WO2004011049A1 - 生体組織材料を処理する交互浸漬装置および交互浸漬方法 - Google Patents

生体組織材料を処理する交互浸漬装置および交互浸漬方法 Download PDF

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Junzo Tanaka
Masataka Sakane
Hironobu Fukuzaki
Yoshikane Yokoyama
Kunihiro Ota
Masanori Kikuchi
Toshiyuki Ikoma
Isamu Yamaguchi
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Japan Science And Technology Agency
National Institute For Materials Science
Tamachi Industries Co.,Ltd.
Taki Chemical Co.,Ltd.
Escom Co.,Ltd.
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    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
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    • A61L27/32—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/40—Preparation and treatment of biological tissue for implantation, e.g. decellularisation, cross-linking

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for treating the surface and inside of various living tissue materials such as soft tissue materials such as ligaments and tendons and artificial materials when implanting the same.
  • the present invention relates to an alternate immersion apparatus and an alternate immersion method suitable for forming a calcium phosphate compound.
  • Japanese Patent Publication No. 6-291126 discloses a method of coating a substrate with an active hydroxyapatite film by immersing the material in a saturated or supersaturated aqueous solution of a hydroxyapatite component.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-327757 discloses a method of coating an aggregate of organic fibers or inorganic fibers with a calcium phosphate compound film by a liquid phase deposition method.
  • 2001-2546464 discloses that a vinyl monomer is graft-polymerized by irradiating an electron beam to a fiber material, and a calcium chloride aqueous solution and hydrogen phosphate 2
  • a method for producing a hydroxyapatite-fiber composite that forms a hydroxyapatite by alternately immersing an aqueous sodium solution is disclosed. You.
  • the method for modifying a biological soft tissue material according to the above invention is characterized in that a calcium phosphate containing hydroxyapatite having a biocompatibility and a cell differentiation / induction function and an osteoconduction-inducing function in a structure (biotissue material) containing collagen as a main component.
  • This is a method of compounding a system compound.
  • the material obtained by this method has a high affinity for bone, which is a hard tissue, and improves the fixation speed and fixation strength of the living soft tissue material such as ligaments and tendons after reconstruction surgery to bone.
  • tendons and Z or ligaments are immersed in an aqueous solution containing calcium ions (concentration: 0.1 to 40 wt%), and then immersed in distilled water or physiological saline,
  • a water solution containing phosphate ions concentration: 0.1 to 20 wt% at least once, the calcium phosphate compound containing hydroxyapatite is applied to the surface layer such as tendons and ligaments.
  • the reforming method to be formed was disclosed.
  • the present inventors have conducted various studies on an apparatus for automatically and aseptically combining a biological tissue material and a calcium phosphate-based compound using the alternate immersion method in order to further solve the above problems.
  • An alternate immersion apparatus and an alternate immersion method suitable for surface treatment of living tissue materials including soft tissue materials such as ligaments and tendons and other artificial materials have been completed.
  • the present invention provides a plurality of drug solution supply containers, a plurality of infusion tubes connected to the respective drug solution supply containers for introducing the drug solution into one material immersion container for processing a biological tissue material, A discharge tube for discharging a medical solution, and a means for controlling opening and closing of the infusion tube and the discharge tube for alternately introducing a plurality of drug solutions into the material immersion container; It is a device.
  • the means for controlling the opening and closing of the infusion tube and the discharge tube includes a valve provided in the middle of the infusion tube and the discharge tube, and a valve controller for automatically controlling the opening and closing of the valve.
  • the present invention is the alternate immersion apparatus for treating a biological tissue material as described above, wherein a hook for fixing the biological tissue material is provided inside a lid of the material immersion container. Further, the present invention is the alternate immersion apparatus for treating a biological tissue material as described above, wherein an insertion hole for inserting the biological tissue material from the outside is provided on a side wall of the material immersion container.
  • the present invention provides a method for treating a treated biological tissue material by using one of the above-mentioned alternating immersion devices to set one of a plurality of chemicals as an aqueous solution containing calcium and another as an aqueous solution containing phosphoric acid.
  • This is a method for alternately immersing a biological tissue material, characterized in that calcium phosphate is complexed on the surface and inside.
  • a biological tissue material for example, a ligament or tendon
  • a sterile container Using the automated alternate immersion apparatus of the present invention, a biological tissue material, for example, a ligament or tendon, is placed in a sterile container, and an aqueous solution containing phosphoric acid and an aqueous solution containing calcium are automatically mixed in the sterile container.
  • a calcium phosphate compound can be formed on the surface and inside of the living tissue material.
