JPH09131362A - Manufacture of flat implant - Google Patents

Manufacture of flat implant

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JPH09131362A
JPH09131362A JP7286126A JP28612695A JPH09131362A JP H09131362 A JPH09131362 A JP H09131362A JP 7286126 A JP7286126 A JP 7286126A JP 28612695 A JP28612695 A JP 28612695A JP H09131362 A JPH09131362 A JP H09131362A
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JP
Japan
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fiber matrix
matrix
organic solvent
fiber
boundary layer
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JP7286126A
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Japanese (ja)
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Peter Bittmann
Julk Heuserman Hans
Paulsson Mats
Turler Thomas
ターラー トーマス
ユルク ホイゼルマン ハンス
ビットマン ペーター
ポールション マッツ
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Sulzer Medizinaltechnik Ag
ズルツァー・メディツィナルテクニク・アクチェンゲゼルシャフト
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat implant with compression characteristic of natural- like artificial cartilage having wide applicability, extension characteristic and elastic characteristic. SOLUTION: A fiber matrix is charged with organic solvent in manufacturing an implant applicable in stead of a natural structure part having a defect, by use of fiber matrix. In the solvent, a specified quantity of polyurethane is dissolved. Next, by arranging the fiber matrix in the wet atmosphere, the dissolution of polyurethane in the solvent is reduced to form polyurethane particles 43. Further, by heating the fiber matrix 2 and the organic solvent, the particle 43 in the solvent are moved to form a film 15 on the surface of the matrix.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は欠陥のある自然組織部分、例えば哺乳類の膝の軟骨をファイバーからなるマトリックスと置き換えるために使用される平面的なあるいは扁平なインプラントに関する。 The present invention relates to a natural tissue portion of the defective relates planar or flat implants are used to replace for example a matrix comprising a mammalian knee cartilage from the fiber.

【0002】 [0002]

【従来の技術】患者の軟骨が先天性異常あるいは外傷によって損傷した場合、大手の病院では再生手術及び整形手術が日常的に行われている。 BACKGROUND OF THE INVENTION a patient's cartilage is a case that has been damaged by congenital abnormalities or trauma, reconstructive surgery and plastic surgery at the major hospitals are routinely performed. 現在の治療法には、健康なホスト軟骨を所要の形状に切り取って患者の幹部に移植する方法、及び人工の補綴装置を移植する方法がある。 Current therapies, there is a method of transplanting method, and an artificial prosthetic device healthy host cartilage cut into a required shape are transplanted into a patient's stem. しかし、移植に有用な提供者の組織には限りがあり、また、採取された組織からデリケートな3次元構造のインプラントを形成することが不可能な場合が多い。 However, there is always a useful donor tissue for transplantation, and when is not possible in many cases to form an implant of delicate three-dimensional structure from a harvested tissue.
人工補綴は伝染やホスト/補綴装置間の界面における接着の破壊により、複雑化している。 Prosthesis by destruction of the adhesion at the interface between infectious and host / prosthetic devices, are complicated. また、補綴は生存する軟骨組織のように、周辺のストレスに適応することができない。 In addition, the prosthesis as cartilage tissue to survive, can not be adapted to the periphery of stress. 従って、再生手術における改善された処置についての治療上の需要により、インビトロ及びインビボで新鮮な軟骨を生成することを目的とした検討が行われている。 Thus, the therapeutic needs for improved treatment in reconstructive surgery, studied for the purpose of in vitro and in vivo to produce a fresh cartilage has been performed.

【0003】一方、哺乳類の軟骨は、例えば図12に示すように、肋軟骨下の骨51の表面(Subchondrale knoc Meanwhile, mammalian cartilage, for example, as shown in FIG. 12, the surface of the bone 51 subchondral (Subchondrale knoc
henschale)上にコラーゲン繊維からなる中間層52が形成されている。 Henschale) intermediate layer 52 made of collagen fibers is formed thereon. この中間層52は軟骨細胞におけるプロテオグリカン水53を保持している。 The intermediate layer 52 holds the proteoglycan Water 53 in chondrocytes. この中間層52と骨51の表面との間には下方境界層54が形成され、自然組織表面の繊維層55と中間層52との間に上方境界層56が形成されている。 This is between the surface of the intermediate layer 52 and the bone 51 is the lower boundary layer 54 is formed, the upper boundary layer 56 is formed between the fiber layer 55 and the intermediate layer 52 of a natural tissue surface. このような構造の自然組織に欠陥が生じたときに、その欠陥部分を治療するため、インプラントが使用される。 When a defect occurs in the natural structure of such a structure, for the treatment of the defect portion, the implant is used.

【0004】この種のインプラントは軟骨の製造に関するWO90/12603公報に開示されている。 [0004] This type of implant is disclosed in WO90 / 12603 publication relates to the production of cartilage. その公報では、剛性あるいは弾性を有する人工組織が示唆されている。 In that publication, an artificial tissue having a rigid or elastic has been suggested. インビトロで細胞培養が行われ、引き続き移植片が哺乳類に移植された後、軟骨状のマスが生成されることが示唆されている。 Cell culture is performed in vitro, subsequently graft after implantation into a mammal, the cartilage-like mass is produced has been suggested. 純粋な空間保持機能を備えている耳や鼻において、軟骨部分の交換を行うことに関する実施例では、軟骨に加わる機械的負荷は低いということについて、充分な根拠が示されている。 In ears and nose and a pure space holding function, in the embodiment relating to the exchange of cartilage part, the fact that the low mechanical load on the cartilage, are well founded is shown. それに対し、人工軟骨や関節は空間保持機能を越えるような大きな機械的負荷に晒される。 In contrast, artificial cartilage and joints exposed to high mechanical loads that exceed the space holding function.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は広範に及ぶ自然な人工軟骨の圧縮特性、伸長性及び弾性特性を備えたインプラントの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a to provide a method for producing an implant having a compression characteristic, extensibility and elastic properties of natural artificial cartilage ranging widely.
これらの特性は、例えば、「膝関節メニスカス、ベーシック及び臨床の基礎」、ラベンプレス社、1992年、 These properties are, for example, "Fundamentals of the knee joint meniscus, basic and clinical", Raven Press, 1992,
第2及び4章、あるいは、「人工関節及び膝関節の機能、基礎科学及び関節鏡検査法」、ラベンプレス社、1 The second and Chapter 4, or "function of the artificial joint and the knee joint, basic science and arthroscopy", Raven Press, 1
990年、第1及び2章に記載されている。 990 years, have been described in the first and 2..

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、請求項1の製造方法では、ファイバーマトリックスを用いて、欠陥を有する自然組織部分と置き換え可能なインプラントを製造する際に、前記ファイバーマトリックスに有機溶媒を充填する。 To achieve the above object, according to an aspect of the manufacturing method according to claim 1, using a fiber matrix, in the manufacture of implants that can be replaced with natural tissue portion having a defect, the fiber filling the organic solvent in the matrix. その有機溶媒は所定量のポリウレタンを溶解していることが必要である。 The organic solvent is required to have dissolved a given amount of polyurethane. 次に、前記ファイバーマトリックスを湿った雰囲気中に配置することにより、前記有機溶媒中のポリウレタンの溶解度を低下させ、ポリウレタン粒子を形成する。 Next, the by placing the fiber matrix in a humid atmosphere, to reduce the solubility of the polyurethane in the organic solvent to form a polyurethane particles. 更には、前記ファイバーマトリックス及び有機溶媒を加熱することにより、前記有機溶媒中のポリウレタン粒子を移動させて、前記ファイバーマトリックスの表面に膜を形成する。 Furthermore, by heating the fiber matrix and an organic solvent, wherein the moving the polyurethane particles in an organic solvent to form a film on the surface of the fiber matrix.

