WO2016088821A1 - 組織再生基材及び組織再生基材の製造方法 - Google Patents

組織再生基材及び組織再生基材の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016088821A1
WO2016088821A1 PCT/JP2015/083968 JP2015083968W WO2016088821A1 WO 2016088821 A1 WO2016088821 A1 WO 2016088821A1 JP 2015083968 W JP2015083968 W JP 2015083968W WO 2016088821 A1 WO2016088821 A1 WO 2016088821A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
tissue regeneration
cell
nonwoven fabric
average pore
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/083968
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英俊 有村
啓太 井出
Original Assignee
グンゼ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by グンゼ株式会社 filed Critical グンゼ株式会社
Priority to CN201580059979.2A priority Critical patent/CN107073166A/zh
Priority to US15/524,922 priority patent/US10765780B2/en
Priority to JP2016562667A priority patent/JP6581994B2/ja
Priority to KR1020177007408A priority patent/KR20170091579A/ko
Priority to EP15864889.9A priority patent/EP3228332B1/en
Publication of WO2016088821A1 publication Critical patent/WO2016088821A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04—Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • A61F2/06—Blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/10—Hair or skin implants
    • A61F2/105—Skin implants, e.g. artificial skin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/30756—Cartilage endoprostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • 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
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • 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
    • A61L27/28—Materials for coating prostheses
    • A61L27/34—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • 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
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • 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
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • D01D5/0985—Melt spinning methods with simultaneous stretching by means of a flowing gas (e.g. melt-blowing)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
    • A61F2002/3006—Properties of materials and coating materials
    • A61F2002/30062—(bio)absorbable, biodegradable, bioerodable, (bio)resorbable, resorptive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0004—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof bioabsorbable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • 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
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • 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
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/02—2 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/20—All layers being fibrous or filamentary

Definitions

  • the present invention provides a tissue regeneration substrate that is excellent in cell invasiveness and that can effectively prevent cell leakage from the tissue regeneration substrate and promote tissue regeneration, and the tissue regeneration substrate. It relates to the manufacturing method.
  • Recent advances in cell engineering technology have enabled the culturing of numerous animal cells, including human cells, and rapid research on so-called regenerative medicine that uses these cells to reconstruct human tissues and organs. Is going on. More specifically, for example, research on regenerative medicine for the purpose of regeneration of tissues and organs such as cartilage, bone, skin, and blood vessels is underway. In regenerative medicine, the point is that cells can proliferate and differentiate to construct a three-dimensional biological tissue-like structure. For example, a base material is transplanted into a patient's body, and the cells are removed from surrounding tissues or organs. A method of regenerating a tissue or an organ by invading into a base material and growing and differentiating is performed.
  • excision using an automatic suturing device or the like is performed.
  • fragile tissues such as the lung, bronchus, liver, gastrointestinal tract, etc., or tissues weakened by lesions
  • tissue tearing only by suturing and for example, lung surgery May cause air leakage.
  • a regenerative medical base material and suture reinforcing material for example, it has been proposed to use a nonwoven fabric made of a bioabsorbable material as disclosed in Patent Document 1.
  • a nonwoven fabric made of a bioabsorbable material is expected to invade and proliferate in the voids and regenerate the tissue at an early stage.
  • a reinforcing material for a fragile tissue it is possible to prevent the tissue from tearing and to prevent the occurrence of air leakage.
  • the nonwoven fabric constituting the tissue regeneration substrate preferably has an average pore diameter of about 5 to 30 ⁇ m in order to ensure the invasion of cells.
  • the present inventor has found that such a conventional tissue regeneration substrate is superior in terms of cell invasiveness, but a part of the invaded cells pass through the tissue regeneration substrate, It has been found that leakage may occur outside the recycled substrate. Since the invading cells leaked out of the tissue regeneration substrate, the concentration of cell components that actually stayed in the affected area was insufficient, and it was considered that tissue regeneration was not promoted as expected. On the other hand, when the average pore size of the nonwoven fabric is reduced in order to prevent cell leakage, the invasion of cells is impaired and tissue regeneration cannot be promoted.
  • the present invention is excellent in cell invasiveness, effectively prevents leakage of cells from the tissue regeneration substrate, and can promote tissue regeneration, and It aims at providing the manufacturing method of this structure
  • the present invention relates to a tissue regeneration substrate composed of a nonwoven fabric made of a bioabsorbable material, wherein a layer composed of a nonwoven fabric having an average pore diameter of 20 to 50 ⁇ m and a layer composed of a nonwoven fabric having an average pore diameter of 5 to 20 ⁇ m are combined. It is a tissue regeneration substrate having an integrated laminated structure.
  • the present invention is described in detail below.