  • biological tissue materials include hydrophilic soft tissue materials such as ligaments and tendons, as well as fluorocarbon resins such as chitin, chitosan, and Goatex (registered trademark), polyester, polylactic acid, and polyvinyl alcohol, as well as collagen, gelatin, and chondroitin.
  • hydrophilic soft tissue materials such as ligaments and tendons, as well as fluorocarbon resins such as chitin, chitosan, and Goatex (registered trademark)
  • polyester polylactic acid, and polyvinyl alcohol
  • collagen gelatin
  • chondroitin complexes thereof.
  • Collagen, gelatin, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, etc. are often water-soluble Therefore, it is necessary to perform gelation by cross-linking.
  • Calcium phosphate-based compounds formed on the surface or inside of biological tissue materials include amorphous calcium phosphate, hydroxyapatite, octacalcium phosphate, tricanoresium phosphate, and dicanoresium phosphate dinohydrate. Including. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a conceptual side view showing the entire alternate immersion apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual side view showing one embodiment of immersing a living tissue material in a material immersion container of the alternate immersion apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual side view showing another embodiment of immersing a living tissue material in the material immersion container of the alternate immersion apparatus of the present invention.
  • a material immersion container 2 is set on a gertle table 1, and drip bags A, B, and C are suspended as a plurality of chemical supply containers on a hanging rod 3 installed above it.
  • the girdle table 1 is provided with wheels 11 so as to be movable. Connect the infusion tubes 4 A, 4 B, and 4 C to the respective drip bags A, B, and C, and connect each infusion tube to one material immersion container 2.
  • a discharge tube 4D is connected to the bottom of the material immersion container 2.
  • the discharge tube 4 D is connected to a negative pressure waste liquid bottle 5 that stores the waste liquid placed on the gertle table 1.
  • the material immersion container 2 has an air tube that takes in air when discharging the solution.
  • Step 4 Attach E The air tube 4E is necessary for returning the inside of the material immersion container 2 to the atmospheric pressure when discharging the solution in the material immersion container 2 to the negative pressure waste liquid bottle 5 as waste liquid.
  • an air filter 6 is preferably provided to clean the air entering the immersion container 2 preferably from a material.
  • Tube opening / closing control means for stopping the flow of liquid is provided in the middle of the infusion tubes 4A, 4B, 4C and the discharge tube 4D.
  • a valve device 7 that integrates the valve ⁇ ⁇ corresponding to the discharge tube 4D and the valves 2, 3, and ⁇ ⁇ corresponding to the infusion tubes 4A, 4B, and 4C, respectively, is provided.
  • the valve device 7 may be horizontally supported by a support rod 9 on a support 8 of the gertle table 1.
  • valve itself is not particularly limited as long as the flow of the liquid in each tube can be stopped or made to flow.
  • a valve device of a type that controls the flow of fluid by sandwiching and squeezing an elastic tube can be employed as a preferred embodiment.
  • Opening / closing control of valves 1, 2, 3, 4 is controlled by a programmed automatic control signal from a valve controller 10 installed at an appropriate location on the garter table 1.
  • the infusion tubes 4A, 4B, and 4C are controlled to open and close by valves 2, 3, and 4, respectively.
  • the opening and closing of the discharge tube 4D is controlled by the valve 1.
  • the material immersion container 2 is preferably made of, for example, polychlorinated bure.
  • polyvinyl chloride gas (ethylene oxide) sterilization is possible, as is the case with IV tubes. Basically, it is disposable. Strong, sterilizable and disposable cost-effective There is no need to be Neil.
  • As the infusion tube a commonly used infusion tube can be used.
  • FIG. 2 shows one form of the structure of the material immersion container 2 used when the living tissue material to be complexed is movable (for example, a free ligament or tendon cut off from the living body).
  • a material fixing hook 13 for fixing a biological tissue material is provided at the lower center of the inside of the lid 12 of the material immersion container 2, and the biological tissue material is fixed to the material fixing hook 13.
  • FIG. 3 shows one form of the structure of the material immersion container 2 used when the living tissue material to be composited is immovable (for example, one end of a ligament or tendon attached to a human body).
  • the side wall 14 of the material immersion container 2 is provided with an insertion hole 15 through which biological tissue material can be introduced from the outside, and the material immersion container 2 is brought to the vicinity of the shoulder or knee, and the ligament is inserted through the introduction hole 15.
  • a biological tissue material 16 consisting of one end of a tendon or a tendon is inserted into the material immersion container 2. Since the drug solution flows through the material immersion container 2, if there is a space between the living tissue material 16 consisting of one end of the inserted ligament or tendon and the insertion hole 15, liquid leakage will occur. To prevent this, a packing 17 is provided around the inlet hole 15.