【0007】この方法により、表面に膜すなわち境界層を備え、インプラントとして使用可能な各種の特性を備えたファイバーマトリックスが少ない製造工程で簡単に製造できる。 [0007] By this method, comprising a film i.e. the boundary layer on the surface, can be easily manufactured by the fiber matrix is ​​less manufacturing steps having various properties can be used as an implant.

【0008】請求項2に記載の方法では、前記ファイバーマトリックスはポリエチレンテレフタレート、ポリエチルケトン、ポリプロピレン、テフロン、カーボン、及びポリエチレンからなるグループから選択された材料から形成されている。 [0008] In the method according to claim 2, wherein the fiber matrix is ​​polyethylene terephthalate, poly ethyl ketone, polypropylene, Teflon, and is formed of carbon, and a material selected from the group consisting of polyethylene. これらの材料はインプラントが移植されるボディと相溶性があるため、好適である。 These materials because of the body compatible with the implant is implanted, it is suitable.

【0009】請求項3に記載の方法では、前記ファイバーマトリックスは不織布、織布及び編成布からなるグループから選択されたものである。 [0009] In the method according to claim 3, wherein the fiber matrix is ​​one selected from the group consisting of nonwoven, woven and knitted fabrics. 従って、前記膜と類似した境界層をその膜とは反対側に形成でき、膜と境界層との間には、マイクロメータの直径領域にあるファイバーを備えた中間層を形成することが可能である。 Thus, the boundary layer similar to the layer can be formed on the opposite side of its membrane, between the membrane and the boundary layer, it can be formed an intermediate layer with fiber in the diameter region of micrometers is there. この中間層は境界層及び膜を所定距離だけ互いに離間させる。 This intermediate layer is separated from each other the boundary layer and the film by a predetermined distance.
請求項4に記載の方法では、前記ファイバーマトリックスは織布であり、下方の境界層を備え、かつその下方境界層から突出する複数のパイル糸を有する。 The method of claim 4, wherein the fiber matrix is ​​woven, with the boundary layer below, and having a plurality of pile yarns protruding from the lower boundary layer. 請求項5に記載の方法では、前記パイル糸は閉環状をなす。 The method of claim 5, wherein the pile yarn forms a closed circular.

【0010】請求項6に記載の方法では、前記有機溶媒はジメチルホルムアミドであり、所定の濃度のポリウレタンを溶解することができる。 [0010] In the method according to claim 6, wherein the organic solvent is dimethylformamide, capable of dissolving the polyurethane in a predetermined concentration. 請求項7に記載の方法では、前記膜の形成工程において、前記ファイバーマトリックス及び有機溶媒が摂氏約50度で加熱される。 The method according to claim 7, in the step of forming the film, the fiber matrix and an organic solvent is heated to about 50 degrees Celsius. それにより、有機溶媒中のポリウレタン粒子をファイバーマトリックスの表面に移動させることができる。 Thereby, it is possible to move the polyurethane particles in an organic solvent to the surface of the fiber matrix.

【0011】請求項8に記載の方法では、前記膜は複数の孔を備え、前記ファイバーマトリックス中のファイバーに結合している。 [0011] In the method according to claim 8, wherein the film comprises a plurality of holes, it is bonded to the fiber of the fiber matrix. よって、膜がファイバーマトリックスから離脱することがない。 Therefore, never film is detached from the fiber matrix. 請求項9に記載の方法のように、前記膜における孔の大きさは5から10マイクロメータの範囲内であることが好ましい。 As in the method according to claim 9, the size of pores in the membrane is preferably in the range of 5 to 10 micrometers. また、請求項1 Further, according to claim 1
0に記載の方法のように、前記膜の厚さの上限は3mmであることが好ましい。 As in the method described in 0, the upper limit of the thickness of the film is preferably 3 mm. さらに、請求項11に記載の方法では、前記膜の形成後に前記ファイバーマトリックスを凍結乾燥させる工程を更に含む。 Further, in the method of claim 11, further comprising the step of freeze drying the fiber matrix after formation of the film. この場合、ファイバーマトリックスに膜が確実に連結される。 In this case, the film is reliably connected to the fiber matrix.

【0012】上記の方法によって形成されるインプラントは上方及び下方の境界層から構成されたミクロマトリックスを備えることができる。 [0012] The implant formed by the above method may comprise a micro-matrix, which is composed of upper and lower boundary layers. マイクロメータの直径領域にあるファイバーを備えた中間層は前記境界層間に設けられ、それらの境界層を所定距離だけ互いに離間させ、かつミクロマトリックス内に圧力を生成させる。 An intermediate layer with fiber in the diameter region of the micrometer is provided in the boundary layers, their boundary layer is separated from each other by a predetermined distance, and to generate a pressure in the micro matrix. その内部に生成される圧力はナノメータ単位の大きさのエレメントを有するナノマトリックスから発生し、そのナノマトリックスは中間層内に織りまぜられた構造を呈する。 Pressure generated therein generates nano matrix having a size elements of nanometers, the nano matrix exhibits interwoven was structured in the intermediate layer. その構造は液体を浸透させるバリアすなわち膜を介して及び境界層を介して保持されている。 Its structure is held through the through barrier i.e. membrane to infiltrate liquid and boundary layer. ナノマトリックスのエレメントの例としては、ジャーナル オブ 細胞サイエンス 107,17頁から27頁(1994 Examples of elements of nano matrix, Journal of Cell Science 27 pp pp 107,17 (1994
年)において、「アルギン酸塩ビーズ中における長期培養後の牛関節の軟質細胞の表現型安定性」に報告されたものがある。 In year), there is reported in "phenotypic stability of soft cellular bovine joints after long-term culture in alginate beads".

【0013】このインプラントでは、ナノマトリックスの挙動に応じて、軟質状のクッションが形成され、そのクッションが形状的に安定で、かつ圧縮応力が付与されるということにある。 [0013] In this implant, in accordance with the behavior of the nano-matrix, soft shaped cushion is formed lies in the fact that their cushions shape stable, and compressive stress is applied. このクッションの特性は自然の軟骨に類似し、外側からの圧力負荷が増大する間に水分子の遊離が生じることにより、部分的な崩壊が可能であり、一方、水分子の吸収によって新たな容積及び圧力の増加が低レベルの負荷期間中に生じ得る。 The characteristics of the cushion similar to natural cartilage, by free water molecules is generated between the pressure load from the outside is increased, is capable of partial collapse, whereas a new volume by absorption of water molecules and an increase in pressure may occur during the loading period of a low level. 更なる利点は、数バールまでの過剰の圧力が、中間層内に構築される組織中において常には優勢な生理学的圧力よりも高くなり、その圧力が水分子の結合機構、すなわち、部分的に飽和したナノマトリックス分子のソース圧力と物理的な圧力との間の平衡状態に相応するという点にある。 A further advantage is that excess pressure of up to a few bars is always in tissue constructed in the intermediate layer is higher than the prevailing physiological pressure, binding mechanism of the pressure water molecules, i.e., partially in that it corresponds to the equilibrium state between the source pressure and the physical pressure of saturated nano matrix molecules. さらには、コラーゲン繊維及びプロテオグリカンの形成がナノマトリックスの軟骨状構造に対して増加した内部圧力によって促進される。 Furthermore, the formation of collagen fibers and proteoglycans is facilitated by internal pressure increased relative to the cartilage-like structure of the nano-matrix. これは特に、境界層領域における利点となり、境界層内のミクロマトリックスが生物学的に分解可能な材料からなる場合に、新たに広範に形成されるコラーゲン構造が境界層及び中間層内のミクロマトリックスの機械的機能を引き継ぐことが可能になる。 This is particularly be an advantage in the boundary layer region, if the micro matrix within the boundary layer is made of a biologically degradable material, micro matrix of the newly widely collagen structure boundary layer formed and the intermediate layer it is possible to take over the mechanical function.
例えば、以下の材料がそれらのコポリマー及び混合ポリマーとともに生物学的に分解可能なものとして適している。 For example, suitable as biologically degradable with the following materials in their copolymers and mixed polymers. すなわち、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ε−カプロラクトン、及びポリジオキサノンである。 That is, polylactic acid, polyglycolic acid, ε- caprolactone, and polydioxanone.

