菌される、条項３４～３８又は９０～９４のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２０．コラーゲン基質が、照射されていないコラーゲン基質に対して重合特性を保持する、条項１１９のコラーゲン基質。
１２１．重合特性がせん断貯蔵弾性率である、条項１２０のコラーゲン基質。
１２２．放射線量が約５ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１９～１２１のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２３．放射線量が約３０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１１９～１２１のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２４．滅菌がウイルスを不活性化する、条項１１９～１２３のいずれか１つのコラーゲン基質。
１２５．コラーゲン組成物又は凍結乾燥コラーゲンが紫外線放射を用いて滅菌される、条項３９～６０又は９５～１１０のいずれか１つのキット。
１２６．コラーゲン重合の結果として生じるコラーゲン基質が、照射されていないコラーゲン組成物又は照射されていない凍結乾燥コラーゲンに対してそれぞれ重合特性を保持する、条項１２５のキット。
１２７．重合特性がせん断貯蔵弾性率である、条項１２６のキット。
１２８．放射線量が約５ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１２５～１２７のいずれか１つのキット。
１２９．放射線量が約３０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、条項１２５～１２７のいずれか１つのキット。
１３０．滅菌がウイルスを不活性化する、条項１２５～１２９のいずれか１つのキット。
１３１．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、及び／又はコラーゲン基質がＵＶＣ照射を用いて滅菌される、条項１～１９、２１～３３、６１～７９、８１～８９、又は１１１～１１８のいずれか１つの方法。
１３２．コラーゲン組成物、コラーゲン溶液、及び／又はコラーゲン基質がＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、条項１～１９、２１～３３、６１～７９、８１～８９、又は１１１～１１８のいずれか１つの方法。
１３３．コラーゲン基質がＵＶＣ照射を用いて滅菌される、条項３４～３８、９０～９４、又は１１９～１２４のいずれか１つのコラーゲン基質。
１３４．コラーゲン基質がＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、条項３４～３８、９０～９４、又は１１９～１２４のいずれか１つのコラーゲン基質。
１３５．コラーゲン組成物又は凍結乾燥コラーゲンがＵＶＣ照射を用いて滅菌される、条項３９～６０、９５～１１０、又は１２５～１３０のいずれか１つのキット。
１３６．コラーゲン組成物又は凍結乾燥コラーゲンがＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、条項３９～６０、９５～１１０、又は１２５～１３０のいずれか１つのキット。
当業者により理解され得るように、重合、自己組織化（self-assembly）、自己組織化された（self-assembled）、原線維形成、及び基質形成能力は同じ意味を有し、そして当業者により理解され得るように、基質は原線維形態であり得る。本明細書に記載される方法及び組成物において使用するためのコラーゲンを調製するために、コラーゲンを調製するために当該技術分野において知られている任意の方法を使用することができる。説明的な実施形態では、コラーゲンは、Bailey JL, Critser PJ, Whittington C, Kuske JL, Yoder MC, Voytik-Harbin SL; Collagen oligomers modulate physical and biological properties of three-dimensional self-assembled matrices, Biopolymers (2011) 95(2):77-93、Kreger ST, Bell BJ, Bailey J, Stites E, Kuske J, Waisner B, Voytik-Harbin SL; Polymerization and matrix physical properties as important design considerations for soluble collagen formulations, Biopolymers (2010) 93(8):690-707、米国特許出願公開第２００８０２６８０５２号、又は米国特許出願公開第２０１２００２７７３２号（これらはそれぞれ、参照によって本明細書中に援用される）に記載される方法によって調製され得る。