  • cell invasion layer a layer made of a nonwoven fabric having an average pore diameter of 20 to 50 ⁇ m
  • cell leakage prevention layer is a tissue regeneration substrate having a laminated structure that is integrated and integrated, and cells leak out of the tissue regeneration substrate while maintaining excellent cell penetration. It was found that the regeneration of the tissue can be promoted and the present invention has been completed.
  • the cell leakage preventing layer is also a layer made of a nonwoven fabric having an average pore diameter within a certain range. If the leakage of floating cells contained in body fluid, blood, etc. is simply prevented, the same effect can be exhibited by laminating films made of bioabsorbable materials, for example. However, when the films are laminated, the effect of promoting tissue regeneration cannot be sufficiently obtained. The excellent effect of the present invention is exhibited only when a layer made of a nonwoven fabric having an average pore diameter of 5 to 20 ⁇ m is used as a cell leakage prevention layer.
  • a layer made of a non-woven fabric having an average pore diameter of 5 to 20 ⁇ m hardly allows cells floating in body fluid or blood to pass through, but allows body fluid to pass smoothly.
  • the pore diameter of the cell leakage prevention layer is the pore diameter, it is possible to promote adhesion of adherent cells from the cell invasion layer to the cell leakage prevention layer and to supply nutrients to cells proliferating in the cell invasion layer. It is thought that.
  • the stress generated by the infiltration of body fluid can be relieved, it is considered that the adhesion of the tissue regeneration substrate to the affected part can be maintained.
  • the cell entry layer serves as a scaffold for capturing floating cells contained in body fluids, blood, and the like, and for cell proliferation that enters from cells after adhesion and surrounding tissues, and has a role of promoting tissue regeneration.
  • the cell invasion layer is made of a nonwoven fabric made of a bioabsorbable material. Examples of the bioabsorbable material constituting the cell invasion layer include polyglycolide, polylactide, poly- ⁇ -caprolactone, lactide-glycolide copolymer, glycolide- ⁇ -caprolactone copolymer, and lactide- ⁇ -caprolactone copolymer.
  • Polymer polydioxanone, polycitric acid, polymalic acid, poly- ⁇ -cyanoacrylate, poly- ⁇ -hydroxy acid, polytrimethylene oxalate, polytetramethylene oxalate, polyorthoester, polyorthocarbonate, polyethylene carbonate, poly- ⁇ -Synthetic polymers such as benzyl-L-glutamate, poly- ⁇ -methyl-L-glutamate, poly-L-alanine, polysaccharides such as starch, alginic acid, hyaluronic acid, chitin, pectinic acid and their derivatives, gelatin , Collagen, al Min, natural polymers, and the like such as a protein of fibrin, and the like.
  • bioabsorbable materials may be used alone or in combination of two or more.
  • polyglycolide is preferable.
  • polyglycolide When polyglycolide is used, it is particularly excellent in cell invasiveness and normal tissue regeneration can be performed.
  • the period until the tensile strength becomes 1 ⁇ 2 before immersion is about 14 days.
  • the base material is gradually decomposed and absorbed when the cells proliferate and the tissue is regenerated, and a tissue regenerated to the inside of the base material is constructed. As a result, high quality regeneration is achieved.
  • An organization is considered to be built. Furthermore, since the inflammatory cells disappear within a few days after implantation in the living body, an excellent effect of hardly causing tissue adhesion can be exhibited.
  • polyglycolide means a polymer of glycolide such as polyglycolic acid, but other bioabsorbables such as lactide, ⁇ -caprolactone, p-dioxanone and the like within the range not inhibiting the effect of the present invention. It is good also as a copolymer with these components. Moreover, it is good also as a mixture with other bioabsorbable materials, such as a polylactide, in the range which does not inhibit the effect of this invention.
  • the preferred lower limit of the blended amount of the glycolide component in the copolymer is 60 mol%. .
  • the preferred lower limit of the blended amount of the glycolide component in the copolymer is 60 mol%. .
  • the preferred lower limit of the blending amount of polyglycolide in the mixture is 50 mol%.
  • the preferred lower limit of the weight average molecular weight of the polyglycolide is 30,000, and the preferred upper limit is 400,000. If the weight average molecular weight of the polyglycolide is less than 30000, the strength may be insufficient and a sufficient tissue reinforcing effect may not be obtained. If the weight average molecular weight exceeds 400000, the degradation rate in the living body becomes slow, causing a foreign body reaction. Sometimes.
  • the minimum with a more preferable weight average molecular weight of the said polyglycolide is 50000, and a more preferable upper limit is 300000.
  • a melt flow rate may be used as an alternative indicator of the molecular weight of the polyglycolide.