【0014】上記のプロテオグリカンは組織の水和、堅牢度及び弾性の維持にとって極めて重要な役割を果たす。 [0014] plays a pivotal role above proteoglycans hydration of tissue, for the maintenance of fastness and elasticity. プロテオグリカンはプロテインコアに共有結合した一つ以上のグリコスアミノグリカン鎖(例えば、コンドロイチン4−硫酸、コンドロイチン6−硫酸、及びケラタン硫酸)によって特徴づけられる巨大分子の一種である。 Proteoglycans one or more glycosaminoglycans chains covalently bound to protein core (eg, chondroitin 4-sulfate, chondroitin 6-sulfate, and keratan sulfate) is a kind of macromolecular characterized by. そして、そのプロテインコアの構造、プロテインコアに付けられたグリコスアミノグリカンの性質及びヒアルロネートとの非共重合性集合体を形成するプロテオグリカンの能力に応じていくつかに分類されるものである。 Then, those which are classified into several depending on the capabilities of proteoglycans to form a non-copolymerizable aggregate of its structure protein core, the nature of glycosaminoglycans attached to the protein core and hyaluronate.

【0015】境界層は中間層の領域内のミクロファイバーよりもそれ自身大きな密度を有し、内部圧力及び外部圧力が上昇する間、表面内の引っ張り負荷に抗するように構成されている。 The boundary layer has its own density greater than microfibers in the region of the intermediate layer, while the internal pressure and the external pressure increases, and is configured to resist tensile load in the surface. ナノマトリックス中における実際の体積増については、異なる機構が適用可能であるが、それは圧力の増加を引き起こす。 The increase actual volume in nanomatrix is ​​susceptible different mechanisms apply, it causes an increase in pressure. 負に帯電した高分子をナノマトリックス中に分散させることができ、それにより、例えば、ドナン効果のために、水分子が周辺の液体からナノマトリックス中へ移動する。 Negatively charged polymer can be dispersed in a nano-matrix, whereby, for example, for the Donnan effect, the water molecules move from the liquid near the nanomatrix. さらに、新たに合成された細胞外マトリックスのセルによる容積の増加が認められ、そのセルはナノマトリックス中に、インビトロで、及び/又はセル成長自体を通じて分散される。 Furthermore, observed an increase in volume due to newly synthesized cell extracellular matrix, the cell is in the nano-matrix is ​​dispersed in vitro, and / or through the cell growth per se. 両方の方法において、ゲルがナノマトリックスの構造に関与し、一方では、そのゲルは細胞外マトリックスの機能を部分的に引継ぎ、他方では、ミクロマトリックスへの組込中に所望の均一な濃度を得るため、セルの播種期間中に希釈剤として作用する。 In both methods, the gel is involved in the structure of the nano-matrix, on the one hand, the gel is partially takes over the function of the extracellular matrix, on the other hand, to obtain a desired uniform concentration during incorporation into micromatrix Therefore, it acts as a diluent during sowing period of the cell. その場合、セルの表現型安定性が保証され、よって、軟骨細胞が残される。 In that case, the guaranteed phenotypic stability of the cell, thus, leaving the chondrocytes. アルギン酸塩は交換のための初期の軟骨マトリックスを形成し、その内部では分散されたセルがその起源に相当する自然のマトリックス分子を形成している。 Alginate forms an initial cartilage matrix for replacement therein forms a natural matrix molecules dispersed cells corresponding to the origin.

【0016】境界層中では、中間層のミクロファイバーが境界層内に入り込んで、その中に織り込まれるようにして、密度の増加を生じさせることが可能である。 [0016] In the boundary layer, microfibers of the intermediate layer enters the boundary layer, so as to be woven therein, it is possible to cause an increase in density. 境界層中及び境界層と平行な平面上における切断により、ファイバーによって覆われた表面部分が現れる。 Cleavage at the boundary layer and the boundary layer and the parallel plane, appears covered surface portion by the fiber. 中間層における直径の二乗に比例する単純な円形の断面を備えたファイバーは境界層においては、その直径に比例し、かつ長さに比例する断面を備えることが可能である。 Fibers having a simple circular cross-section that is proportional to the square of the diameter in the intermediate layer in the boundary layer, in proportion to its diameter, and it is possible to provide a cross section that is proportional to the length. この場合、中間層のマイクロファイバーがアーチ状の境界層に入り込むと、ナノマトリックス中に埋設されたファイバーが、外部から圧力を付与されている間に圧縮されるのみならず、境界層が内部に向かって退くときに曲げ及び張力による負荷が与えられるため、有利である。 In this case, when the microfiber intermediate layer enters the arcuate boundary layer, fibers embedded in a nano-matrix, not only is compressed while being applied pressure from the outside, the boundary layer is in the interior the load is applied due to bending and tension when headed retreat, it is advantageous.

【0017】境界層は液体に対して浸透性の膜から構成可能であり、その膜は中間層のミクロファイバーに連結され、ミクロファイバーは、例えば、不織布あるいはフリースとして形成され、膜上で熱により溶融されて、その膜に溶着されている。 The boundary layer is configurable from permeable membrane to liquids, the membrane is connected to the microfibers of the intermediate layer, micro fibers, for example, is formed as a nonwoven fabric or a fleece, by heat on film It is melted and are welded to the film.

【0018】更に、境界層は織布あるいは編成布から得ることも可能であり、それは中間層のミクロファイバーに溶着される。 Furthermore, the boundary layer is also possible to obtain woven or knitted fabrics, it is welded to the microfibers of the intermediate layer. 溶着ゾーンは例えば、加熱ニードルを備えたニードルドラム上において、潜伏するニードル先端で溶着点を生成するため、中間層と境界層との組み合わせを引っ張るようにして生成することが可能である。 Welding zone, for example, on a needle drum having a heated needle, in order to produce a welding point in the needle tip of latency can be generated as pulling the combination of the intermediate layer and the boundary layer. しかしながら、2つの層の連結は、溶媒によって部分的に溶解したり、フィブリン接着剤(登録商標TISSUCOL、織物のグルタミナーゼ等の架橋酵素)等のボディ相溶型接着剤にて結合したりすることによって有効化され、又は、バイオコンパチブルの糸によって縫着することにより有効化される。 However, coupling of the two layers, or partially dissolved by a solvent, fibrin glue by or attached at body phase soluble adhesive, such as (R Tissucol, crosslinked enzyme glutaminase etc. textile) enabled or are activated by sewing by yarn biocompatible. しかし、縫製による連結がミクロ糸を有する両境界層の広範な領域にわたって有効化される場合、中間層は空間保持材として不織布を適用することが可能である。 However, if the connection by sewing is enabled over a wide area of ​​both boundary layer having a micro-fiber, the intermediate layer can be applied nonwoven as a space retention material.