種々の説明的な実施形態では、本明細書に記載される方法及び組成物において使用するためのコラーゲンは、当該技術分野において知られているコラーゲンの任意の適切な源から入手され得る。例示的なコラーゲン源には、粘膜下組織（米国特許第４，９０２，５０８、同第５，２８１，４２２号、及び同第５，２７５，８２６号）、心膜組織、膀胱粘膜下組織、胃粘膜下組織、肝臓基底膜組織、胎盤組織、卵巣組織、動物の尾部組織、皮膚組織（例えば、参照によって本明細書中に援用されるGallop, et al., Preparation and Properties of Soluble Collagens, Meth. Enzymol. 6: 635-641 (1963)）、及び一般に細胞外基質組織が含まれる。種々の実施形態では、本明細書に記載される方法及び組成物において使用するためのコラーゲンのタイプは、Ｉ型コラーゲン、ＩＩ型コラーゲン、ＩＩＩ型コラーゲン、若しくはＩＶ型コラーゲン、又はこれらの組合せを含むがこれらに限定されない、任意の適切なタイプのコラーゲンであり得る。
一実施形態では、コラーゲンオリゴマーが豊富な組織（例えば、ブタ皮膚組織）を使用して、本明細書に記載される方法及び組成物において使用するためのコラーゲンを得ることもできるし、あるいはコラーゲンオリゴマーを産生する細胞（例えば、コラーゲンオリゴマーを発現するように組換え技術により改変された細胞）から、又はコラーゲンを化学的に架橋させてコラーゲンオリゴマーを得る（例えば、当該技術分野において知られている架橋剤を用いて）ことによって、コラーゲンを得ることもできる。種々の実施形態では、本明細書に記載される方法及び組成物において使用するためのコラーゲンはオリゴマーを含むことができるか、あるいはオリゴマーからなることができる。別の実施形態では、コラーゲンはオリゴマーと、モノマー、テロコラーゲン、及び／又はアテロコラーゲンなどの他の形態のコラーゲンとを含むことができる。
別の実施形態では、コラーゲンは、可溶性コラーゲン又は可溶化コラーゲンであり得る。コラーゲンが可溶性コラーゲン又は可溶化コラーゲンである実施形態では、コラーゲンは実質的に可溶性コラーゲンを含まないが、いくらかの不溶性コラーゲンを含有することもある。別の実施形態では、コラーゲンは、可溶性コラーゲン又は可溶化コラーゲンからなる。
種々の説明的な実施形態では、コラーゲン、コラーゲン組成物、コラーゲン基質、コラーゲン溶液、凍結乾燥コラーゲン、及び／又は緩衝溶液は、プロピレンオキシド又はエチレンオキシド処理、ガスプラズマ滅菌、ガンマ線放射（例えば、１～４ミリラド）、紫外線放射（例えば、ＵＶＣ照射）、電子ビーム、ウイルスろ過、無菌ろ過（例えば、０．２２μｍフィルタによる）、クロロホルム曝露、及び／又は過酢酸滅菌、並びにこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、当該技術分野において知られている滅菌技術を用いて滅菌され得る。この実施形態では、滅菌手順は、滅菌されるコラーゲンの構造、コラーゲンの重合特定、又はコラーゲンの生物学的特性に悪影響を与えてはならない。種々の実施形態では、コラーゲンは、凍結乾燥（凍結乾燥手順は以下に記載される）の前又は後に滅菌することができる。
紫外線放射（例えば、ＵＶＣ照射）実施形態では、コラーゲン重合の結果として生じるコラーゲン基質は、照射されていないコラーゲン、照射されていないコラーゲン組成物、照射されていないコラーゲン基質、照射されていないコラーゲン溶液、又は照射されていない凍結乾燥コラーゲンに対してそれぞれ重合特性を保持することができる。この実施形態では、重合特性は、せん断貯蔵弾性率、弾性率（ヤング率）、引張弾性率、圧縮弾性率、原線維構造、タンパク質分解、細胞シグナル伝達、及びこれらの組み合わせから選択され得る。種々の実施形態では、紫外線放射線量（例えば、ＵＶＣ照射）は、約５ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２、約５ｍＪ／ｃｍ２～約７００ｍＪ／ｃｍ２、約５ｍＪ／ｃｍ２～約６００ｍＪ／ｃｍ２、約５ｍＪ／ｃｍ２～約５００ｍＪ／ｃｍ２、約５ｍＪ／ｃｍ２～約４００ｍＪ／ｃｍ２、約５ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２、５ｍＪ／ｃｍ２～約２００ｍＪ／ｃｍ２、５ｍＪ／ｃｍ２～約１００ｍＪ／ｃｍ２、５ｍＪ／ｃｍ２～約５０ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約７００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約６００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約５００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約４００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約２００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約１００ｍＪ／ｃｍ２、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約５０ｍＪ／ｃｍ２、約２００ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２、約３００ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２、約４００ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２、約５００ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２、約６００ｍＪ／ｃｍ２～約８００ｍＪ／ｃｍ２、約５０ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２、約１００ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２、又は約２００ｍＪ／ｃｍ２～約３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲であり得る。本明細書に記載される紫外線放射実施形態（例えば、ＵＶＣ照射）の全てにおいて、滅菌はウイルスを不活性化する。この実施形態では、「ウイルスを不活性化する」は、感染性かどうかに関わりなく全てのウイルスを不活性化すること、感染性ウイルスの数を低減すること、又は感染性かどうかに関わりなくウイルスの活性を阻害することを意味する。
１つの態様では、本明細書に記載される方法及び組成物において使用するためのコラーゲンは、コラーゲンを精製するために当該技術分野において知られている方法によって精製され得る。本明細書で使用される場合、「精製される」は、細胞汚染物質、ヌクレオチド汚染物質、及び内毒素を含むがこれらに限定されない汚染物質を除去することを意味する。種々の実施形態では、コラーゲンは、少なくとも約９０％、少なくとも約９１％、少なくとも約９２％、少なくとも約９３％、少なくとも約９４％、少なくとも約９５％、少なくとも約９６％、少なくとも約９７％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％、又は少なくとも約９９．５％純粋であるように汚染物質を除去することによって精製され得る。別の実施形態では、コラーゲンは単離され得る。本明細書で使用される場合、「単離される」は、細胞汚染物質、ヌクレオチド汚染物質、及び内毒素を含むがこれらに限定されない汚染物質を実質的に含まないことを意味する。
１つの説明的な実施形態では、本明細書に記載される方法及び組成物において使用するためのコラーゲンは凍結乾燥され、次に再構成されて、本明細書に記載される緩衝溶液と混合するためのコラーゲン組成物を形成することができる。この実施形態では、凍結乾燥コラーゲンの再構成は、コラーゲンの重合のための混合ステップではない。本明細書で使用される場合、「凍結乾燥した」という用語は、例えば真空下で凍結乾燥することにより、タンパク質、化合物、又は組成物から水が除去されることを意味する。当業者に知られている任意の凍結乾燥法を使用することができる。１つの態様では、コラーゲンは、酸、例えば、酢酸、塩酸、ギ酸、乳酸、クエン酸、硫酸、又はリン酸の中で凍結乾燥され得る。別の実施形態では、コラーゲンは、水中で凍結乾燥され得る。他の説明的な実施形態では、凍結保護剤（cryoprotectant）又は凍結乾燥保護剤（lyoprotectant）、又はこれらの組合せが凍結乾燥の際に使用され得る。
１つの説明的な態様では、凍結乾燥コラーゲンを再構成して、緩衝溶液と混合してコラーゲンを重合させるための本明細書に記載されるコラーゲン組成物を形成することができる。種々の説明的な実施形態では、コラーゲンは、酸性溶液又は水中で再構成され得る。種々の実施形態では、酸性溶液は、酢酸、塩酸、ギ酸、乳酸、クエン酸、硫酸、又はリン酸を含むことができる。説明的な実施形態では、再構成のための酸性溶液は、約０．００５Ｎ～約０．１Ｎ、約０．００５Ｎ～約０．０８Ｎ、約０．００５Ｎ～約０．０６Ｎ、約０．００５Ｎ～約０．０４Ｎ、約０．００５Ｎ～約０．０２Ｎ、約０．００５Ｎ～約０．０１Ｎ、又は約０．０１Ｎの酸濃度を有することができる。一実施形態では、酸は塩酸でよく、塩酸は、約０．００５Ｎ～約０．１Ｎの塩酸であり得る。別の実施形態では、酸は塩酸でよく、塩酸は、約０．０１Ｎの塩酸であり得る。
１つの説明的な態様では、コラーゲン組成物又はコラーゲン溶液中のコラーゲン濃度は、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌ、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌ、又は約０．５ｍｇ／ｍｌ～約４ｍｇ／ｍｌであり得る。他の実施形態では、コラーゲン組成物又はコラーゲン溶液中のコラーゲン濃度は，約０．０５～約５．０ｍｇ／ｍｌ、約１．０ｍｇ／ｍｌ～約３．０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５ｍｇ／ｍｌ～約１０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５～約２０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５～約３０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５～約４０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５～約５０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５～約６０ｍｇ／ｍｌ、約０．０５～約８０ｍｇ／ｍｌ、約５ｍｇ／ｍｌ～１０ｍｇ／ｍｌ、約５ｍｇ／ｍｌ～２０ｍｇ／ｍｌ、約５ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌ、約５ｍｇ／ｍｌ～６０ｍｇ／ｍｌ、約５ｍｇ／ｍｌ～約１００ｍｇ／ｍｌ、約２０ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌ、約２０ｍｇ／ｍｌ～６０ｍｇ／ｍｌ、又は約２０ｍｇ／ｍｌ～約１００ｍｇ／ｍｌであり得る。