  • an aqueous solution containing potassium eg, CaCls
  • an aqueous solution for washing eg, distilled water or saline
  • An aqueous solution containing phosphoric acid for example, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate
  • each aqueous solution is filled into drip bags A, B, and C, respectively.
  • the concentration of the aqueous solution is close osmotic pressure of physiological saline (2 7 9 mm 0 l / kg) degree is desirable. If the concentration is too high, it is likely that the biological tissue will be damaged. W
  • FIG. 1 When the concentration is extremely low, the amount of calcium phosphate raw material decreases, and the amount of calcium phosphate produced per unit time decreases, which is inconvenient for performing during surgery.
  • FIG. 1 When the concentration is extremely low, the amount of calcium phosphate raw material decreases, and the amount of calcium phosphate produced per unit time decreases, which is inconvenient for performing during surgery.
  • each valve will be described based on the time chart of the vanolep controller 10 (1 cycle / cycle).
  • the opening / closing time and cycle number of each valve can be set freely.
  • the number of cycles as the number of cycles increases, the amount of calcium phosphate compound increases, but the working time increases.
  • Valve ⁇ ⁇ opens, and the ⁇ solution flows into the material immersion container 2 (T 1).
  • Valve ⁇ ⁇ is opened, air flows into material immersion container 2 through filter 6 and tube 4E, and solution A is discharged from material immersion container 2 (T3).
  • Valve 2 closes, valve 3 opens, and liquid B flows into material immersion container 2 (T4).
  • Valve 3 closes and solution B remains in material immersion container 2 (T5).
  • Valve ⁇ ⁇ closes, valve ⁇ ⁇ opens, and liquid C flows into material immersion container 2 ( ⁇ 7).
  • Valve ⁇ ⁇ closes and liquid C stays in material immersion container 2 ( ⁇ 8).
  • Valve ⁇ ⁇ is opened, air flows into material immersion container 2 through filter 6 and tube 4E, and liquid C is discharged from material immersion container 2 (T9).
  • Valve 2 closes, valve 3 opens, and liquid B flows into material immersion container 2 (T10).
  • Valve ⁇ ⁇ is opened, air flows into material immersion container 2 through filter 6 and tube 4E, and liquid B is discharged from material immersion container 2 (T12).
  • T 1 The time required for the liquid A to fill the material immersion container is required.
  • T 2 The longer the immersion time in solution A, the greater the amount of calcium phosphate compound generated, but the longer the work time.
  • T 3 Time is required for liquid A to completely drain from the material immersion container.
  • T4 Time is required for solution B to fill the container.
  • T 5 The time (about 30 seconds) required for ions remaining in the material to be immersed to diffuse into the cleaning solution is sufficient.
  • T 6 Time is required for liquid B to be completely drained from the material immersion container.
  • T 7 Time is required for liquid C to fill the material immersion container.
  • T 9 Time is required for liquid C to completely drain from the material immersion container.
  • T12 It is necessary to allow time for liquid B to be completely discharged from the material immersion container. (Example)
  • the living tissue material was treated under the following conditions. Egret's Achilles tendon was used as the biological tissue material to be processed. Using a material immersion container having the form shown in FIG. 2, the Achilles tendon was fixed to a material fixing hook for processing.
  • the opening and closing time of the knob is T1: 20 seconds, ⁇ 2: 180 seconds, ⁇ 3: 20 seconds, ⁇ 4: 20 seconds, ⁇ 5: 20 seconds, ⁇ 6: 20 Seconds, ⁇ 7: 20 seconds, ⁇ 8: 180 seconds, ⁇ 9: 20 seconds, ⁇ 10: 20 seconds, ⁇ 11: 20 seconds, ⁇ 12: 20 seconds.
  • the living tissue material was treated under the following conditions.
  • a biological tissue material to be treated a chitosan porous body was used.
  • the chitosan porous body was fixed to a material fixing hook for processing.
  • valve opening and closing time T1: 20 seconds, T2: 180 seconds, T3: 20 seconds, T4: 20 seconds, T5: 20 seconds, T6 : 20 seconds, T7: 20 seconds, T8: 180 seconds, T9: 20 seconds, T10: 20 seconds, T11: 20 seconds, T12: 20 seconds And
  • the content of the inorganic substance composited in the chitosan porous body was 16.3% of the dry weight.

