JPH0251610B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は移植（implantation）のための天然組
織の調製に関し、更に詳細には、移植における鉱
物質化（mineralization）、特に石灰化
（calcufication）を抑制するための固定化
（fixed）組織の処理に関する。 動物組織は近年、ヒトに使用するための種々の
補綴（prosthetic）器具の調製において広く受け
入れられている。その中でも特に顕著なものは、
ヒトの欠陥のある僧帽弁、三尖弁及び大動脈弁を
置換するための豚の心臓弁の使用である。同じく
興味あるものは、ヒトにおける動脈移植用及びそ
の他の管状路置換に使用するための動脈、静脈及
びヒトの臍帯の調製である。 豚の心臓弁は数年にわたつて使用されており、
一般に良好な結果が得られている。移植のための
このような弁の調製は、文献及び特許たとえば米
国特許第3966401号及び第4050893号に記載されて
いる。略述すれば、弁を提供者の心臓から切採
し、トリミング且つ洗浄したのち、なめし液
（tanning fluid）たとえば0.2％グルタルアルデヒ
ド溶液中に浸漬することによつて固定する。数時
間の処理後に、固定した弁をグルタルアルデヒド
から取出し、洗浄し、ステント上に装着し、使用
時までグルタルアルデヒド溶液中で保存する。 ある種の個体において豚の心臓弁に付随する一
問題は、長時間後の弁小葉の石灰化であり、それ
が柔軟性の低下と弁の作用効率の低下をもたら
す。顕著な石灰化は、作用を受けた弁のＸ線で容
易に認めることができる。 かくして、本発明の一目的は、固定した天然組
織の移植における鉱物質化、特に石灰化を抑制す
るための方法を提供することにある。 本発明の別の目的はヒトの補綴弁膜置換のため
に用いる際の鉱物質化を阻止するための、固定し
た豚の心臓組織の処理方法を提供することであ
る。 本発明の更に他の目的は従来入手可能であつた
固定た天然組織と比較して向上した石灰化に対す
る抵抗性を有することを特徴とする固定した天然
組織を提供することである。 本発明のこれらの目的及びその他の目的は、以
下の説明及び特許請求の範囲から明白となるであ
ろう。 本明細書で用いる「固定した」（fixed）または
「固定した組織（fixed tisse）という術語は、移
植用の天然組織の調製のために一般的に用いられ
る時間及び条件下に、なめし液たとえば４％ホル
ムアルデヒドまたは0.2％グルタアルデヒドによ
つて処理してある組織をいう。なめし方法は本発
明の一部を形成するものではない。 通常の方法に従つて移植用に固定してある天然
組織たとえば豚の心臓弁または牛の心膜組織のよ
うなものを、移植に先立つて、７〜18個の炭素原
子を有する硫酸化高級脂肪族アルコールたとえば
硫酸ドデシルナトリウム（SDS）の水溶性塩の溶
液によつて処理する。この処理はSDSの１％溶液
中で室温において24時間にわたつて行なうことが
できる。処理した組織をSDS溶液から取出し、洗
浄したのち、移植に対して必要となるまで保存す
るために滅菌したグルタアルデヒド中にもどす。 本発明に従つて処理した豚の心臓弁膜尖組織
は、雄のスプラーグ−ドーリー（Sprague−
Dawley）ラツトの腹壁筋肉内に８週滞留させた
後に移植する場合、湿つた組織１ミリグラム当り
平均して1.0ミクログラム未満のCa⁺⁺を示すこと
に特徴がある。牛の心膜組織は同様に８週後に移
植するときに、湿つた組織１ミリグラム当り平均
して20ミクログラム未満のCa⁺⁺を示すことを特
徴としている。 本発明による天然組織は、生きている動物中に
移植したときに著るしく低い石灰化の速度を有し
ていることによつて特徴ずけられる。組織の石灰
化は一般に、固定した天然組織を筋肉組織中に移
植するかまたは温血動物の流中に置くことによつ
て観察される。本発明の組織は、主として欠陥の
あるヒトの心臓弁の置換において使用することを
目的としているけれども、組織が石灰化を受ける
傾向は動物試験によつて容易に調べることができ
る。 天然組織を処理してその石灰化しやすさを低下
させるための方法は、1981年４月30日出願の米国
特許願番号第259762号の主題である。この出願の