  • the preferable lower limit of the melt flow rate of the polyglycolide is 0.1 g / 10 minutes, and the preferable upper limit is 100 g / 10 minutes. Within this range, it becomes easy to produce a nonwoven fabric made of polyglycolide.
  • a more preferable lower limit of the melt flow rate of polyglycolide is 1 g / 10 minutes, and a more preferable upper limit is 50 g / 10 minutes.
  • the measurement condition of the melt flow rate means a value measured under the condition of a load of 4 kgf after the polyglycolide is melted while being held in a cylinder at 240 ° C. for 10 minutes.
  • the nonwoven fabric constituting the cell invasion layer has a lower limit of the average pore diameter of 20 ⁇ m and an upper limit of 50 ⁇ m.
  • the cell invasion layer satisfies such an average pore size, it is possible to provide a tissue regeneration substrate that is excellent in cell invasion and suitable for normal tissue regeneration. Cells can easily invade into pores having a pore diameter of 20 to 50 ⁇ m in the nonwoven fabric, and can grow and differentiate in the cell invasion layer to form a tissue.
  • the average pore diameter of a nonwoven fabric means the average hole diameter measured by the bubble point method.
  • the measurement of the pore size distribution of the nonwoven fabric by the bubble point method will be described.
  • a liquid that wets the membrane to be measured well is absorbed in the pores of the membrane in advance and placed in an instrument as shown in FIG. 1, and air pressure is applied from the back side of the membrane.
  • This is a method of measuring the minimum pressure (bubble point) at which bubbles can be observed on the surface and estimating the pore size distribution from the relational expression between the surface tension of the liquid and the bubble point (FIG. 2).
  • a wetting liquid for example, a fluorinated solvent, trade name Porofil (trademark)
  • ⁇ represents the surface tension of the infiltrating liquid
  • ⁇ represents the contact angle of the infiltrating liquid on the nonwoven fabric material
  • ⁇ P represents the bubble point pressure
  • the average fiber diameter of the nonwoven fabric which comprises the said cell penetration layer is not specifically limited, A preferable minimum is 10 micrometers and a preferable upper limit is 50 micrometers. When the average fiber diameter of the nonwoven fabric is in this range, it becomes easy to adjust the average pore diameter to the specified range.
  • the minimum with a more preferable average fiber diameter of the said nonwoven fabric is 15 micrometers, and a more preferable upper limit is 40 micrometers.
  • the average fiber diameter of the nonwoven fabric was measured based on the nonwoven fabric image taken at 1000 times using a scanning electron microscope. It can be obtained by calculating the value.
  • the thickness of the said cell penetration layer is not specifically limited, A preferable minimum is 300 micrometers and a preferable upper limit is 2.0 mm. If the thickness of the cell invasion layer is less than 300 ⁇ m, the strength may be insufficient and cannot be used to reinforce a fragile tissue, and if it exceeds 2.0 mm, the handleability is poor. A more preferable lower limit of the thickness of the cell invasion layer is 450 ⁇ m, and a more preferable upper limit is 1.5 mm.
  • the cell leakage prevention layer prevents floating cells contained in body fluid, blood, etc. from leaking out of the tissue regeneration substrate, and allows the body fluid to pass smoothly, thereby allowing cells to enter the cell invasion layer. Has a role of ensuring the supply of nutrients to the cells proliferating in the cell invasion layer. In addition, cells that have proliferated in the cell invasion layer can also enter the cell leakage prevention layer, and only the cell leakage prevention layer can be prevented from falling off.
  • the cell leakage prevention layer is made of a nonwoven fabric made of a bioabsorbable material. As the bioabsorbable material constituting the cell leakage prevention layer, the same bioabsorbable material as that used for the cell invasion layer can be used. The bioabsorbable material constituting the cell leakage prevention layer may be the same as or different from the bioabsorbable material constituting the cell invasion layer.
  • the nonwoven fabric constituting the cell leakage prevention layer has a lower limit of the average pore diameter of 5 ⁇ m and an upper limit of 20 ⁇ m.
  • the cell leakage prevention layer satisfies such an average pore size, leakage of floating cells contained in body fluid or blood from the tissue regeneration substrate can be prevented, and body fluid can pass smoothly. It is possible to promote the invasion of cells into the cell invasion layer and to secure the supply of nutrients to the cells proliferating in the cell invasion layer. Furthermore, it is possible to prevent cells proliferated in the cell invasion layer from entering the inside of the cell leakage prevention layer, and to prevent only the cell leakage prevention layer from falling off.
  • the average pore diameter of the nonwoven fabric constituting the cell leakage prevention layer exceeds 20 ⁇ m, leakage of cells from the tissue regeneration substrate cannot be sufficiently prevented.