【0019】ミクロマトリックスの実施例では、それが一作業サイクルで製造される点で特に有効である。 [0019] In an embodiment of the micro matrix, it is particularly effective in that it is produced in one work cycle. この場合、ベルベット帯用の小型織機上の2つの平面上で織られた2つ以上の緻密な境界層を有するミクロマトリックスが製造可能である。 In this case, micro matrix with two or more dense boundary layer woven on two planes on small loom for velvet band can be produced. このとき、ベルベットでは通常行われる切断処理が省略される。 In this case, the velvet normal disconnection process is performed is omitted. 中間層のミクロファイバーはパイル糸から形成される一方、ミクロマトリックスの境界層は上方及び下方の製織平面に生じる。 One microfibers of the intermediate layer is formed of the pile yarn, the boundary layer of the micro matrix occurs above and below the weaving plane. この場合、一平面上の経糸はその力価、フィラメント数及び材質を変更可能である。 In this case, the warp yarns on one plane can be changed its potency, the number of filaments and the material. この点に関し、特定の経糸は、骨材料のために成長を促進するため、例えば、チタン等の金属製にすることも可能である。 In this regard, particular warp yarns, to promote growth for bone material, for example, it is also possible to made of a metal such as titanium.

【0020】2つの平面内にて製織が行われるとき等に複数のフィブリルを備えた糸として、同様の材料が境界層中において処理される場合、相当に緻密なスクリーン構造がナノマトリックスを適用するために用いられる。 [0020] As yarns having a plurality of fibrils such as when woven in the two planes is performed, if the same material is treated in the boundary layer, a dense screen structure corresponding to apply nanomatrix used to.
これは、容積及びナノマトリックス中の水の吸収を制御するため、5000万から1億ダルトンの分子量を有するプロテオグリカン集合体形式の高分子を備える。 This is in order to control the absorption of water volume and nano matrix comprises a proteoglycan aggregate form of polymer having a molecular weight of 100 million daltons 50 million. しかし、ナノマトリックスが新たに形成される際に容積変化及び圧力変化を伴わせるため、軟骨細胞形式のセル構造を備えることも可能である。 However, in order to accompany the change in volume and pressure changes when the nanomatrix is ​​newly formed, it is also possible to provide a cell structure of chondrocytes format.

【0021】 [0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the drawings, the present invention will be described in detail. 図面は、抗張力圧力維持マトリックス(ファイバーマトリックス)2及びその製造方法、並びに圧力安定ナノマトリックス3の容積を増加させるメカニズムについての各種の実施例を示す。 The drawings illustrate tensile strength pressure maintenance matrix (fiber matrix) 2, a method of manufacturing the same, and the various embodiments of the mechanism to increase the volume of the pressure stability nanomatrix 3. ナノマトリックス3は上方境界層4及び下方境界層5の間の形状維持ミクロマトリックス2に埋設され、容積の増加をもたらすとともに、新たに形成されたナノマトリックス3への水分子の吸収又は付着により、ミクロマトリックス2内の圧力の増加をもたらす。 Nanomatrix 3 is embedded in shape-retaining micromatrix 2 between the upper boundary layer 4 and the lower boundary layer 5, together with the results in an increase in volume, by absorption or adhesion of water molecules to the nanomatrix 3 newly formed, resulting in increased pressure in the micromatrix 2. 中間層6を備えた織物ミクロマトリックスの使用により、内部圧力の存在下における平面形成が生じて、関節の軟骨層と同様の抗圧力特性がもたらされ、欠陥のある軟骨部分の交換に供される。 The use of woven micro matrix with an intermediate layer 6, occurs planar formation in the presence of an internal pressure, anti-pressure characteristics similar to the cartilage layer of the joint brought about, and subjected to replacement of cartilage portion of the defect that.

【0022】図1に示すミクロマトリックス2は、ファイバー1aが存在する上方境界層4、ファイバー1bを曲げた中間層6、ファイバー1cが存在する下方境界層5を備える。 [0022] Micro matrix 2 shown in Figure 1, comprises upper boundary layer 4 fiber 1a is present, the intermediate layer 6 is bent fibers 1b, and lower boundary layer 5 that fiber 1c is present. 上方境界層4及び下方境界層5は中間層6 Upper boundary layer 4 and the lower boundary layer 5 intermediate layer 6
のファイバー1bにより、例えば2mmの一定間隔7をおいて保持されている。 The fiber 1b, and is held for example at regular intervals 7 of 2 mm. 中間層7内、及び境界層4,5 Within the intermediate layer 7, and the boundary layer 4,5
の内部まで、新たに形成されるナノマトリックスが埋設され、それは水分子の吸収及び付着によって体積を増加させるとともに、中間層6内における内部圧力34の増加をもたらす。 Until the internal, it is embedded new nano matrix formed, which together with the increase in volume by the absorption and adhesion of water molecules, resulting in an increase in the internal pressure 34 in the intermediate layer 6. ファイバー1bは円弧9内において上方境界層4のファイバー1aに変化し、よって、上方境界層の緻密化に寄与する。 Fiber 1b is changed to fiber 1a of the upper boundary layer 4 in the arc 9, thus contributing to densification of the upper boundary layer. これはナノマトリックスと協同してその表面に大きな抗張力を付与するので、内部圧力34及び外部からの衝撃のような負荷が加わる時の圧力に抗することができる。 Since this imparts great strength to the surface in conjunction with nano matrix, it can withstand the pressure when the load such as an impact from the internal pressure 34 and external is applied. このようなミクロマトリックスは各種の方法で製造される。 Such micro-matrix is ​​produced in a variety of ways. ミクロファイバー1a,1 Micro fiber 1a, 1
b,1cは編成に関与し、境界層中の折り返し部分においてほぼ平坦なレンズ状の断面を得るために、複数のフィブリルを備え、1メートル当たり数回にわたって撚を加えられていることが望ましい。 b, 1c are involved in organizing, in order to obtain a substantially flat lenticular cross section in the folded portion of the boundary layer, comprising a plurality of fibrils, it is desirable that applied the twisting several times per meter.

【0023】ベルベット用小型織機は所定の微細な構造を有する。 The velvet for small loom has certain fine structures. 図2はリボン織機を示し、上面10a及び下面10bがそれぞれ境界層1a,1cに対応する。 Figure 2 shows a ribbon loom, top 10a and bottom surface 10b is the boundary layer 1a respectively correspond to 1c. 経糸20a,20bはこれらの面内に延び、緯糸18によって結合されている。 Warp yarns 20a, the 20b extend in these planes, are joined by the weft 18. パイル糸19は上面10a及び下面10bを結合し、中間層のファイバー1bを構成している。 Pile threads 19 couples the top 10a and bottom surface 10b, constituting the intermediate layer fiber 1b. ベルベット用バー織機はこのような織物を製造でき、例えば、ジェイコブミューラー アクチェンゲゼルシャフト、スイス国 フリック CH−5262によって製造されたものがある。 Velvet bar loom can produce such a fabric, for example, those prepared by Jacob Muller Aktiengesellschaft, by Switzerland flick CH-5262. ベルベットに必要な切断処理を放棄することにより、パイル糸によって一体に保持された二重壁織物が製造される。 By abandoning the cutting processing required for velvet, double-walled fabric held together by the pile yarn is produced. この場合、材質の異なる複数のフィブリルを備えた経糸20が使用可能である。 In this case, the warp 20 with different fibrils in material can be used.
例えば、金属製の経糸20bが下面10bにて処理され、それらがチタン製であれば、骨の上で成長する有効な組織が得られる。 For example, metallic warp 20b are processed at the lower surface 10b, if they are made of titanium, an effective structure is obtained which grow on the bone.