方法に従えば、固定した天然組織は７〜18個の炭
素原子を含有る硫酸高級脂肪族アルコールの水溶
性塩の溶液で処理される。アルキル単位は直鎖状
でも分枝鎖状でもよく、好適な硫酸アルキルには
硫酸ラウリル、硫酸ミリスチル、硫酸セチル、硫
酸ステアリル及び硫酸オレイルが包含される。所
望に応じて２種もしくはそれ以上の硫酸アルキル
の混合物を使用してもよい。硫酸アルキルの塩
は、室温において少なくとも約２重量％、好まし
くは少なくとも５重量％の濃度まで水中に溶解す
ることが好ましい。適当な塩の例としては、硫酸
C_7〜18アルキルのナトリウム、カリウム及びアン
モニウム塩、並びにたとえば硫酸トリエチルアミ
ン−ラウリルのようなアミン塩がある。特に硫酸
ラウリル（ドデシル）のナトリウム塩が最も好適
であるので、下記の詳細な実施例でその使用を例
証する。 SDS処理溶液（１％）は10gのSDSと1.4gの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）を１の蒸留水中
に溶解し、その溶液のPHを1.0N水酸化ナトリウ
ムによつて7.4に調節することによつて調製する。 それぞれ約20〜30mgの重さの５片の固定した豚
の弁膜尖組織を食塩溶液中で洗浄してグルタルア
ルデヒドを除いたのち、50mlのSDS処理溶液中に
20〜25℃の室温で入れる。組織片を含有する溶液
を磁気撹拌機で連続的に撹拌する。処理溶液を８
時間後に取り換え、この処理を全体で24時間継続
する。 SDS処理後に、移植の準備として、組織片を
0.2％グルタアルデヒド溶液中で洗浄し、１％グ
ルタルアルデヒド／20％イソプロピルアルコール
の溶液中に24時間浸漬することによつて再滅菌し
たのち、滅菌した0.2％グルタルアルデヒド溶液
にもどして移植を待つ。 固定した組織の石灰化の阻止におけるSDS処理
の有効性は、以下の手順に従がう動物移植用試験
によつて調べることができる。 体重180〜200gの雄のスプラーグ−ドーリーラ
ツトに麻酔をかけ且つ無菌条件下に腹部手術の準
備をする。腹部区域の毛をそり、殺菌したのち、
腹部表面において長さ約４cmの長い方向の中心線
で皮膚の切開を行なう。皮膚を下層の筋肉からは
がし、小切開及びその後の腹筋壁の鈍い離断によ
つて、中心線切開の両側の筋肉中に３小嚢を形成
させる。殺菌した食塩水中で洗浄してグルタルア
ルデヒドを除いたSDS処理組織の一片を、各筋肉
嚢中に挿入する。皮膚の開を閉じたのち、動物を
そのカゴにもどす。移植は全体で60片のSDS処理
組織について10匹のラツトを用いて行なう。対照
群の10匹のラツトにはSDS処理を施してない全体
で60片の固定した豚の弁膜尖組織を用いて同一の
条件下に移植する。 対照群からの５匹のラツトとSDS処理群からの
５匹のラツトを４週間後に殺して、移植た組織を
Ｘ線及び塩酸抽出によつて石灰化について調べ
る。移植組織を有する全腹壁をそのまま切採して
Ｘ線にかける。次いで移植物を取出して、その中
の２組を組織学的に検査し、残りの４組を周囲の
組織から切り離して、個々に５mlの0.6N HCl中
で70℃で96時間抽出する。次いで抽出液を原子吸
光によつてカルシウムについて分析する。 試験及び対照の両群中の残りのラツトを８週間
後に殺して、移植した組織の石灰化の程度を前記
のようにして調べる。 動物試験の結果を第１表中に示す。

【表】 第１表中のデータが示すように、SDS溶液で処
理した豚の心臓弁組織は、ラツト試験において、
固有の激しい石灰化条件下における８週間の期間
にわたつて、実質的に石灰化を示さないままであ
る。ラツトの試験における石灰化とヒトについて
の経験の間の関係は、８週後のラツト対照群中に
認められる広範な石灰化は、ヒトにおいては数年
の暴露後に始めて生じるものと予測されるような
ものである。それ故、SDS処理は、石灰化の開始
までに通常経過する年数よりも更に数年先に至る
までヒトにおける石灰化を阻止するものと予想さ
れる。 上記の手順は良好な結果を与える方法の一つで
はあるが、当業者には、この手順中で多くの変更
が可能であるということは明白であろう。たとえ
ば、SDS処理溶液の濃度は約0.1乃至5.0％または
それ以上の範囲とすることができ、またSDSのり
に硫酸C_7〜18アルキルの他の水溶性塩を用いるこ