  • the average pore size of the nonwoven fabric constituting the cell leakage prevention layer is less than 5 ⁇ m, the invasion property of the cells into the cell invasion layer is reduced, or the nutrient supply to the cells in the cell invasion layer is insufficient. The tissue regeneration may not be sufficiently promoted.
  • the preferable lower limit of the average pore diameter of the nonwoven fabric constituting the cell leakage prevention layer is 6 ⁇ m, the preferable upper limit is 18 ⁇ m, the more preferable lower limit is 7 ⁇ m, and the more preferable upper limit is 16 ⁇ m.
  • the average fiber diameter of the nonwoven fabric which comprises the said cell leakage prevention layer is not specifically limited, A preferable minimum is 0.7 micrometer and a preferable upper limit is 7.0 micrometers. When the average fiber diameter of the nonwoven fabric is in this range, it becomes easy to adjust the average pore diameter to the specified range.
  • the minimum with a more preferable average fiber diameter of the said nonwoven fabric is 0.9 micrometer, and a more preferable upper limit is 5.0 micrometers.
  • the thickness of the cell leakage preventing layer is not particularly limited, but a preferable lower limit is 10 ⁇ m and a preferable upper limit is 150 ⁇ m. If the thickness of the cell leakage prevention layer is less than 10 ⁇ m, leakage of cells from the tissue regeneration substrate may not be sufficiently prevented. If the thickness exceeds 150 ⁇ m, the invasion property of the cells to the cell invasion layer is reduced. Or supply of nutrients to cells in the cell invasion layer may be insufficient, and tissue regeneration may not be sufficiently promoted. A more preferable lower limit of the thickness of the cell leakage preventing layer is 30 ⁇ m, and a more preferable upper limit is 100 ⁇ m.
  • the tissue regeneration substrate of the present invention may have a laminated structure in which two layers of the cell entry layer and the cell leakage prevention layer are combined and integrated.
  • the cell entry layer, the cell leakage prevention layer, It may have a laminated structure in which the three layers with the cell invasion layer are combined and integrated in this order.
  • the tissue regeneration substrate having the above three-layered structure allows cells to invade from both sides of the tissue regeneration substrate when transplanted, while cells invaded by the central cell leakage prevention layer allow tissue regeneration. Since it does not leak out of the base material, tissue regeneration can be promoted with extremely high efficiency.
  • the cell leakage prevention layer is opposite to the cell entry layer side.
  • a layer in which fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 0.7 ⁇ m are aggregated (hereinafter, also referred to as “fine fiber aggregate layer”) may be laminated on the side surface.
  • the bioabsorbable material constituting the fine fiber assembly layer As the bioabsorbable material constituting the fine fiber assembly layer, the same bioabsorbable material as that used for the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer can be used.
  • the bioabsorbable material constituting the fine fiber assembly layer may be the same as or different from the bioabsorbable material constituting the cell invasion layer or cell leakage prevention layer.
  • the minimum with a preferable average fiber diameter of the fiber which comprises the said fine fiber assembly layer is 0.2 micrometer, and a preferable upper limit is 0.65 micrometer.
  • the tissue regeneration substrate does not affect the invasiveness of the cells to the cell invasion layer and the nutrient supply to the cells in the cell invasion layer. Leakage of cells from can be further prevented.
  • the minimum with a more preferable average fiber diameter of the fiber of the said fine fiber assembly layer is 0.3 micrometer, and a more preferable upper limit is 0.6 micrometer.
  • the thickness of the said fine fiber assembly layer is not specifically limited, A preferable minimum is 1.0 micrometer and a preferable upper limit is 100 micrometers.
  • a preferable minimum is 1.0 micrometer and a preferable upper limit is 100 micrometers.
  • the thickness of the fine fiber aggregate layer is less than 1.0 ⁇ m, the effect of preventing leakage of cells from the tissue regeneration substrate may not be obtained.
  • the thickness exceeds 100 ⁇ m, In some cases, the invasiveness of the cells is lowered, or the supply of nutrients to the cells in the cell-invading layer is insufficient, so that the regeneration of the tissue cannot be promoted sufficiently.
  • the more preferable lower limit of the thickness of the fine fiber assembly layer is 1.5 ⁇ m, and the more preferable upper limit is 80 ⁇ m.
  • the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer are combined and integrated. If the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer are not combined and integrated, when the cells are seeded on the tissue regeneration substrate of the present invention or transplanted to a tissue or organ, the cell invasion layer and the cell leakage layer Part or all of the cell leakage prevention layer may peel off. If even a part of the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer are separated, a cell pool may be generated in the space formed in the separation part, and a normal tissue or organ may not be regenerated.