【0024】図3に示すミクロマトリックスについては、図2のミクロマトリックスと類似しているが、二重壁織物のための経糸系及びダブルグリッパを備えた小型織機にて製造される。 [0024] The micro-matrix shown in Figure 3 is similar to the microstructure matrix of FIG. 2, is produced in a small loom having a warp system and a double gripper for the double-walled fabric. 通常、このようなダブルグリッパ織機は2枚のカーペットやベルベット地等を製造するために使用される。 Usually, such a double gripper weaving machine is used to manufacture the two carpets and velvet fabric, or the like. 即ち、グリッパ織機では上下に配置した一対のグリッパに対応して形成された上下経糸開口内に緯入れを行い、所定距離だけ離間した一対の基布を織製するとともに、これら基布を結ぶパイル用経糸にて形成されたパイルを両基布間にて切断することにより2枚のカーペットが製造される。 In other words, pile gripper loom perform weft insertion in a vertical warp opening formed corresponding to the pair of grippers arranged vertically, with Seisuru woven pair of base fabric spaced apart by a predetermined distance, connecting these base fabrics two carpet is manufactured by cutting a pile formed by use warp in between the base cloth.

【0025】また、ダブルグリッパ織機による製織終了後にパイル用経糸を切断することなく、両基布が連結された二重壁織物を製造する技術が知られている。 Further, without cutting the pile warp yarns after weaving termination by double gripper weaving machine, a technique for manufacturing a double-walled fabric both base fabrics are connected it is known. この織物は両経糸及び緯糸の材質を適宜に選択することにより、両基布の強度や硬度を増大させるとともに、パイル糸に相当する糸の密度を増すことにより、防音材や断熱材としても使用可能である。 By this fabric to select the material of both warp and weft appropriately, together with increasing the strength and hardness of the two base fabrics, by increasing the density of the yarn corresponding to the pile yarn, also be used as a soundproofing material and heat insulating material possible it is.

【0026】このような織機を用いて、自然軟骨の交換部品を得るためには、織物幅が50mmまでのものが必要である。 [0026] Using such a loom, in order to obtain the replacement part of the natural cartilage, fabric width is required that up to 50 mm. 図3に示すように、作業は上面10a内の上方経糸20aについて行われ、かつ下面10b内の下方経糸20bについても行われる。 As shown in FIG. 3, the work is performed for the upper warp yarns 20a in the upper surface 10a, and is also performed for the lower warp yarns 20b in the lower surface 10b. 更に、パイル糸19がピック18を介して経糸20a,20bに結びつけられる。 Furthermore, the pile yarns 19 warp yarns 20a through the pick 18, tied to 20b.

【0027】図4は二重バー型ラッシェル編機上にて編成されるミクロマトリックス2を示し、その編機はループカットされるフラシ天の製造に使用されるものである。 [0027] Figure 4 shows a micro matrix 2 organized in a double-bar raschel knitting machine, the knitting machine is intended to be used in the manufacture of plush looped cut. 上面10a及び下面10bにおいて、ファイバー1 In top 10a and bottom surface 10b, the fiber 1
により、上方及び下方境界層4,5が形成され、ラッチニードル16及びガイドバー17によって中間層6が形成される。 The upper and lower boundary layers 4 and 5 is formed, the intermediate layer 6 is formed by a latch needle 16 and the guide bar 17.

【0028】更に、ミクロマトリックス2は縫目結合によってマット上に形成される不織布からその製造を開始することも可能である。 Furthermore, micro-matrix 2 can be started the production of a nonwoven fabric to be formed on the mat by the seam bond. 図5は縫目結合の基本的サイクルを示す。 Figure 5 shows the basic cycle of the stitch bonds. 不織布23はロート状の境界25,26によって案内され、ニードル16及びガイドバー17によって糸24がマットに縫いつけられる。 Nonwoven 23 is guided by the funnel-shaped boundary 25, the thread 24 is sewn to the mat by the needle 16 and the guide bar 17. その作業サイクルは、a)孔あけ、b)ラッチの折りたたみ(ベラ抜け)、c)ニードル頭部の閉鎖、d)ノックオーバー、 Its work cycle is, a) drilling, b) omission latch folding (Vera), c) closure of the needle head, d) the knock-over,
e)マットの降下、からなる。 e) mat of descent, consisting of. 糸の比較的幅広いループは不織布を横方向から支持し、不織布中のファイバー1 Relatively wide loop of the thread supports the nonwoven fabric from the side, the fiber 1 in the nonwoven
の接触点8の間において更なる支持が付与され、これらの支持は、溶媒によって部分的に溶解すること、あるいは接着剤で結合することによって形成されて、中間層内及び中間層まで及ぶ。 Further support between the contact point 8 is applied, these support may be partially dissolved by a solvent, or is formed by bonding with an adhesive, extend to the intermediate layer and the intermediate layer.

【0029】図5に示す縫目を形成する場合、その縫製中に不織布内のフリースが圧縮されることはなく、糸に過剰のテンションが与えられることもない。 [0029] When forming stitches shown in FIG. 5, rather than the fleece in the non-woven fabric is compressed in the sewing, excess tension nor given to the yarn. この縫製の目的は上下の境界層の間でマトリックスを連結することにあり、ナノマトリックスがフリース中に組み入れられた場合に、糸にテンションが加わる。 The purpose of this sewing is in linking the matrix between the upper and lower boundary layers, when the nano-matrix is ​​incorporated into the fleece, the yarn tension is applied. 従って、ミクロマトリックスは圧縮可能である必要がある。 Therefore, there is a need micromatrix is ​​compressible.

【0030】図9(a),9(b)に示すように、5から10マイクロメータの大きさの孔42を備えた膜15 [0030] FIG. 9 (a), the as shown in 9 (b), film 15 having a hole 42 in size from 5 10 micrometers
の形態を有する特殊な上方境界層はポリウレタンによって製造される。 Special upper boundary layer having a form is produced by polyurethane. 例えば、3mmの深さを有する不織布3 For example, a nonwoven fabric 3 having a depth of 3mm
5、編成布あるいは織布がシェル37中に広げられ、これは最上位のファイバーに至るまで、ジメチルホルムアミドを充填され、その中に5%から10%の溶解ポリウレタンが含まれている。 5, knitted fabric or woven fabric is expanded in the shell 37, which is up to the fiber uppermost, filled with dimethylformamide, it contains 10% dissolved polyurethane 5% therein. その溶液の上方には湿った雰囲気が維持され、境界層中に強い吸湿性のジメチルホルムアミドがそれ自身に水分子を供給する現象がその雰囲気によって引き起こされ、同時に、ミクロ構造の膜形態のポリウレタンからスポンジ領域を形成するために、ポリウレタンの溶解度がその雰囲気によって下げられる。 Its above the solution is humid atmosphere maintained, the phenomenon supplying water molecules strongly hygroscopic dimethylformamide itself in the boundary layer is caused by the atmosphere, at the same time, the polyurethane film form of microstructure to form the sponge area, the solubility of the polyurethane is lowered by the atmosphere. シェル37の底部39まで深く進入したポリウレタン粒子43は約摂氏50度の温度で移動可能であり、上方境界層まで移動する。 Polyurethane particles 43 deeply enters to the bottom 39 of the shell 37 is movable at a temperature of about 50 degrees Celsius, to move to the upper boundary layer. 従って、孔42を備え、かつ中間層のファイバーに結びつけられた厚さ0.3mmまでの境界層が実施可能である。 Therefore, with a hole 42, and the boundary layer to a thickness of 0.3mm tied to fiber of the intermediate layer can be carried out. 引き続く凍結乾燥により、上方境界層中の孔構造が保存される。 Lyophilization subsequent, pore structure of the upper boundary layer is preserved. このような膜15は内部圧力の生成中にナノマトリックスを支持する。 Such membrane 15 supports the nano-matrix while generating internal pressure. プロテオグリカン集合体及びコラーゲンフィブリルから製造された細胞外マトリックスを有するナノマトリックスにとって、それがボディ相溶性で再吸収可能な材料から製造される場合、上方境界層を形成するコラーゲンの生成負荷容量に応じて、最初に支持し、後に後退すること、すなわち、移植条件下でボディの液体によってゆっくりと溶解されることは、利点となる。 For nano-matrix with an extracellular matrix produced from proteoglycan aggregates and collagen fibrils, when it is prepared from resorbable material body compatibility, depending on the generation load capacity of collagen which forms the upper boundary layer , initially supporting, it is retracted after, i.e., it is dissolved slowly by liquid in the body at the implantation conditions, an advantage.