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Abstract

靭帯とリン酸カルシウム系化合物を複合化する交互浸漬法を実際に手術現場で実用化し、手術中に短時間で少ない人員で行うようにするために、自動化と無菌性を確保した下記の装置と方法。　複数の薬液供給容器、薬液を生体組織材料を処理する一つの材料浸漬容器に導入するためにそれぞれの薬液供給容器に接続された複数の輸液チューブ、該材料浸漬容器内の薬液を排出する排出チューブ、および複数の薬液を交互に材料浸漬容器内に導入すべく該輸液チューブと排出チューブの開閉を制御する手段とからなることを特徴とする生体組織材料を処理する交互浸漬装置。この交互浸漬装置を用いて、複数の薬液の一つをカルシウムを含む水溶液とし、別の薬液をリン酸を含む水溶液とすることによって、処理された生体組織材料の表面および内部にリン酸カルシウムを複合化させる。

Description

明 細 書 生体組織材料を処理する交互浸漬装置および交互浸漬方法 技術分野
本発明は、 靱帯や腱などの軟組織材料や人工材料など様々な生体組織材料を移 植する際にその表面および内部を処理するための装置および方法に関し、 特に、 生体組織材料の表面および内部にリン酸カルシゥム系化合物を形成するために適 する交互浸漬装置および交互浸漬方法に関する。 背景技術
骨修復材料、 人工臓器、 体内埋め込み式医療器具などの材料表面に骨と類似し た構造と組成を有する水酸ァパタイト膜を各種の方法でコーティングする方法が 知られており、 その一つの方法として、 特公平 6— 2 9 1 2 6号公報には、 飽和 乃至過飽和濃度の水酸ァパタイト成分水溶液中に材料を浸漬することにより基材 に活性水酸ァパタイト膜をコーティングする方法が開示されており、 また特開平 6 - 3 2 7 7 5 7号公報には、 有機繊維または無機繊維の集合体に液相析出法で リン酸カルシウム系化合物の膜をコーティングする方法が開示されている。 さらに、 特開 2 0 0 1— 2 5 4 2 6 4号公報には、 繊維素材に、 電子線を照射 することにより、 ビニルモノマーをグラフト重合させ、 その上に塩化カルシウム 水溶液とリン酸水素 2ナトリゥム水溶液の交互浸漬により、 ハイドロキシァパタ ィトを形成するハイドロキシァパタイトー繊維複合体の製造方法が開示されてい る。
(発明が解決しようとする課題）
靭帯損傷の修復治療において、 人工靭帯、 自家靭帯を移植することが行われて いるが、 この場合は、 人工靭帯、 白家靭帯は、 骨と直接接着させる必要がある。 しかしながら、 現在の修復治療技術では接着強度が十分でなく、 靭帯の剥離、 破壊切断などが問題となっている。 この問題点の改善策として、 本発明者らは、 交互浸漬法による腱および靭帯などの生体軟組織材料の改質の有用性を見出し、 この発明に関して特許出願した （特願平 1 1一 323753号，特開 2001— 1 37329号公報） 。
上記の発明の生体軟組織材料の改質方法は、 コラーゲンを主成分とする構造体 (生体軟組織材料） に生体融和性かつ細胞分化 ·誘導機能および骨伝導誘導能を 有するヒドロキシァパタイトを含むリン酸カルシウム系化合物を複合化させる方 法である。 この方法によって得られた材料は、 硬組織である骨との親和性が高く 、 再建手術後の靱帯および腱などの生体軟組織材料と骨との固着速度、 固着強度 が改善される。
しカゝし、 靭帯とリン酸カルシウム系化合物を複合化する交互浸漬法を実際に手 術現場で実用化し、 手術中に短時間で少ない人員で行うようにするためには、 自 動化と無菌性の確保が課題となった。 発明の開示
本発明者らは、 上記の特願平 1 1— 323753号 （特開 200 1— 1373 29号公報） の明細書に開示したとおり、 これまでの分子複合系の研究において、 腱または靭帯用の生体組織とリン酸カルシウム系化合物を複合化できることを確 認した。
すなわち、 上記の特許出願の明細書において、 腱および Zまたは靱帯をカルシ ゥムイオン （濃度 0 . l〜4 0 w t %) を含む水溶液に浸漬し、 次いで蒸留水ま たは生理食塩水に浸漬し、 さらにリン酸イオン （濃度 0 . 1〜 2 0 w t %) を含 む水溶液に浸漬する操作を 1回以上行うことにより、 ヒドロキシァパタイトを含 むリン酸カルシウム系化合物を腱や靱帯などの表面層に形成させる改質方法を開 示した。
この方法により得られた成形体により膝前十字靱帯再建術のような自家組織を 用いた手術で問題になっている軟組織である靱帯や腱などと硬組織である骨との 固着性を高めることができる。
本発明者らは、 さらに上記の課題を解決すべく、 交互浸漬法を用いて自動的に かつ無菌的に生体組織材料とリン酸カルシウム系化合物を複合化させる装置につ いて種々の検討を重ねた結果、 靭帯や腱などの軟組織材料およびその他の人工材 料を含めて生体組織材料の表面処理に適した交互浸漬装置および交互浸漬方法を 完成した。