とができる。処理温度は約５〜50℃の範囲とする
ことができ；且つ処理時間は約４時間乃至数日間
の範囲とすることができる。 処理溶液のPHは中性乃至僅かに塩基性であるこ
とが好ましく、約4.0〜9.0の範囲とすることがで
き、約7.0〜7.5の範囲がもつとも好ましい。望ま
しいPH値によつて、HEPES以外の緩衝剤を選ぶ
ことができる。加うるに、活性及び不活性な他の
添加剤を、処理溶液中で硫酸アルキルと共に使用
することができる。このような変更は当業者によ
れば、ほとんどまたは全く実験を行なわなくて
も、個々の必要に応じて開発することができよ
う。 SDSの１％溶液より１〜７日間にわたつて処理
し且つ４週乃至24週の期間にわつて移植した、固
定した豚の心臓弁膜尖及び牛の心膜組織の石灰化
特性を調べるために、上記動物試験を繰返す。溶
液は前記と同様にして調製する。 移植の間の固定化天然組織の石灰化を阻止する
ために有用なものとして既に提案されている処理
である、ロイコートルイジン・ブルーの１％溶液
処理を施した類似の組織を用いて対照研究を行な
う。処理溶液は、参考のためにここに挙げる米国
特許第2571593号開示されている方法によつて調
製する。溶液は予め沸とうさせ且つCO₂を吹込ん
で溶存空気を除去してある１の蒸留水中で調製
する。CO₂の吹込みを続けながら、10gのトルイ
ジン・ブルー、7.4gの亜硫酸水素ナトリウム及び
２c.c.の濃塩酸を加える。溶液のPHは約３である。
容器を密封して、青色が消え灰色の泥状沈殿が生
じるまで振とうする。室温で24時間放置したの
ち、上澄液の部分試料を透明溶液が得られるまで
活性炭と共に繰返し振とうそして過する。この
溶液を使用時までCO₂雰囲気下にふたをしたピン
中で保存する。 組織処理手順はSDS溶液とロイコートルイジ
ン・ブルー（LTD）溶液の両方に対して同様で
ある。それぞれ20〜30mgの重さの約50片の固定化
組織を50mlの処理溶液と共に容器中に入れる。溶
液を室温に保ち且つ処理時間が継続する間変化さ
せない。組織の試料を１，３，５及び７日後取出
して、前記のようにして移植のために調製する。 ４〜24週の移植期間にわたる固定した豚の心臓
弁膜尖組織と固定した牛の心膜組織の石灰化につ
いてのスプラーグ−ドーリーラツト試験における
SDS及びロイコートルイジン・ブルーの比較試験
の結果を第２及び３表示す。これらのデータは石
灰化の抑制に対してSDS処理よつて得られる顕著
な結果を示している。このように処理した固定化
天然組織は、移植中に石灰化に抵抗するその能力
の点で独特である。その上、組織の物理的性質、
たとえば引張強さ、耐疲労性、柔軟性などがこの
処理によつて影響を受けることはなく、且つ補綴
装置における組織の性能が害されることもない。

【表】

【表】 天然組織試料及び試験動物に固有の変動性のた
めに、スプラーグ−ドーリーラツト中の石灰化試
験の結果は、第２表及び第３表に示すデータによ
つて明らかなように、かなりの変動を受ける。そ
れ故、意味のある結果を確立するための試験を実
施して本発明の組織を規定するためには、20試料
の平均に基づく石灰化値を選ぶことが必要であ
る。特に、本発明による豚の心臓弁組織及び牛の
心膜組織は、20試料に基づくスプラーグ−ドーリ
ーラツト試験における４〜12週後の下記のような
最大及び好適度によつて規定される：

【表】 本発明の組織に匹敵する耐石灰化性を有する固
定た天然組織はこれまで知られていない。ロイコ
ートルイジン・ブルーで処理た組織は、ある程度
の短期間では未処理の組織よりも優れた結果を示
すが、本発明の組織よりは遥かに劣つている。そ
れ故、本発明は移植可能な器具に関する技術的現
状に大きな進歩をもたらす新規な改良製品を提供
するものである。 以上の説明は豚の心臓弁膜及び牛の心膜に限定
されているけれども、本発明はヒトに移植するた
めの、ヒト以外の動物から誘導される静脈、動脈
及びその他の組織をも包含する。それ故、本発明
は本明細書中に示した実施例の特定の組織にのみ
限定されるものではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移植用の固定した天然組織を硫酸C_7〜18アル
   キルの水溶性塩の水溶液と接触せしめることを特