  • the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer are combined and integrated when the tissue regeneration substrate of the present invention is transplanted in a folded state when transplanted into a tissue or organ. It means that the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer do not peel off. More quantitatively, the peel strength measured according to the peel strength test method specified in JIS L 1021-9 is preferably 0.1 N or more, and more preferably 0.3 N or more. .
  • a method of combining and integrating the cell intrusion layer and the cell leakage prevention layer a method of bonding using a medical adhesive, or dissolving a part of the surface of the cell entry layer or the cell leakage prevention layer with a solvent. A method of pasting them together can be considered.
  • the pores of each layer are blocked at the joining surface, preventing the smooth passage of bodily fluids, and nutrition to the cells in the cell invasion layer. May be hindered.
  • the inventors have prepared the cell intrusion layer, and formed a cell leakage prevention layer on the cell intrusion layer by discharging a yarn made of a bioabsorbable material by a melt blow method.
  • the method for producing a tissue regeneration substrate comprising the steps of: obtaining a laminate, and performing needle punching on the laminate, and integrating the cell intrusion layer and the cell leakage prevention layer together, It was found that the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer can be combined and integrated without blocking.
  • Such a method for producing a tissue regeneration substrate is also one aspect of the present invention. (Hereafter, it is also referred to as “the method for producing the tissue regeneration substrate of the first aspect of the present invention”.)
  • the present inventors have also prepared a step of preparing the cell invasion layer, a step of preparing the cell leakage prevention layer, and laminating the obtained cell entry layer and cell leakage prevention layer.
  • the method for producing a tissue regeneration substrate comprising a step of obtaining a laminate, and a step of performing needle punching on the laminate and combining and integrating the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer, It was found that the cell intrusion layer and the cell leakage prevention layer can be combined and integrated without blocking.
  • Such a method for producing a tissue regeneration substrate is also one aspect of the present invention. (Hereinafter, it is also referred to as “the method for producing the tissue regeneration substrate of the second invention”.)
  • regeneration base material of this invention is demonstrated in detail. (Hereinafter, the matter common to the method for producing the tissue regeneration substrate of the first invention and the method for producing the tissue regeneration substrate of the second invention is simply referred to as “the method for producing the tissue regeneration substrate of the invention”). Say.)
  • the step of preparing the cell invasion layer is performed.
  • the method for preparing the cell invasion layer is not particularly limited.
  • electrospinning deposition method melt blow method, needle punch method, spun bond method, flash spinning method, hydroentanglement method, airlaid method, thermal bond method, resin bond
  • a conventionally known method such as a method or a wet method can be used.
  • the needle punch method is suitable for the preparation of the cell invasion layer.
  • the method for producing a tissue regeneration substrate of the present invention it is preferable to have a step of performing a feathering treatment on the surface of the cell intrusion layer on the side where the cell leakage prevention layer is laminated after the step of preparing the cell invasion layer. .
  • a feathering treatment By performing a feathering treatment on the surface of the cell intrusion layer in advance, the adhesion with the cell leakage preventing layer is further improved.
  • Specific examples of the feathering treatment include a method of raising the surface of the cell entry layer on the side where the cell leakage prevention layer is laminated using a raising machine.
  • the needle punch method is used as the method for producing the cell invasion layer, the surface of the obtained cell invasion layer is already raised, so that the same effect as that obtained by performing the feathering treatment is obtained. It is done.
  • a layered product is then formed by discharging a yarn made of a bioabsorbable material onto the cell intrusion layer by a melt blow method to form the cell leakage prevention layer.
  • the process of obtaining is performed.
  • the melt blow method is a melt spinning method in which a bioabsorbable material as a raw material is made into a nonwoven fabric in one stage. Specifically, the bioabsorbable material melted by the extruder was blown out into a fiber shape from a die having a large number of die in the width direction toward the fiber collecting point at a high temperature and high speed air flow, and stretched into a fiber shape.
  • the resin is accumulated on a conveyor.
  • a nonwoven fabric is formed because entanglement and fusion of fibers occur during ejection and accumulation.
  • the cell invasion layer is arranged on a conveyor so as to be in front of the fiber collection point by the melt blow method, and the cell invasion layer is moved by the conveyor. Then, fibers are discharged onto the cell invasion layer to form a cell leakage prevention layer.
  • the fiber diameter, density, thickness and the like of the formed cell leakage prevention layer can be controlled by adjusting the polymer discharge amount of the melt blow method, the air wind speed near the discharge outlet, the speed of the conveyor, and the like.
  • the step of preparing the cell leakage prevention layer is performed separately from the cell entry layer, and the obtained cell entry layer and the cell leakage prevention layer are laminated. Then, a step of obtaining a laminated body is performed.