説明的な実施形態では、コラーゲン組成物は一段階で緩衝溶液と混合されてコラーゲンを重合させる。別の実施形態では、コラーゲン組成物は、マグネシウム又はマンガンイオンの非存在下で緩衝溶液と混合されてコラーゲンを重合させる。一実施形態では、コラーゲン組成物は緩衝溶液と混合されてコラーゲン溶液を形成し、コラーゲン溶液は、コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約２５℃よりも高温でインキュベートされる。別の実施形態では、コラーゲン溶液は、コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約３７℃でインキュベートされる。種々の他の実施形態では、コラーゲン溶液は、コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約２５℃、２６℃、２７℃、２８℃、２９℃、３０℃、３１℃、３２℃、３３℃、３４℃、３５℃、３６℃、３８℃、３９℃、又は４０℃でインキュベートされ得る。別の実施形態では、コラーゲン溶液は、コラーゲン溶液中のコラーゲンの重合を促進するために、約２５℃～約４０℃でインキュベートされ得る。他の実施形態では、重合は、２０℃よりも高い温度、又は約２０℃～約４０℃の範囲から選択される温度で実行され得る。これらの実施形態では、コラーゲンは重合されて、体内で見られるものと同様の原線維を形成することができる。
一実施形態では、コラーゲン組成物と混合してコラーゲン溶液を形成するための緩衝溶液は、約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２、約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２、約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含んでいても、又はＭｇＣｌ２を含まなくてもよい。他の実施形態では、コラーゲン組成物と混合してコラーゲン溶液を形成するための緩衝溶液は、約０．３ｍＭ～約３ｍＭのＫＨ２ＰＯ４、約１ｍＭ～約１０ＭのＮａ２ＨＰＯ４、約０．１ｍＭ～約４ｍＭのＫＣｌ、約０．０２Ｍ～約０．３ＭのＮａＣｌ、及び約０．００２Ｎ～約０．０２ＮのＮａＯＨを含むことができる。別の実施形態では、コラーゲン組成物と混合してコラーゲン溶液を形成するための緩衝溶液は、約０．５重量パーセント～約５重量パーセントのグルコース、約０．５重量パーセント以下のグルコースを含んでいても、又はグルコースを含まなくてもよい。
１つの態様では、緩衝溶液は、前段落の成分濃度のいずれかを有する１Ｘ緩衝溶液を作製するために、１０Ｘ、５Ｘ、２Ｘ、又は任意の適切な出発濃度から希釈され得る。１つの態様では、本明細書に記載されるキットは、希釈して１Ｘ緩衝溶液を作製するために、１０Ｘ、５Ｘ、若しくは２Ｘの濃度、又は任意の適切な出発濃度を有する緩衝溶液を含有することができる。一実施形態によると、１０Ｘ緩衝溶液は、以下の濃度の以下の成分を含むことができる：
１．３７ＭのＮａＣｌ
０．０２７ＭのＫＣｌ
０．０８１ＭのＮａ２ＨＰＯ４
０．０１５ＭのＫＨ２ＰＯ４
０．１ＮのＮａＯＨ
及び任意選択的に、５５．５ｍＭのグルコース。
別の実施形態では、１Ｘ緩衝溶液は、以下の濃度の以下の成分を含むことができる：
０．１３７ＭのＮａＣｌ
０．００２７ＭのＫＣｌ
０．００８１ＭのＮａ２ＨＰＯ４
０．００１５ＭのＫＨ２ＰＯ４
０．０１ＮのＮａＯＨ
及び任意選択的に、５．５５ｍＭのグルコース
これらの実施形態では、緩衝溶液中にＮａＯＨが存在する。コラーゲンを重合させるための従来の既知の方法では、ＮａＯＨは、コラーゲンの重合方法における付加的な混合ステップとして別個に添加された。別の説明的な実施形態では、塩化カルシウムは、約０．４ｍＭ～約２．０ｍＭの濃度で緩衝溶液中に存在することができる。
種々の実施形態では、緩衝溶液中の緩衝剤は、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン塩酸塩（Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ）、３－（Ｎ－モルホリノ）プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、ピペラジン－Ｎ，Ｎ’－ビス（２－エタンスルホン酸）（ＰＩＰＥＳ）、［Ｎ－（２－アセトアミド）］－２－アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、Ｎ－［２－ヒドロキシエチル］ピペラジン－Ｎ’－［２－エタンスルホン酸］（ＨＥＰＥＳ）、及び１，３－ビス［トリス（ヒドロキシメチル）メチルアミノ］プロパン（ビストリスプロパン）からなる群から選択され得る。一実施形態では、緩衝剤はＰＢＳである。
種々の説明的な実施形態では、コラーゲンの重合のためのコラーゲン溶液のｐＨは、約５．０～約１１、約６．０～約９．０、約６．５～約８．５の範囲から選択され、別の実施形態では、ｐＨは約７．３～約７．４である。