【0031】尚、インプラントの製造に際し、上記の不織布35に代えて、図11(a),(b)に示す構成の織布61,62を使用することも可能である。 [0031] Incidentally, in the production of implants, in place of the nonwoven fabric 35, FIG. 11 (a), the it is also possible to use a woven fabric 61, 62 of the configuration shown in (b). 図11 Figure 11
(a)の織布61はその下部に下方境界層5を備え、その下方境界層5から複数の閉環状のパイル糸19が上方へ突出している。 Fabric 61 includes a lower boundary layer 5 thereunder, the pile yarn 19 from the lower boundary layer 5 form a plurality of ring closure is projected upward of (a). これらのパイル糸は19は中間層を構成している。 These pile threads 19 constitute the intermediate layer.

【0032】一方、図11(b)に示す織布62は下方境界層5と、そこから上方へ突出する複数のパイル糸1 On the other hand, FIG. 11 fabric 62 shown in (b) the lower boundary layer 5, a plurality of pile yarn 1 projecting upwardly therefrom
9とを備え、パイル糸は19は中間層を構成している。 And a 9, the pile yarn 19 constitutes an intermediate layer.
従って、いずれの織布61,62に対しても、図9 Thus, for any fabric 61 and 62, FIG. 9
(a),(b)に示す例と同様な方法で上方境界層を形成することができる。 (A), it is possible to form the upper boundary layer in Example similar method shown in (b).

【0033】ヒドロゲルはナノマトリックスの構築に関与し、直鎖の、あるいは分岐した親水性高分子を生成する。 The hydrogel is involved in the construction of nano-matrix, generating a linear or branched hydrophilic polymer. 3次元ネットワークは通常の配列の鎖状分子ゾーンがいわゆる接着ゾーン40(図6参照)として集合するという事実に基づいて発生する。 3D network chain molecules zone normal sequence is generated based on the fact that the set so-called as an adhesive zone 40 (see FIG. 6). このように形成されるヒドロゲルは例えば代謝産物や水等の小さな分子を浸透させるという利点を備える。 The hydrogel is formed to includes the advantage of penetration of small molecules such as, for example, metabolites and water. 水分子の結合、従ってヒドロゲルの容積はヒドロゲルに帯電した電荷に依存する。 Binding of water molecules, thus the volume of the hydrogel depends on the charges on the hydrogel.
電荷を帯びた成分の例には、ブロックの順序の変化したマンヌロン酸及びグルロン酸から構成されたポリサッカリドの集合体がある。 Examples of ingredients charged, there is a collection of polysaccharide composed of mannuronic acid and guluronic acid varies in the order of the blocks. 特定のポリサッカリド(例えばアルギン酸塩)では、接着ゾーン40が発生することにより、軸−軸グリコシド結合が互いに対向して存在するため、マンヌロン酸ユニットがジグザグチェーン中に存在するようになる。 In certain polysaccharides (e.g., alginate), by bonding zone 40 occurs, the shaft - for axial glycosidic bonds are present opposite each other, so mannuronic acid units are present in the zigzag chain. この配列はその後にカルボキシル基及びヒドロキシ基との結合に進入するカルシウムイオンによって固定される。 This sequence is fixed by a subsequent calcium ions entering the bond with a carboxyl group and hydroxy group. これは通常の化学記号によって図6 This Figure by conventional chemical symbols 6
(b)に概略的に示されている。 It is shown schematically in (b). 自由に移動可能な水分子12を有する架橋は、図6(a)に概略的に示され、 Bridge having a freely movable water molecules 12 is schematically illustrated in FIG. 6 (a),
帯電時には可能な限り双極子として存在する。 It exists as a dipole as much as possible at the time of the charge. 同様の手法により、図6(b)にはその構造が化学記号によって示されている。 In the same manner, the structure is shown by the chemical symbols in Figure 6 (b). 架橋を制御し、水分子の吸収及び付着を制御することにより、ミクロマトリックス中のナノマトリックスの容積を拡大して、内部圧力を生成することが可能である。 The crosslinking is controlled, by controlling the water molecule absorption and deposition of an enlarged volume of nano matrix in the micro matrix, it is possible to generate an internal pressure.

【0034】ナノマトリックス3を埋設した図1のミクロマトリックス2は、ファイバー1bが中間層における液体置換に対して抵抗を示し、それにより、外部からの圧力が急激な増加が主に中間層のファイバー1bに沿って伝達されるという利点を備える。 [0034] Micro matrix 2 of Figure 1 which is embedded nano matrix 3, fiber 1b indicates resistance to liquid replacement in the intermediate layer, whereby the pressure rapid increase from the outside of the main intermediate layer fiber It provided the advantage of being transmitted along 1b. それにもかかわらず、境界層4,5中に存在するものと同様の緻密な接続がインプラントの端部においても行われる必要がある。 Nevertheless, it is necessary that the same dense connections and those present in the boundary layer 4,5 is also performed at the end of the implant.
端部の縫製、端部の結合あるいは支持リングの装着により、例えば、アルギン酸塩から生じたゲル13、もしくは、細胞外のマトリックスを形成するゲル13及びセル22を備えたラビオリ状のクッションが生成される。 Sewing end, the mounting of the coupling or the support ring of the end, for example, a gel 13 resulting from alginate or, the ravioli-like cushion with a gel 13 and the cell 22 to form the extracellular matrix produced that. 図7はそのようなクッションの中間層6の一部を示す。 Figure 7 shows a portion of the intermediate layer 6 of such a cushion. 切断されたファイバー1bはゲル13内に存在し、そのゲル内部には、コラーゲンファイバー14及びセル21 Cut fiber 1b is present in the gel 13, inside the gel, the collagen fibers 14 and the cell 21
が、細胞外にて成長してその一部がコラーゲンファイバー27からなるマトリックス22とともに、埋設されている。 But with the matrix 22, a part growing in extracellular is made of collagen fibers 27 is embedded. 細胞外マトリックス22の成長により、インビトロのクッションの容積が数週間の内に相当量増加する。 The growth of the extracellular matrix 22, the volume of the in vitro cushion increases considerable amount in a few weeks.
セル21は、その初期においてアルギン酸塩のみと適合されたナノマトリックス3中にてできる限り均一に分布した軟質細胞である。 Cell 21 is a soft cells uniformly distributed as possible in alginate only adapted nanomatrix 3 in at its initial. ナノマトリックスの成長に伴い、 Along with the growth of the nano-matrix,
サポート及び張力機能を追加するプロテオグリカン集合体46及びコラーゲンファイバー14が埋設され、特に境界層4中において達成される。 Support and proteoglycan aggregates 46 and collagen fibers 14 to add tension functionality is embedded, is achieved in particular the boundary layer 4. 図10を参照すると、 Referring to FIG. 10,
これは、細胞外マトリックス中において軟質細胞及びコラーゲンファイバーが、外側に存在しかつ滑液に対する移植条件内に存在する栄養素液体44に対して最短経路を採ることにより、緻密化するためである。 This soft cells and collagen fibers in the extracellular matrix, by taking the shortest paths for nutrient liquid 44 present in the implantation conditions for the present and synovial fluid outward, in order to densify.