  • the method for preparing the cell leakage prevention layer is not particularly limited. For example, it can be formed by discharging a yarn made of a bioabsorbable material by a melt blow method. Moreover, the said laminated body can be obtained by overlapping a cell invasion layer and a cell leakage prevention layer.
  • a needle punch is performed on the laminate, and the step of combining and integrating the cell entry layer and the cell leakage prevention layer is performed.
  • the needle punch By the needle punch, the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer can be reliably combined and integrated without blocking the holes of the respective layers on the joint surface.
  • the approach direction of the needle when performing needle punching on the laminate is not particularly limited.
  • the laminate may be subjected to a heat setting treatment.
  • a heat setting treatment By performing the heat setting treatment, it can be expected that the surface of the obtained tissue regeneration substrate becomes smooth and the handling property is improved.
  • the heat setting method include a method of applying a roller press at a temperature equal to or higher than the crystallization point of the polymer constituting the laminate.
  • the fine fiber aggregate layer is formed on the cell leakage prevention layer by a method of discharging fine fibers by an electrospinning deposition method. After forming the laminated body, needle punching is performed on the laminated body to perform a step of combining and integrating the cell intrusion layer, the cell leakage prevention layer, and the fine fiber assembly layer.
  • the tissue regeneration substrate of the present invention has a laminated structure in which the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer are combined and integrated, when implanted as a scaffold for tissue reinforcement or promotion of tissue regeneration, Since it is excellent in scavenging property and invasion property and can prevent leakage of cells from the tissue regeneration substrate, it is possible to increase the density of cells in the tissue regeneration substrate and promote early regeneration of the tissue. More specifically, for example, it is suitable as a base material for regenerative medicine for the purpose of regeneration of tissues and organs such as cartilage, bone, skin, and blood vessels. Examples of a method for regenerating these tissues and organs include a method of transplanting the tissue regeneration substrate of the present invention into a tissue or organ site to be regenerated. At this time, cells may be seeded in advance on the tissue regeneration substrate of the present invention.
  • the tissue regeneration substrate of the present invention is used as a scaffold for reinforcing weak tissue and promoting tissue regeneration by sticking to a site where early healing is desired, such as lung leakage, bronchial stump, pancreatic fistula, bile leakage, etc. It is useful, especially when it is attached to sites such as bronchial stumps, pancreatic fistulas, and bile leaks where there is little tissue movement.
  • the tissue regeneration substrate of the present invention is pasted so as to cover fragile tissue after surgery.
  • the tissue regeneration substrate of the present invention is attached to the tissue and then sutured using the automatic suturing device to prevent air leakage from the lungs and fluid leakage from various tissues. It is also useful in that it can be prevented.
  • the tissue regeneration base material which can prevent the leakage of the cell from a tissue regeneration base material effectively, and can promote the reproduction
  • Example 1 Preparation of cell-invasion layer Polyglycolide having a weight average molecular weight of 250,000 is used as a bioabsorbable material, and a fiber made of a yarn obtained by spinning the same is made into a non-woven fabric by a needle punch method. A cell invasion layer having a thickness of about 16 ⁇ m and a thickness of about 1.5 mm was obtained.
  • a test piece size of 25 mm in diameter is formed in a Porometer 3G manufactured by Bell Japan.
  • the minimum pressure (bubble point) at which bubbles were observed on the membrane surface was measured by applying air pressure from the back side of the cell invasion layer. Based on the obtained bubble points, a graph showing the pore size distribution of the cell invasion layer was obtained, and the average pore size was calculated from the graph, and it was 28 ⁇ m.
  • Example 2 In the preparation of the cell invasion layer, a tissue regeneration substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cell invasion layer obtained by the needle punch method was subjected to a hot press treatment to smooth the surface.
  • Example 3 In the preparation of the cell invasion layer, the cell invasion layer obtained by the needle punch method is subjected to heat press treatment to smooth the surface, and then subjected to feathering treatment by a method of brushing with a brass brush to prevent cell leakage A tissue regeneration substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that was laminated on the side subjected to the feathering treatment.
  • Example 4 Preparation of cell invasion layer
  • a polyglycolide having a weight average molecular weight of 250,000 as a bioabsorbable material and forming a non-woven fabric by a needle punch method from a yarn obtained by spinning the polyglycolide
  • an average fiber diameter is about 16 ⁇ m and a thickness is about 1
  • Two types of cell invasion layers were obtained: a cell invasion layer having a thickness of 0.5 mm and a cell invasion layer having an average fiber diameter of about 16 ⁇ m and a thickness of about 0.5 mm.
  • the average pore diameter was calculated by the bubble point method about the obtained cell penetration layer, all were 28 micrometers.