種々の実施形態では、ミネラル、アミノ酸、糖、ペプチド、タンパク質、ビタミン、若しくは細胞増殖を促進する糖タンパク質（例えば、ラミニン及びフィブロネクチン）を含む栄養分、ヒアルロン酸、又は成長因子（例えば、上皮成長因子、血小板由来成長因子、トランスフォーミング成長因子β、又は線維芽細胞成長因子）、及びグルココルチコイド（例えば、デキサメタゾン）が、コラーゲン重合が完了する前若しくは後に、又はコラーゲン重合中に、コラーゲン溶液に添加され得る。別の実施形態によると、コラーゲン重合が完了する前若しくは後に、又はコラーゲン重合中に、細胞がコラーゲン溶液に添加され得る。種々の実施形態では、細胞は、上皮細胞、内皮細胞、中胚葉由来の細胞、中皮細胞、滑膜細胞、神経細胞、グリア細胞、骨芽細胞、線維芽細胞、軟骨細胞、腱細胞、平滑筋細胞、骨格筋細胞、心筋細胞、多分化能前駆細胞（例えば、骨髄前駆細胞を含む幹細胞）、脂肪細胞、及び骨形成細胞からなる群から選択され得る。
一実施形態では、本明細書に記載される方法のいずれかに従って調製されるコラーゲン基質が提供される。１つの態様では、コラーゲン基質は医療用移植片であり得る。一実施形態では、医療用移植片は、組織移植片材料、注射可能な移植片材料、創傷包帯、止血包帯、治療用細胞のための送達媒体、及び治療薬のための送達媒体からなる群から選択される用途を有する。別の実施形態では、本明細書に記載される方法は、組織又は臓器をプリントするためのバイオインク製剤を製造するために使用され得る。別の実施形態では、コラーゲン基質は、薬物毒性試験又は創薬などの研究目的のために使用される。一実施形態では、本明細書に記載される方法によって調製される基質は、注入部位における内在性組織の再成長（例えば、再構築）のための基材としての機能を果たすことができ、そして基質は、注入又は注射の部位で置換する損傷又は病変組織の特徴を有することができる。
１つの説明的な実施形態では、本明細書に記載される基質は、約０．１％～約１００％、約０．５％～約１００％、約０．５％～約２６％、約１％～約１００％、約１％～約２６％、約１％～約７％、約１％～約１５％、約７％～約２６％、約２０％～約３０％、約２０％～約５０％、約２０％～約７０％、約２０％～約１００％、約３０％～約５０％、約３０％～約７０％、若しくは約３０％～約１００％の原線維面積分率（基質の断面において原線維が占める総面積の面積百分率として定義される）若しくは原線維体積分率（３次元において原線維が占める総面積の面積百分率）、及び／又は約０．５ｋＰａ～約４０ｋＰａ、約３０ｋＰａ～１００ｋＰａ、約３０ｋＰａ～約１０００ｋＰａ、約３０ｋＰａ～約１００００ｋＰａ、約３０ｋＰａ～約７００００ｋＰａ、約１００ｋＰａ～１０００ｋＰａ、約１００ｋＰａ～約１００００ｋＰａ、若しくは約１００ｋＰａ～約７００００ｋＰａの弾性率（例えば、弾性率又は線形弾性率（従来の機械的試験プロトコルを用いて得られる応力－歪み曲線の線形領域の傾きにより定義される；すなわち剛性）、圧縮弾性率、又はせん断貯蔵弾性率）を有する原線維を含有することができる。
別の実施形態では、凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液を含むキットが記載される。さらに別の実施形態では、コラーゲン組成物及び緩衝溶液を含むキットが提供される。これらのキット実施形態では、緩衝溶液は約０．０３ｍＭ～約０．２ｍＭのＭｇＣｌ２、約０．００２ｍＭ～約０．０２ｍＭのＭｇＣｌ２、約０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含むことができ、あるいは緩衝溶液はＭｇＣｌ２を含まない。種々の実施形態では、緩衝溶液は、約０．００３Ｍ～約０．０３ＭのＫＨ２ＰＯ４、約０．０１Ｍ～約０．１ＭのＮａ２ＨＰＯ４、約０．００１Ｍ～約０．０４ＭのＫＣｌ、約０．２Ｍ～約３．０ＭのＮａＣｌ、及び約０．０２Ｎ～約０．２ＮのＮａＯＨをさらに含む。別の態様では、緩衝溶液は、約０．２重量パーセント～約５重量パーセントのグルコース、約０．５重量パーセント以下のグルコースを含んでいても、又はグルコースを含まなくてもよい。
１つの態様では、塩酸溶液を有するキット実施形態において、塩酸溶液は、約０．００５Ｎの塩酸～約０．１Ｎの塩酸を含み得る。１つの態様では、凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液を有するキット実施形態において、凍結乾燥コラーゲン、塩酸溶液、及び緩衝溶液は別々の容器の中にある。コラーゲン組成物及び緩衝溶液を有する実施形態の１つの態様では、コラーゲン組成物中のコラーゲンは、約０．１ｍｇ／ｍｌ～約４０ｍｇ／ｍｌ又は約０．１ｍｇ／ｍｌ～約５ｍｇ／ｍｌの濃度であり得る。この実施形態では、コラーゲン組成物及び緩衝溶液は、滅菌バイアルなどの別々の容器の中、又は混合要素を含むデュアルシリンジの別々のコンパートメントの中にあり得る。本明細書に記載されるキット実施形態のいずれかにおいて、キットは、キットの構成要素を使用するための使用説明書を含むことができる。本明細書に記載されるキット実施形態のいずれかにおいて、緩衝溶液と、塩酸溶液中で再構成された凍結乾燥コラーゲン、又はコラーゲン組成物とを混合することを含む単一の混合ステップを用いて、緩衝溶液はコラーゲンを重合させることができる。
別の実施形態では、凍結乾燥形態のコラーゲンを有するキットが提供され、本キットはさらに、本明細書に記載される緩衝溶液と、凍結乾燥コラーゲンを再構成するための酢酸又は別の希酸（例えば、塩酸、ギ酸、乳酸、クエン酸、硫酸、又はリン酸を含む）などの酸の溶液とを含む。