【0035】尚、前記ナノマトリックス中におけるコラーゲンファイバー14は乾燥基質の15%までを構成することが望ましい。 [0035] Incidentally, collagen fibers 14 in the nano-matrix is ​​preferably made up 15% of the dry substrate. この値はナノマトリックス内にクッション作用を維持できる上限であり、自然組織の軟骨に相当する。 This value is an upper limit capable of maintaining cushioning in nanomatrix corresponds to cartilage natural tissue.

【0036】図8はプロテオグリカン集合体46及びコラーゲンファイバー27によって分散された細胞外マトリックス22を拡大して示す。 [0036] Figure 8 shows an enlarged extracellular matrix 22 dispersed proteoglycan aggregates 46 and collagen fibers 27. 水分子12は自由に移動可能である。 Water molecules 12 is free to move. 水分子の一部がコラーゲンファイバー27 Part of the water molecules collagen fiber 27
に結合し、例えば、三重螺旋を形成する。 Bound, for example, to form a triple helix to. 細胞外マトリックスの別の成分として、プロテオグリカンモノマー3 Another component of the extracellular matrix, proteoglycan monomer 3
3が示されているが、これらはプロテインコア29、そのモノマー上に結合された直線状のポリサッカリド2 3 are shown, which are protein core 29, a linear polysaccharide 2 coupled on the monomer
8、及び負の基32(SO 3 - ,COO - )を担持している。 8, and the negative group 32 (SO 3 -, COO - ) which carry the. 他方、プロテオグリカンモノマー33は、ネットワークとしてプロテオグリカン集合体のほぼ全体を形成するリンクプロテイン30を介して、ヒアルロン酸糸31 On the other hand, proteoglycan monomers 33 via the link protein 30 forming substantially the entire proteoglycan aggregate as a network, yarn hyaluronic acid 31
に結合されている。 It is coupled to. これはリンクプロテインが水と結合する場合に特有のものである。 This is peculiar to the case where link protein to bind to water.

【0037】電気的中性の原理に基づき、例えば、Na [0037] Based on the principle of electrical neutrality, e.g., Na
+イオンなどの正イオンは負の結合性電荷を有する細胞外マトリックスに吸着される。 + Positive ions, such ions are adsorbed to extracellular matrix having negative binding charge. 従って、周囲のボディ(又は基材)の液体中というよりもファブリック中により浸透性の活性粒子が存在する。 Therefore, penetration of the active particles are present with in the fabric rather than in the liquid surrounding the body (or substrate). このようなイオン濃度の不均一性により、割り込み流体45と周囲のボディの流体との間に浸透圧が発生し、所定の容積を伴う圧力の増加を引き起こす。 The heterogeneity of such ion concentration, and osmotic pressure occurs between the interrupt fluid 45 and the fluid surrounding the body, causes an increase in pressure with a predetermined volume. プロテオグリカン集合体の分子量は500万から1億ダルトン(Da)の大きさである。 The molecular weight of proteoglycan aggregates is the size of 100 million daltons 5 million (Da). プロテインコア29及びポリサッカリド28からなるプロテオグリカンモノマー33は100万ダルトンであり、 Proteoglycan monomer 33 consisting of protein cores 29 and polysaccharides 28 is 1,000,000 daltons,
鎖状ヒアルロン酸は約200万から600万ダルトンに対応する。 Chain hyaluronic acid corresponding to about 2 million 6 million daltons. プロテオグリカン集合体が結合する長鎖のヒアルロン酸31は1億ダルトンまで生成可能である。 Hyaluronic acid 31 of the long-chain proteoglycan aggregates are attached can be generated to 100 million daltons.

【0038】 [0038]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1に記載の発明では、表面に膜すなわち境界層を備え、インプラントとして使用可能な各種の特性を備えたファイバーマトリックスを少ない製造工程で簡単に製造できる。 As described in detail above, in the invention according to claim 1, the surface comprises a membrane i.e. boundary layer, easy fiber matrix with a variety of properties that can be used as an implant in a small production process It can be produced.

【0039】請求項2に記載の方法では、インプラントが移植されるボディと相溶性がある材料を使用してインプラントを製造できる。 [0039] In the method according to claim 2, it can be prepared implant using a material that is body compatible with the implant is implanted. 請求項3に記載の方法では、前記膜と類似した境界層をその膜とは反対側に形成でき、 The method of claim 3, the boundary layer similar to the membrane and the membrane can be formed on the opposite side,
膜と境界層との間には、マイクロメータの直径領域にあるファイバーを備えた中間層を形成することが可能である。 Between the membrane and the boundary layer, it is possible to form an intermediate layer with fiber in the diameter region of micrometers. 請求項4及び5に記載の方法では、下方の境界層及びパイル糸からなる中間層を備えたインプラントを製造できる。 The method according to claim 4 and 5, can be produced an implant with an intermediate layer made of the boundary layer and the pile threads of the lower.

【0040】請求項6に記載の方法では、前記有機溶媒としてジメチルホルムアミドを使用できる。 [0040] In the method according to claim 6, dimethylformamide can be used as the organic solvent. 請求項7に記載の方法では、前記膜の形成工程において、有機溶媒中のポリウレタン粒子をファイバーマトリックスの表面に移動させることができる。 The method according to claim 7, in the step of forming the film, it is possible to move the polyurethane particles in an organic solvent to the surface of the fiber matrix.

【0041】請求項8に記載の方法では、膜がファイバーマトリックスから離脱することがない。 [0041] In the method according to claim 8, never film is detached from the fiber matrix. 請求項9及び10に記載の方法では好適な孔の大きさ及び膜の厚さを有するインプラントを製造できる。 It can produce implants having a size and thickness of the membrane of a suitable pore by the method of claim 9 and 10. さらに、請求項11 Further, according to claim 11
に記載の方法では、ファイバーマトリックスに膜が確実に連結される。 In the method described in, film fiber matrix is ​​reliably connected.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 中間層、下方境界層及び上方境界層を備えたミクロマトリックスを示す概略図。 [1] an intermediate layer, a schematic diagram showing a micro-matrix having a lower boundary layer and the upper boundary layer.

【図2】 ベルベット用小型織機上にてミクロマトリックスを製造する際に、切断処理が省略された製織を示す概略図。 [Figure 2] in the production of micro-matrix at the velvet for small loom, schematically showing a weaving disconnection process is omitted.

【図3】 経糸系を備えた二重壁織物の製造時における各種の連結形式を示す概略図。 3 is a schematic diagram showing various connection forms of in the manufacture of double-wall fabric having a warp system.