  • cell leakage prevention layer A polyglycolide having a weight average molecular weight of 250,000 was used as a bioabsorbable material, and a cell leakage prevention layer having an average fiber diameter of about 2 ⁇ m and a thickness of about 50 ⁇ m was obtained by a melt blow method. In addition, about the obtained cell leakage prevention layer, it was 12 micrometers when the average hole diameter was computed by the bubble point method.
  • a three-layer laminate is obtained by stacking a cell intrusion layer having a thickness of about 1.5 mm, a cell leakage preventing layer having a thickness of about 50 ⁇ m, and a cell intrusion layer having a thickness of about 0.5 mm in this order. It was. Needle punching was performed from the side of the cell invasion layer having a thickness of about 0.5 mm of the obtained laminate having the three-layer structure, and the three layers were combined and integrated to obtain a tissue regeneration substrate.
  • Example 2 A polyglycolide having a weight average molecular weight of 250,000 was used as a bioabsorbable material, and a nonwoven fabric having an average fiber diameter of about 2 ⁇ m and a thickness of about 50 ⁇ m was obtained by a melt blow method, and this was used as a tissue regeneration substrate. In addition, about the obtained nonwoven fabric, it was 12 micrometers when the average hole diameter was measured by the bubble point method.
  • Example 3 A tissue regeneration substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composite integration treatment by needle punching was not performed.
  • Example 4 A tissue regeneration substrate was obtained in the same manner as in Example 2 except that the composite integration treatment by needle punching was not performed.
  • Example 5 A tissue regeneration substrate was obtained in the same manner as in Example 3 except that the composite integration treatment by needle punching was not performed.
  • the tissue regeneration substrate was cut into a 20 mm ⁇ 20 mm square and fixed on a metal mesh. From the cell entry layer side of the tissue regeneration substrate (in Example 4, the cell entry layer side having a thickness of about 1.5 mm), 2 mL of the particle dispersion was slowly dropped to permeate the tissue regeneration substrate. .
  • the absorbance at a wavelength of 230 nm of the particle dispersion before and after transmission was measured, and the particle concentration (number / mL) was calculated using a calibration curve obtained from the absorbance measurement of a polystyrene latex particle dispersion having a known concentration.
  • Particle capture rate (%) (number of particles in particle dispersion before permeation ⁇ number of particles in particle dispersion after permeation) / number of particles in particle dispersion before permeation
  • Fibroblasts were seeded on the tissue regeneration substrate 7 placed in such a state so as to have a seeding density of 1 ⁇ 10 5 cells / cm 2 . Then, it culture
  • tissue regeneration substrate When the tissue regeneration substrate was folded, a part of the cell intrusion layer and the cell leakage prevention layer was peeled off, and the cell entry layer and the cell leakage prevention layer were easily peeled by hand.
  • X When the tissue regeneration substrate was folded, the cell invasion layer and the cell leakage prevention layer were all separated, and the cell entry layer and the cell leakage prevention layer were easily separated by hand.
  • the composite integrity of the cell regeneration substrate was evaluated by measuring the peel strength according to the peel strength test method defined in JIS L 1021-9. Specifically, the tissue regeneration substrate obtained was first cut into a width of 20 mm and a length of 50 mm, and a cell invasion layer and a cell leakage prevention layer were peeled in advance by 25 mm in the vertical direction to form a grip portion. was used as a sample. The grip portion of each layer of the obtained sample was pinched with a chuck (grasping distance 20 mm) and pulled using an autograph (“AGS-J” manufactured by Shimadzu Corporation, load cell 50N) at a pulling speed of 100 mm / min. The peel strength was measured.
  • AGS-J autograph manufactured by Shimadzu Corporation, load cell 50N
  • the sample is 50 mm wide ⁇ 200 mm long, and the length to be peeled in advance (grip length) is 50 mm, but the cell regeneration substrate is to be transplanted into a tissue or organ.
  • the above sample was taken into consideration.
  • the sample is allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber (20 ° C., 65%) for 24 hours.
  • this sample is a base material made of a degradable polymer, Omitted and measurements were taken immediately after sample preparation.
  • each layer of a 20 mm ⁇ 50 mm test piece was peeled up to 25 mm in the vertical direction, and a cell invasion layer having a thickness of about 1.5 mm and a cell having a thickness of about 50 ⁇ m
  • a cell invasion layer having a thickness of about 1.5 mm and a cell having a thickness of about 50 ⁇ m
  • Each leakage prevention layer was sandwiched between chucks, and a tensile test was performed under the above conditions to measure the peel strength between the two layers.