すなわち、 本発明は、 複数の薬液供給容器、 薬液を生体組織材料を処理する一 つの材料浸漬容器に導入するためにそれぞれの薬液供給容器に接続された複数の 輸液チューブ、 該材料浸漬容器内の薬液を排出する排出チューブ、 および複数の 薬液を交互に材料浸漬容器内に導入すべく該輸液チューブと排出チューブの開閉 を制御する手段とからなることを特徴とする生体組織材料を処理する交互浸漬装 置である。 また、 本発明は、 該輸液チューブと該排出チューブの開閉を制御する手段は輸 液チユープぉよび排出チュープの途中に設けたバルブおよび該バルブの開閉を自 動制御するバルブコントローラーからなることを特徴とする上記の交互浸漬装置 である。
また、 本発明は、 材料浸漬容器の蓋の内側に生体組織材料を固定するフックを 設けたことを特徴とする上記の生体組織材料を処理する交互浸漬装置である。 また、 本発明は、 材料浸漬容器の側壁に生体組織材料を外部から揷入する挿入 用孔を設けたことを特徴とする上記の生体組織材料を処理する交互浸漬装置であ る。
また、 本発明は、 上記の交互浸漬装置を用いて、 複数の薬液の一つをカルシゥ ムを含む水溶液とし、 別の薬液をリン酸を含む水溶液とすることによって、 処理 された生体組織材料の表面および内部にリン酸カルシウムを複合化させることを 特徴とする生体組織材料の交互浸漬方法である。
本発明の自動化した交互浸漬装置を用いて、 生体組織材料、 例えば、 靱帯や腱 を無菌容器内に配置して、 無菌容器内にリン酸を含む水溶液とカルシウムを含む 水溶液を自動的に、 混合することなく交互に満たすことにより、 生体組織材料の 表面および内部にリン酸カルシゥム系化合物を形成させることができる。
生体組織材料としては、 靱帯や腱などの親水性の軟組織材料の他にキチン、 キ トサン、 ゴァテックス （登録商標） などの弗素樹脂、 ポリエステル、 ポリ乳酸、 ポリビニルアルコールをはじめとして、 コラーゲン、 ゼラチン、 コンドロイチン 硫酸、 ヒアルロン酸およびその複合体などの人工材料が例示される。 コラーゲン 、 ゼラチン、 コンドロイチン硫酸、 ヒアルロン酸などは水溶性であることが多い ため、 架橋などを行いゲル化したようなものとする必要がある。
生体組織材料の表面おょぴ内部に形成させるリン酸カルシウム系化合物には、 アモルファスカルシウムホスフェート、 ヒドロキシァパタイト、 ォクタカルシゥ ムホスフェート、 トリカノレシゥムホスフェート、 ジカノレシゥムホスフェートジノヽ ィドレートなど多くのものを含む。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の交互浸漬装置の全体を示す概念的な側面図である。 第 2図 は、 本発明の交互浸漬装置の材料浸漬容器に生体組織材料を浸漬する一つの態様 を示す概念的な側面図である。 第 3図は、 本発明の交互浸漬装置の材料浸漬容器 に生体組織材料を浸漬する別の態様を示す概念的な側面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の交互浸漬装置を第 1図、 第 2図、 第 3図を参照して説明する。
まず、 第 1図に示すように、 ガートル台 1上に材料浸漬容器 2を設置し、 その 上方に設置したつり下げ棒 3に複数の薬液供給容器として、 点滴バッグ A、 B、 Cをつり下げる。 ガートル台 1は、 車輪 1 1を設けて移動可能にするとよい。 そ れぞれの点滴バッグ A、 B、 Cに輸液チューブ 4 A、 4 B、 4 Cを接続し、 それ ぞれの輸液チューブを一つの材料浸漬容器 2にそれぞれ接続する。
また、 材料浸漬容器 2の底部には排出チューブ 4 Dを接続する。 排出チューブ 4 Dはガートル台 1上に載置した廃液を溜める陰圧廃液ボトル 5に接続する。 さらに、 材料浸漬容器 2には溶液を排出する際に空気を取り入れるエアチュー プ 4 Eを取り付ける。 エアチューブ 4 Eは、 材料浸漬容器 2内の溶液を廃液とし て陰圧廃液ボトル 5に排出する際に、 材料浸漬容器 2内を大気圧に戻すために必 要なものである。 エアチューブ 4 Eの先端には、 好ましく材料は浸漬容器 2に入 る空気を清浄にするためのエアフィルター 6を設ける。
輸液チューブ 4 A、 4 B、 4 Cと排出チューブ 4 Dの途中に液体の流れを止め るためのチューブ開閉制御手段を設ける。 このチューブ開閉制御手段としては、 例えば、 排出チューブ 4 Dに対応するバルブ①、 輸液チューブ 4 A、 4 B、 4 C にそれぞれ対応するバルブ②、 ③、 ④を一体にしたバルブ装置 7を設けることが 好ましい。 このバルブ装置 7は、 例えば、 ガートル台 1の支柱 8に支持棒 9で水 平に支持するとよい。