【図4】 二重バー式ラッシェル編成機上にてループカットしたフラシ天の製造時におけるラッチニードル及びガイドバーの配列を示す概略図。 Figure 4 is a schematic view showing an arrangement of the latch needle and the guide bar in a dual bar type raschel plush at the ceiling of the production through the loop cut at knitting machine.

【図5】 図5(a)から(e)は縫目結合によって不織布からミクロマトリックスを製造する際の縫目結合サイクルを示す概略図。 Figure 5 from (a) (e) is a schematic view showing a seam binding cycle in the production of micro matrix from a nonwoven by seam bonds.

【図6】 図6(a)は例えばアルギン酸塩のナノマトリックスの3次元網において、カルシュウムイオンとの錯体形成を通じて経糸の結合が生じた状態を示す概略図。 [6] FIG. 6 (a) in a three-dimensional network of nano-matrix such as alginates, schematic view showing a state in which binding occurs warp through complexation with calcium ions. 図6(b)は図6のキレート結合を通常の化学式に従って示す概略図。 6 (b) is a schematic diagram showing a chelate bond in FIG 6 in accordance with conventional chemical formulas.

【図7】 ミクロファイバーを備えた中間層、並びに細胞外マトリックス及びコラーゲンフィブリルを備えたセルを有するナノマトリックスを概略的に示す断面図。 [7] the intermediate layer having a micro-fiber, as well as cross-sectional view schematically showing a nano-matrix having cells with extracellular matrix and collagen fibrils.

【図8】 相互作用コラーゲン及びプロテオグリカンのネットワークを示す図7の拡大断面図。 Figure 8 is an enlarged sectional view of FIG. 7 showing the interaction of collagen and proteoglycans network.

【図9】 図9(a),(b)は不織布に対する膜の製造を示す概略図。 [9] FIG. 9 (a), (b) is a schematic diagram showing the production of membranes for nonwovens.

【図10】 細胞外マトリックスを有する架橋セルを備えたナノマトリックスを有する上方境界層の概略断面図。 Figure 10 is a schematic cross-sectional view of the upper boundary layer having a nano matrix having a crosslinked cell with the extracellular matrix.

【図11】 図11(a),(b)はインプラントの別例を示す概略図。 [11] FIG. 11 (a), (b) is a schematic diagram showing another example of an implant.

【図12】 図12は自然組織の軟骨を示す概略断面図。 Figure 12 is a schematic sectional view showing a cartilage natural tissue.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2…ファイバーマトリックス、5…下方境界層、15… 2 ... fiber matrix, 5 ... lower boundary layer, 15 ...
膜、19…パイル糸、42…孔、43…ポリウレタン粒子。 Film, 19 ... pile yarn, 42 ... hole, 43 ... polyurethane particles.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マッツ ポールション ドイツ連邦共和国 デー−50931 ケルン ヨーゼフ−シュテルツマンシュトラーセ 52 インスティトゥット フュア ビオ ヒェミー メディツィーニッシェ ファク リテート ツー ケルン 内 (72)発明者 ペーター ビットマン スイス国 ツェーハー−8057 チューリッ ヒ ゼミナールシュトラーセ 46 (72)発明者 トーマス ターラー スイス国 ツェーハー−8057 チューリッ ヒ ランゲンシュタイナーシュトラーセ 22 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Mats Paul Deployment Federal Republic of Germany Day -50,931 Cologne Josef - Gerhard Toelz Man Bahnhofstrasse 52 Institut für Tutto bio Chemie media Tze niche factory Riteto-to-the Cologne (72) inventor Peter bit Man Switzerland Tsueha -8057 Churi' human Seminar Strasse 46 (72) inventor Thomas Thaler Switzerland Tsueha -8057 Churi' human Langenfeld Steiner Strasse 22

Claims (11)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】ファイバーマトリックスを用いて、欠陥を有する自然組織部分と置き換え可能なインプラントを製造する方法であって、その方法は、 前記ファイバーマトリックスに有機溶媒を充填する工程と、その有機溶媒は所定量のポリウレタンを溶解していることと、 前記ファイバーマトリックスを湿った雰囲気中に配置することにより、前記有機溶媒中のポリウレタンの溶解度を低下させ、ポリウレタン粒子を形成する工程と、 前記ファイバーマトリックス及び有機溶媒を加熱することにより、前記有機溶媒中のポリウレタン粒子を移動させて、前記ファイバーマトリックスの表面に膜を形成する工程とからなる方法。 With 1. A fiber matrix, a method for producing an implant replaceable natural tissue portion having a defect, the method comprising the step of filling the organic solvent in the fiber matrix, the organic solvent and that by dissolving the predetermined amounts of the polyurethane, by placing in a humidified atmosphere of the fiber matrix, the lower the solubility of the polyurethane in an organic solvent, and forming a polyurethane particles, wherein the fiber matrix and by heating the organic solvent, wherein by moving the polyurethane particles in an organic solvent, and a step of forming a film on the surface of the fiber matrix method.
  2. 【請求項2】前記ファイバーマトリックスはポリエチレンテレフタレート、ポリエチルケトン、ポリプロピレン、テフロン、カーボン、及びポリエチレンからなるグループから選択された材料から形成されている請求項1 Wherein said fiber matrix polyethylene terephthalate, poly ethyl ketone, polypropylene, Teflon, carbon, and claim 1, which is formed from a material selected from the group consisting of polyethylene
    に記載の方法。 The method according to.
  3. 【請求項3】前記ファイバーマトリックスは不織布、織布及び編成布からなるグループから選択されたものである請求項2に記載の方法。 Wherein the fiber matrix The method of claim 2 in which selected from the group consisting of nonwoven, woven and knitted fabrics.
  4. 【請求項4】前記ファイバーマトリックスは織布であり、下方の境界層を備え、かつその下方境界層から突出する複数のパイル糸を有する請求項3に記載の方法。 Wherein said fiber matrix is ​​woven, with the boundary layer below, and a method according to claim 3 having a plurality of pile yarns protruding from the lower boundary layer.
  5. 【請求項5】前記パイル糸は閉環状をなす請求項4に記載の方法。 5. The method of claim 4 forming the pile yarn is a closed circular.
  6. 【請求項6】前記有機溶媒はジメチルホルムアミドである請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 Wherein said organic solvent A method according to any one of claims 1 to 5 is dimethylformamide.
  7. 【請求項7】前記膜の形成工程において、前記ファイバーマトリックス及び有機溶媒は摂氏約50度で加熱される請求項6に記載の方法。 7. The step of forming the film, The method of claim 6 wherein the fiber matrix and an organic solvent which is heated to about 50 degrees Celsius.
  8. 【請求項8】前記膜は複数の孔を備え、前記ファイバーマトリックス中のファイバーに結合している請求項7に記載の方法。 Wherein said film comprises a plurality of holes, A method according to claim 7 which is coupled to the fiber of the fiber matrix.
  9. 【請求項9】前記孔の大きさは5から10マイクロメータの範囲内である請求項8に記載の方法。 9. The method of claim 8 the size of the pores is in the range of 5 to 10 micrometers.
  10. 【請求項10】前記膜の厚さの上限は3mmである請求項8に記載の方法。 10. A method according to claim 8 upper limit of the thickness of the film is 3 mm.
  11. 【請求項11】前記膜の形成後に前記ファイバーマトリックスを凍結乾燥させる工程を更に含む請求項1乃至1 11. further step of freeze-drying the fiber matrix after formation of the film comprises claims 1 to 1
    0のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of 0.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011045753A (en) * 1999-12-03 2011-03-10 Univ Of Leeds Repair of damaged tissue

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