以下の実施例は、特定の実施形態をさらに詳細に説明する。これらの実施例は説明のためだけに提供されており、決して本発明を限定すると解釈されてはならない。
実施例１
コラーゲン組成物の調製
Ｉ型コラーゲンオリゴマーは閉鎖群（closed herd）のブタの真皮に由来し、既に記載されたように調製した（Bailey JL, Critser PJ, Whittington C, Kuske JL, Yoder MC, Voytik-Harbin SL; Collagen oligomers modulate physical and biological properties of three-dimensional self-assembled matrices, Biopolymers (2011) 95(2):77-93、及びKreger ST, Bell BJ, Bailey J, Stites E, Kuske J, Waisner B, Voytik-Harbin SL; Polymerization and matrix physical properties as important design considerations for soluble collagen formulations, Biopolymers (2010) 93(8):690-707（いずれも参照によって本明細書中に援用される））。使用する前に、凍結乾燥コラーゲンオリゴマーを０．０１Ｎの塩酸中に溶解させた。研究グレードのオリゴマーは、４℃のクロロホルム曝露により無菌にした。医療グレードのオリゴマーは、０．２２μｍのMillex-GP PES Expressシリンジフィルタ（Millipore，SLGPO33RS）を用いて無菌ろ過した。シリウスレッド（Direct Red 80）アッセイを用いて、コラーゲン濃度を決定した。ＡＳＴＭ国際合意標準Ｆ３０８９－１４（ASTM Standard F3089, 2014, “Standard Guide for Characterization and Standardization of Polymerizable Collagen-Based Products and Associated Collagen-Cell Interactions”, ASTM International, West Conshohocken, PA, F3089-14）に従って、純度及び重合能力に基づいてオリゴマー製剤を標準化した。重合能力は、重合反応のコラーゲン濃度の関数として、基質のせん断貯蔵弾性率（Ｇ’）によって定義される。多段階自己組織化を実施し、３つの試薬－１０Ｘ重合緩衝剤ＰＬＵＳ、０．１ＮのＮａＯＨ、及び重合補助剤（Polymerization Supplement）を包含させた。一段階自己組織化は、ＭｇＣｌ２の非存在下で以下の配合に従って調製した１０Ｘ自己組織化試薬（１：１０希釈）を用いて実施した。
２ｇのＫＨ２ＰＯ４（ＦＷ１３６．０９）
１１．５ｇのＮａ２ＨＰＯ４（ＦＷ１４１．９６）
２ｇのＫＣｌ（ＦＷ７４．５５）
１０ｇのグルコース
８０ｇのＮａＣｌ（ＦＷ５８．４４）
２０ｍｌの５ＮのＮａＯＨ
全ての試薬をＭｉｌｌｉ－Ｑろ過水に添加して１リットルの最終体積を達成し、無菌ろ過した（０．２２μｍ）。Integra Life Sciences（Plainsboro, NJ）からIntegra Flowableを入手し、製造業者の使用説明書に従って扱った。
実施例２
粘弾性特性試験
自己組織化コラーゲン基質の粘弾性特性は、既に記載されたようにAR2000レオメータ（TA Instruments, New Castle, DE）において振動せん断モードを用いて決定した（Kreger et al., 2010）。レオメータステージにおいて３０分間サンプルを重合させた後、１Ｈｚにおいて０．１％から４％までの歪みでせん断－歪みスイープを行った。１％の歪みにおけるせん断貯蔵弾性率（Ｇ’）を基質剛性の尺度として使用した。
実施例３
３次元コラーゲン－原線維組織構築物の細胞培養及び調製
Zen-Bio（Research Triangle Park, NC）から低継代数のヒト脂肪由来幹細胞（ｈＡＳＣ）を入手し、ダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ；Life Technologies, Carlsbad, CA）、１０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）、１００Ｕ／ｍＬのペニシリン、及び１００Ｕ／ｍＬのストレプトミオシン（streptomyosin）（Invitrogen, Grand Island, NY）からなる成長培地で培養した。ｈＡＳＣを成長させ、３７℃の空気中５％の二酸化炭素の加湿環境で保持した。細胞を８０％よりも低いコンフルエンスに保ち、６～９継代で実験に使用した。
中和されたオリゴマー（２００Ｐａ）溶液中にｈＡＳＣ（３００，０００細胞／ｍｌ）を懸濁させることにより、細胞被包コラーゲン－原線維組織構築物を調製した。中和は、多段階又は一段階手順及び試薬を用いて達成した。３日間の培養後に３％パラホルムアルデヒド中に組織構築物を固定し、アクチン細胞骨格の可視化のためにファロイジンで染色した。３Ｄ定性分析のために、倒立顕微鏡（ＩＸ８１、Olympus Corporation, Tokyo, Japan）に適合されたOlympus FluoView FV-1000共焦点システムを用いて組織構築物を画像化した。