バルブそれ自体の構造等は、 各チューブ中の液体の流れを止めたり、 流れるよ うにしたりすることができるものであれば、 特に限定されない。 弾力のあるチュ ーブを挟んで潰すことにより流体の流れを制御する方式のバルブ装置は好ましい 一つの態様として採用できる。
バルブ①、 ②、 ③、 ④の開閉制御は、 ガートル台 1上の適宜の個所に設置した バルブコントローラー 1 0からのプログラムされた自動制御信号によって制御す る。 輸液チューブ 4 A、 4 B、 4 Cは、 それぞれ、 バルブ②、 ③、 ④によって開 閉を制御する。 排出チューブ 4 Dは、 バルブ①によって開閉を制御する。
材料浸漬容器 2は、 例えばポリ塩化ビュール製のものが好ましい。 ポリ塩化ビ ニールを用いる利点は、 点滴チューブに使われているように、 ガス （エチレンォ キサイド） 滅菌が可能であることにある。 基本的には使い捨てとなる。 し力 し、 滅菌可能で、 かつ使い捨てにできるコストパフォーマンスがあれば、 ポリ塩化ビ ニールである必要性はない。 輸液チューブとしては、 一般に使用されている点滴 チューブを使用できる。
第 2図は、 複合化したい生体組織材料が移動可能なもの （例えば、 生体から切 り離した遊離靱帯や腱） である場合に用いる材料浸漬容器 2の構造の一形態を示 すものであり、 材料浸漬容器 2の蓋 1 2の内側の中央下部に生体組織材料を固定 する材料固定フック 1 3を設けて、 生体組織材料をこの材料固定フック 1 3に固 定する。
第 3図は、 複合化したい生体組織材料が移動不可能なもの （例えば、 人体に付 いている靭帯や腱の一端） である場合に用いる材料浸漬容器 2の構造の一形態を 示すものであり、 材料浸漬容器 2の側壁 1 4に生体組織材料を外部から揷入でき る挿入用孔 1 5を設け、 材料浸漬容器 2を肩や膝付近まで持っていき、 揷入用孔 1 5から靱帯や腱の一端からなる生体組織材料 1 6を材料浸漬容器 2に挿入する。 材料浸漬容器 2中は薬液が流れるために、 挿入した靱帯や腱の一端からなる生体 組織材料 1 6と揷入用孔 1 5との間にスペースがあると液漏れを起こすので、 こ れを防ぐためにパッキン 1 7を揷入用孔 1 5の周囲に設ける。
生体組織材料の表面および内部にリン酸カルシウムを形成させる場合には、 力 ルシゥムを含む水溶液 （例えば、 C a C l s ) を A液、 洗浄用水溶液 （例えば、 蒸留水、 生理食塩水） を B液、 リン酸を含む水溶液 （例えば、 リン酸 2水素ナト リウム、 リン酸水素 2ナトリウム、 リン酸 3ナトリウム） を C液とし、 各水溶液 を点滴バッグ A、 B、 Cにそれぞれ充填する。
水溶液の濃度は、 生理食塩水に近い浸透圧 （2 7 9 mm 0 l / k g ) 程度が望 ましい。 濃度が著しく高い場合は、 生体組織の損傷が大きくなると考えられる。 W
濃度が著しく低い場合は、 リン酸カルシウムの原料が減少するため、 単位時間あ たりのリン酸カルシウムの生成量が低下し、 手術中に行うには不都合である。 次に、 本発明の交互浸漬装置を用いて生体組織材料を処理する方法を第 1図、 第 2図、 第 3図を参照して説明する。
まず、 バノレプコントローラー 10のタイムチャート （1サイク/レ） に基づいて 各バルブの動作を説明する。 なお、 各バルブの開閉時間およびサイクル数は自由 に設定可能である。 サイクル数については、 サイクル数が多いほどリン酸カルシ ゥム系化合物の生成量は増加するが、 作業時間が長くなる。
全てのバ ブが閉まった状態でバノレプコントローラー 10のスタートスイツ チを押すことにより以下のバルブ動作が作動する。
(1) ：バルブ②が開き、 Α液が材料浸漬容器 2に流れ込む （T 1) 。
(2) ：バルブ②が閉じて、 材料浸漬容器 2に A液が留まる （T 2) 。
(3) ：バルブ①が開き、 フィルター 6およびチューブ 4 Eを通して材料浸漬容 器 2に空気が流入し、 材料浸漬容器 2から A液が排出される （T 3) 。
(4) ：バルブ①が閉じて、 バルブ③が開き、 材料浸漬容器 2に B液が流れ込む (T4) 。
(5) ：バルブ③が閉じて、 材料浸漬容器 2に B液が留まる （T 5) 。
(6) ：バルブ①が開き、 フィルター 6およびチューブ 4 Εを通して材料浸漬容 器 2に空気が流入し、 材料浸漬容器 2から Β液が排出される （Τ6) 。
(7) ：バルブ①が閉じて、 パルブ④が開き、 材料浸漬容器 2に C液が流れ込む (Τ 7) 。
(8) ：バルブ④が閉じて、 材料浸漬容器 2に C液が留まる （Τ8) 。 (9) ：バルブ①が開き、 フィルター 6およびチューブ 4 Eを通して材料浸漬容 器 2に空気が流入し、 材料浸漬容器 2から C液が排出される （T 9) 。
(10) ：バルブ①が閉じて、 バルブ③が開き、 材料浸漬容器 2に B液が流れ込 む （T 10) 。
(1 1) ：バルブ③が閉じて、 材料浸漬容器 2に B液が留まる （T 1 1) 。