   徴とする生体に移植した後の鉱物質化が抑制され
   た固定した天然組織の製造方法。 ２ 水溶性塩がナトリウム、カリウム、アンモニ
   ウム及びアミン塩から成る群より選ばれる特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３ C_7〜18アルキルが直鎖状または分枝鎖状の脂
   肪族基である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 硫酸C_7〜18アルキルが硫酸ラウリル、硫酸ミ
   リスチル、硫酸セチル、硫酸ステアリル及び硫酸
   オレイルから成る群より選ばれる特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ５ 溶液中の硫酸C_7〜18アルキルの塩の濃度が約
   0.1〜５重量％である特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ６ 溶液を7.0〜7.5のPHに緩衝する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ７ 水溶液が約0.1〜５重量％の硫酸ドデシルナ
   トリウムを含有する特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ８ 固定した組織が豚の心臓弁である特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ９ 固定した天然組織を硫酸C_7〜18アルキルの水
   溶性塩の水溶液と接触せしめることにより処理さ
   れたものであり、且つこのように処理されていな
   い組織よりも移植の間の鉱物質化の程度が少ない
   ことを特徴とする移植用に適する固定した天然組
   織。 １０ 天然組織が豚の心臓弁である特許請求の範
   囲第９項記載の天然組織。 １１ 組織が雄のスプラーグ−ドーリー
   （Sprague−Dawley）ラツトの腹壁筋肉内に４週
   間滞留させた後も実質的に石灰化を生じないもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第９項記
   載の天然組織。 １２ ４週後の石灰化が湿つた組織１ミリグラム
   当り0.5マイクログラム未満のCa⁺⁺である特許請
   求の範囲第１１項記載の天然組織。 １３ 組織が雄のスプラーグ−ドーリーラツトの
   腹壁筋肉内に８週滞留させた後に湿つた組織１ミ
   リグラム当り1.0マイクログラム未満のCa⁺⁺を示
   す特許請求の範囲第１１項記載の天然組織。 １４ 豚の心臓弁膜尖から成る特許請求の範囲第
   １１又は１３項記載の天然組織。 １５ ステント上に装着した豚の心臓弁から成り
   且つヒトに移植するための特許請求の範囲第１１
   又は１３項記載の天然組織。 １６ 組織が雄のスプラーグ−ドーリーラツトの
   腹壁筋肉内に12週滞留させた後に湿つた組織１ミ
   リグラム当り3.0マイクログラム未満のCa⁺⁺を示
   す特許請求の範囲第１１項記載の天然組織。 １７ 豚の心臓弁及び牛の心膜から成る群より選
   ばれる特許請求の範囲第１６項記載の組織。 １８ 組織が雄のスプラーグ−ドーリーラツトの
   腹壁筋肉内に４週滞留させた後に湿つた組織１ミ
   リグラム当り2.0マイクログラム未満のCa⁺⁺を示
   す固定した牛の心膜組織である特許請求の範囲第
   １１項記載の天然組織。 １９ 組織が雄のスプラーグ−ドーリーラツトの
   腹壁筋肉内に８週滞留させた後に湿つた組織１ミ
   リグラム当り2.5マイクログラム未満のCa⁺⁺を示
   す固定した牛の心膜組織である特許請求の範囲第
   １１項記載の天然組織。 ２０ 豚の心臓弁から切採した心臓弁膜尖組織の
   片が雄のスプラーグ−ドーリーラツトの腹壁筋肉
   中に移植したとき少くとも４週にわたり実質的に
   石灰化を生じないままである豚の心臓弁よりなる
   特許請求の範囲第１１項記載の天然組織。 ２１ 心臓弁膜尖組織が湿つた組織１ミリグラム
   当り0.5マイクログラム未満のCa⁺⁺を示す特許請
   求の範囲第２０項記載の天然組織。