実施例４
マウス皮下注射
Harlan Laboratories（Indianapolis, Indiana）から入手したC57BL/6マウス（ｎ＝５）を最初に１Ｌの誘導チャンバ内で麻酔し、次に、１．５Ｌ／分の医療グレードの空気中１～３％のイソフルランを投与する同軸ノーズコーン非再呼吸システムにより意識のない状態に保持した。無菌眼用潤滑剤を適用し、４４℃に設定した調節可能な加熱ステージ上に動物を置いて、体内温度を３７℃付近に保持した。ステージ電極及び直腸プローブをそれぞれ用いて、心拍数、呼吸数、及び体温を１５分ごとにモニターした。クリッパー及び脱毛剤クリーム（Nair, Church & Dwight Co., Inc. Ewing, NJ）を用いて背面側の毛を除去した。実験群には、１）研究グレードのオリゴマー（５００Ｐａ）、２）医療グレードのオリゴマー（５００Ｐａ）、３）Integra Flowable、４）リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）、又は５）未処理対照が含まれた。オリゴマー、Integra Flowable、及びＰＢＳ製剤を、矢状面に対して平行に、背中の両側に皮下注射した（２００μｌ）。２７Ｇ、１／２インチのニードルを用いてオリゴマー及びＰＢＳ製剤を投与し、Integra Flowableでは、材料の粘稠度及びより小さいニードルサイズの目詰まりのために、１８Ｇ、１／２インチのニードルが必要とされた。４週間後に動物を安楽死させ、十分なマージンの周囲宿主組織と共にインプラント部位を回収した。全ての検体をホルマリン中で固定し、パラフィン包埋し、薄片にし、ヘマトキシリン及びエオシン（H&E）並びにマッソントリクロームにより染色した。
実施例５
一段階自己組織化手順及び試薬の開発及び検証
一段階自己組織化手順及び試薬には、ｉ）生理的に適切な状態及び試薬と、ｉｉ）確立された多段階手順で観察されるような重合能力との保持が含まれた。多段階手順で使用される全ての試薬（１０Ｘ重合緩衝剤ＰＬＵＳ、重合補助剤、及びＮａＯＨを含む）を混ぜ合わせる最初の試みは、綿状沈殿物を形成する不安定な溶液をもたらした。しかしながら、ＭｇＣｌ２を除去すると、４℃で長期間貯蔵しても沈殿は認められなかった。これらの結果に基づいて、追跡研究を実施して、重合能力及びインビトロ細胞応答を評価した。多段階手順と比較して、一段階手順は、図１及び２にそれぞれ示されるように、同様の重合能力曲線並びに同様のインビトロ細胞挙動及びモルホロジーをもたらした。３次元バイオプリンティング用途のための一段階自己組織化の有用性を示すために予備研究も行った。より具体的には、オリゴマー、１０Ｘ自己組織化試薬、及び希釈剤を使用し、特注設計の単一ノズルのバイオプリンティング装置を用いて、コラーゲン－原線維密度の連続勾配を含有する組織構築物をプリントした。新しい一段階コラーゲン自己組織化手順及び関連の処方集は、図３及び図４にそれぞれ示される。
実施例６
コラーゲンポリマー滅菌法の開発及び検証
医療グレードのオリゴマー製品のスケールアップ製造及び規制承認を支援し得る滅菌法を評価するために、付加的な研究を実施した。従来の０．２２μｍのシリンジベースのフィルタデバイスを用いて、無菌ろ過を使用した。オリゴマーは可溶性分子溶液を表すので、無菌ろ過に適している。オリゴマー製剤（５００Ｐａ）は、無菌ろ過の前（４５８±５５Ｐａ）及び後（４３４±４９）で統計的に類似している（ｐ＞０．０５）重合速度論及び能力を示した。付加的な研究により、研究グレード及び医療グレードのオリゴマー製剤を用いて同様のインビボ組織応答が得られることが確認された。さらに、研究グレードのオリゴマーの一段階重合を用いて得られたインビボ組織応答は多段階重合手順を用いて得られたものと一致した（図５を参照）。
実施例７
コラーゲンの紫外線照射がコラーゲン基質の特性に与える影響
低圧Ｈｇランプ源を用いるフラットプレート平行ビームシステムにより、２５４ｎｍ（ＵＶＣ）の単色紫外線放射を生成した。薄層（１ｍｍ）のコラーゲン溶液をペトリ皿に入れ、０（未処理対照）、３０ｍＪ／ｃｍ２（１分の照射）及び３００ｍＪ／ｃｍ２（１０分の照射）のＵＶＣ線量で処理した。処理サンプルの重合能力及び関連の粘弾性特性を実施例２に記載されるように測定し、未処理対照と比較した。０、３０、及び３００ｍＪ／ｃｍ２の線量のＵＶＣ照射に暴露したオリゴマー溶液について、せん断貯蔵弾性率の測定値は統計的に類似していた（図７）。

Claims (26)

  1. マトリックスを調製するための方法であって、コラーゲン組成物を、塩基と０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、前記コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて前記マトリックスを形成することを含む単一の混合ステップを用いて、前記コラーゲンを重合させることを含む方法。
  2. 前記コラーゲン組成物、前記コラーゲン溶液、又は前記コラーゲンマトリックスが、クロロホルムへの暴露、ウイルスろ過、無菌ろ過、紫外線放射、ガンマ線照射、電子ビーム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される方法によって滅菌される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記コラーゲン組成物、前記コラーゲン溶液、及び／又は前記コラーゲンマトリックスが紫外線放射を用いて滅菌される、請求項１または２に記載の方法。