(12) ：バルブ①が開き、 フィルター 6およびチューブ 4 Eを通して材料浸漬 容器 2に空気が流入し、 材料浸漬容器 2から B液が排出される （T 12) 。
(1 3) ：バルブ①が閉じる。
次に、 各バルブの開閉時間の具体的態様を説明する。
！ 0 T 1 ： A液が材料浸漬容器を満たすだけの時間が必要である。
T 2 ： A液への浸漬時間が長いほどリン酸カルシウム系化合物の生成量は増加す るが、 作業時間が長くなる。
T 3 ： A液が材料浸漬容器から完全に排出されるだけの時間が必要である。 T4 ： B液が容器内を満たすだけの時間が必要である。
！ 5 T 5 ：浸漬される材料中に残存したイオンが洗浄液中に拡散するのに必要な時間 (約 30秒） で十分である。
T 6 ： B液が材料浸漬容器から完全に排出されるだけの時間が必要である。 T 7 ： C液が材料浸漬容器内を満たすだけの時間が必要である。
T 8 ： C液への浸漬時間が長いほどリン酸カルシウム系化合物の生成量は増加す
20 るが、 作業時間が長くなる。
T 9 ： C液が材料浸漬容器から完全に排出されるだけの時間が必要である。
10 ： B液が材料浸漬容器内を満たすだけの時間が必要である。 W
10 T i l : ：浸漬される材料中に残存したイオンが洗浄液中に拡散するのに必要な 時間 （約 30秒） で十分である。
T 1 2 ： B液が材料浸漬容器から完全に排出されるだけの時間が必要である。 (実施例）
実施例 1
上記の実施の形態において説明した装置を用いて、 以下の条件で生体組織材料 を処理した。 処理する生体組織材料には、 ゥサギのアキレス腱を用いた。 第 2図 に示す形態の材料浸漬容器を用いて、 材料固定フックにこのアキレス腱を固定し て処理した。
4. 3 w t %塩化カルシウム水溶液、 0. 9w t%食塩水、 1. 66w t%リ ン酸 2水素ナトリウム水溶液をそれぞれ A液、 B液、 C液として、 点滴バッグ A、 B、 Cにそれぞれ充填した。 サイクル数を 3回、 ノ " レブの開閉時間は、 T 1 ： 2 0秒、 Τ 2 ： 180秒、 Τ 3 ： 20秒、 Τ 4 ： 20秒、 Τ 5 ： 20秒、 Τ 6 ： 2 0秒、 Τ 7 ： 20秒、、 Τ 8 ： 180秒、 Τ 9 ： 20秒、 Τ 10 ： 20秒、 Τ 1 1 ： 20秒、 Τ 1 2 ： 20秒とした。
交互浸漬により生成したリン酸カルシウム量を測定するために、 1 20°Cで乾 燥したサンプルを 1 00%の重量とし、 1200°Cまで加熱することにより有機 成分 （蛋白やコラーゲンなど） を熱分解し、 1 200°Cで焼成後に残った無機物 (リン酸カルシウム） 量を測定し、 その割合を求めた。 その結果、 ゥサギのアキ レス腱に複合化された無機物量は乾燥重量の 8. 3%となった。 このような処理 をしないものでは焼成後にはほとんど残存物はなかった （0. 3%程度） 。 得ら れた改質アキレス腱を XRDにより測定した結果、 低結晶性水酸化ァパタイトで あった。
実施例 2
上記の実施の形態において説明した装置を用いて、 以下の条件で生体組織材料 を処理した。 処理する生体組織材料には、 キトサン多孔体を用いた。 第 2図に示 す形態の材料浸漬容器を用いて、 材料固定フックにこのキトサン多孔体を固定し て処理した。
4 . 3 w t %塩化カルシウム水溶液、 0 . 9 w t %食塩水、 1 . 6 6 w t %リ ン酸 2水素ナトリウム水溶液をそれぞれ A液、 B液、 C液として、 点滴バッグ A、 B、 Cにそれぞれ充填した。 サイクル数を 3回、 バルブ開閉時間は、 T 1 ： 2 0 秒、 T 2 ： 1 8 0秒、、 T 3 ： 2 0秒、 T 4 ： 2 0秒、 T 5 ： 2 0秒、 T 6 ： 2 0 秒、 T 7 ： 2 0秒、 T 8 ： 1 8 0秒、 T 9 ： 2 0秒、 T 1 0 ： 2 0秒、 T 1 1 ： 2 0秒、 T 1 2 ： 2 0秒とした。
その結果、 キトサン多孔体に複合化された無機物含有量は乾燥重量の 1 6 . 3 %となった。 得られた改質キトサン多孔体を X R Dにより測定した結果、 低結晶 性水酸化ァパタイトであった。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 複数の薬液供給容器、 薬液を生体組織材料を処理する一つの材料浸漬容器 に導入するためにそれぞれの薬液供給容器に接続された複数の輸液チューブ、 該 材料浸漬容器内の薬液を排出する排出チューブ、 および複数の薬液を交互に材料 浸漬容器内に導入すベく該輸液チユーブと排出チューブの開閉を制御する手段と からなることを特徴とする生体組織材料を処理する交互浸漬装置。
2 . 該輸液チューブと該排出チューブの開閉を制御する手段は輸液チューブお よび排出チューブの途中に設けたバルブおよび該バルブの開閉を自動制御するバ ルブコントローラーからなることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の交互浸漬
3 . 材料浸漬容器の蓋の内側に生体組織材料を固定するフックを設けたことを 特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載の生体組織材料を処理する交互浸
4 . 材料浸漬容器の側壁に生体組織材料を外部から揷入する揷入用孔を設けた ことを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載の生体組織材料を処理する
5 . 請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれかに記載の交互浸漬装置を用いて、 複数の薬液の一つをカルシウムを含む水溶液とし、 別の薬液をリン酸を含む水溶 液とすることによって、 処理された生体組織材料の表面おょぴ內部にリン酸カル シゥムを複合化させることを特徴とする生体組織材料の交互浸漬方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7909882B2 (en) * 2007-01-19 2011-03-22 Albert Stinnette Socket and prosthesis for joint replacement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08269758A (ja) * 1995-03-30 1996-10-15 Nippon Steel Corp 線材のスケール除去装置
JP2000210541A (ja) * 1999-01-26 2000-08-02 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 平膜分離装置の洗浄方法
JP2001137329A (ja) * 1999-11-15 2001-05-22 Natl Inst For Res In Inorg Mater 腱又は靱帯用生体組織及びその製造法
JP2002219167A (ja) * 2001-01-25 2002-08-06 Japan Science & Technology Corp 生体組織材料を処理する交互浸漬装置および交互浸漬方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558984A (en) * 1994-06-03 1996-09-24 Clemson University Automated system and process for heterotrophic growth of plant tissue
US5931969A (en) * 1994-07-29 1999-08-03 Baxter International Inc. Methods and apparatuses for treating biological tissue to mitigate calcification
US5586438A (en) * 1995-03-27 1996-12-24 Organ, Inc. Portable device for preserving organs by static storage or perfusion
US6977140B1 (en) * 1998-09-29 2005-12-20 Organ Recovery Systems, Inc. Method for maintaining and/or restoring viability of organs
NL1017973C2 (nl) * 2000-05-10 2002-11-08 Tristem Trading Cyprus Ltd Inrichting.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08269758A (ja) * 1995-03-30 1996-10-15 Nippon Steel Corp 線材のスケール除去装置
JP2000210541A (ja) * 1999-01-26 2000-08-02 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 平膜分離装置の洗浄方法
JP2001137329A (ja) * 1999-11-15 2001-05-22 Natl Inst For Res In Inorg Mater 腱又は靱帯用生体組織及びその製造法
JP2002219167A (ja) * 2001-01-25 2002-08-06 Japan Science & Technology Corp 生体組織材料を処理する交互浸漬装置および交互浸漬方法

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