  4. 放射線量が３０ｍＪ／ｃｍ２～３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、請求項３に記載の方法。
  5. 前記滅菌がウイルスを不活性化する、請求項３に記載の方法。
  6. 前記コラーゲン組成物、前記コラーゲン溶液、及び／又は前記コラーゲンマトリックスがＵＶＣ照射を用いて滅菌される、請求項１または２に記載の方法。
  7. 前記コラーゲン組成物、前記コラーゲン溶液、及び／又は前記コラーゲンマトリックスが、ＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、請求項６に記載の方法。
  8. 請求項１または２に記載の方法に従って調製されたコラーゲンマトリックス。
  9. 請求項５に記載の方法に従って調製されたコラーゲンマトリックス。
  10. 前記コラーゲン組成物、前記コラーゲン溶液、及び／又は前記コラーゲンマトリックスが紫外線放射を用いて滅菌される、請求項８又は９に記載のコラーゲンマトリックス。
  11. 放射線量が３０ｍＪ／ｃｍ２～３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、請求項１０に記載のコラーゲンマトリックス。
  12. 前記滅菌がウイルスを不活性化する、請求項１１に記載のコラーゲンマトリックス。
  13. 前記コラーゲン組成物、前記コラーゲン溶液、及び／又は前記コラーゲンマトリックスがＵＶＣ照射を用いて滅菌される、請求項８又は９に記載のコラーゲンマトリックス。
  14. 前記コラーゲン組成物、前記コラーゲン溶液、及び／又は前記コラーゲンマトリックスが、ＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、請求項１３に記載のコラーゲンマトリックス。
  15. コラーゲンを重合させることにより形成されるコラーゲンマトリックスが、移植可能な材料、注射可能な移植材料、創傷包帯、止血包帯、治療用細胞のための送達媒体、及び／又は治療薬のための送達媒体として使用される、請求項８～１４のいずれか一項に記載のコラーゲンマトリックス。
  16. コラーゲン組成物及び、塩基と０．０２ｍＭ未満のＭｇＣｌ２を含む緩衝溶液を含むキットであって、前記コラーゲン組成物を前記緩衝溶液と混合することを含む単一の混合ステップを用いて前記コラーゲン組成物中のコラーゲンを重合して、コラーゲンマトリックスを形成するのに用いるためのキット。
  17. 前記コラーゲン組成物、及び／又は前記コラーゲンマトリックスが紫外線放射を用いて滅菌される、請求項１６に記載のキット。
  18. 放射線量が３０ｍＪ／ｃｍ２～３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である、請求項１７に記載のキット。
  19. 前記滅菌がウイルスを不活性化する、請求項１７または１８に記載のキット。
  20. 前記コラーゲン組成物、及び／又は前記コラーゲンマトリックスがＵＶＣ照射を用いて滅菌される、請求項１６に記載のキット。
  21. 前記コラーゲン組成物、及び／又は前記コラーゲンマトリックスが、ＵＶＣ照射及び無菌ろ過を用いて滅菌される、請求項２０に記載のキット。
  22. コラーゲンを重合させることにより形成されるコラーゲンマトリックスが、移植可能な材料、注射可能な移植材料、創傷包帯、止血包帯、治療用細胞のための送達媒体、及び／又は治療薬のための送達媒体として使用される、請求項１６～２１のいずれか一項に記載のキット。
  23. マトリックスを調製するための方法であって、コラーゲン組成物を、塩基を含むがＭｇＣｌ ２ を含まない緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、前記コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて前記マトリックスを形成することを含む単一の混合ステップを用いて、前記コラーゲンを重合させることを含む方法。
  24. マトリックスを調製するための方法であって、コラーゲン組成物を、塩基を含むがマグネシウムイオンもマンガンイオンも含まない緩衝溶液と混合してコラーゲン溶液を形成し、前記コラーゲン溶液中のコラーゲンを重合させて前記マトリックスを形成することを含む単一の混合ステップを用いて、前記コラーゲンを重合させることを含む方法。
  25. コラーゲン組成物及び、塩基を含むがＭｇＣｌ ２ を含まない緩衝溶液を含むキットであって、前記コラーゲン組成物を前記緩衝溶液と混合することを含む単一の混合ステップを用いて前記コラーゲン組成物中のコラーゲンを重合するのに用いるためのキット。
  26. コラーゲン組成物及び、塩基を含むがマグネシウムイオンもマンガンイオンも含まない緩衝溶液を含むキットであって、前記コラーゲン組成物を前記緩衝溶液と混合することを含む単一の混合ステップを用いて前記コラーゲン組成物中のコラーゲンを重合するのに用いるためのキット。
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