  • the tissue regeneration base material which can prevent the leakage of the cell from a tissue regeneration base material effectively, and can promote the reproduction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

本発明は、細胞の侵入性に優れるとともに、組織再生基材からの細胞の漏出を効果的に防止して、組織の再生を促進することができる組織再生基材、及び、該組織再生基材の製造方法を提供することを目的とする。 本発明は、生体吸収性材料からなる不織布からなる組織再生基材であって、平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層と、平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層とが複合一体化した積層構造を有する組織再生基材である。

Description

組織再生基材及び組織再生基材の製造方法
本発明は、細胞の侵入性に優れるとともに、組織再生基材からの細胞の漏出を効果的に防止して、組織の再生を促進することができる組織再生基材、及び、該組織再生基材の製造方法に関する。
近年の細胞工学技術の進展によって、ヒト細胞を含む数々の動物細胞の培養が可能となり、また、それらの細胞を用いてヒトの組織や器官を再構築しようとする、いわゆる再生医療の研究が急速に進んでいる。より具体的には、例えば、軟骨、骨、皮膚、血管等の組織や器官の再生を目的とした再生医療の研究が進められている。
再生医療においては、細胞が増殖分化して三次元的な生体組織様の構造物を構築できるかがポイントであり、例えば、基材を患者の体内に移植し、周りの組織又は器官から細胞を基材中に侵入させ増殖分化させて組織又は器官を再生する方法が行われている。
また、生体組織に生じた病巣を内視鏡下で切除する方法として、自動縫合器等を用いた切除術が行われている。肺、気管支、肝臓、消化管等の脆弱な組織や、病変によって脆弱化した組織に対して切除術を行う場合、縫合を行ったのみでは組織の断裂のおそれがあり、また、例えば肺の手術においては空気漏れが発生するおそれがある。そこで、縫合補強材を生体組織の切除部位に縫い合わせるということが行われている。
このような再生医療用の基材や縫合補強材として、例えば、特許文献１に開示されるような生体吸収性材料からなる不織布を用いることが提案されている。生体吸収性材料からなる不織布は、再生医療用の基材や縫合補強材として用いた場合には、その空隙部分に細胞が侵入して増殖し、早期に組織が再生されることが期待される。また、脆弱な組織の補強材として用いた場合には、組織の断裂を防止し、空気漏れの発生等を防止することができる。更に、一定期間経過後には分解して生体に吸収されることから、再手術により取り出す必要もないという優れた性能を有する。
しかしながら、実際には、従来の生体吸収性材料からなる不織布を用いても、期待したほどには組織の再生が促進されないことがあるという問題があった。
特開平０５－０７６５８６号公報
組織再生基材を構成する不織布については、細胞の侵入性を確保するために５～３０μｍ程度の平均孔径であることが好適であることが知られている。本発明者は、鋭意検討の結果、このような従来の組織再生基材は、細胞の侵入性の点では優れているものの、侵入した細胞の一部が組織再生基材を通過して、組織再生基材の外に漏出してしまうことがあることを見出した。侵入した細胞が組織再生基材の外に漏出してしまうことにより、実際に患部に留まる細胞成分の濃度が不足するため、期待したほどには組織の再生が促進されないものと考えられた。一方、細胞の漏出を防止するために不織布の平均孔径を小さくした場合には、細胞の侵入性が損なわれて、組織再生を促進することができない。
本発明は、上記現状に鑑み、細胞の侵入性に優れるとともに、組織再生基材からの細胞の漏出を効果的に防止して、組織の再生を促進することができる組織再生基材、及び、該組織再生基材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、生体吸収性材料からなる不織布からなる組織再生基材であって、平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層と、平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層とが複合一体化した積層構造を有する組織再生基材である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者は、鋭意検討の結果、平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層（以下、「細胞侵入層」ともいう。）に対して、平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層（以下、「細胞漏出防止層」ともいう。）を複合一体化した積層構造を有する組織再生基材は、優れた細胞侵入性を維持したまま、細胞が組織再生基材の外に漏出してしまうことを防止して、組織の再生を促進することができることを見出し、本発明を完成した。
ここで、上記細胞漏出防止層も一定範囲の平均孔径を有する不織布からなる層であることが重要である。単に体液や血液等に含まれる浮遊細胞の漏出を防止するだけであれば、例えば生体吸収性材料からなるフィルムを積層することによっても同様の効果を発揮することができる。しかしながら、フィルムを積層した場合には、組織の再生を促進する効果が充分に得られない。本願発明の優れた効果は、平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層を細胞漏出防止層とすることによりはじめて発揮される。
これは、平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層は、体液や血液等に浮遊している細胞をほとんど通過させることがない一方、体液はスムーズに通過させることができる。一方、細胞漏出防止層の孔径が当該孔径であれば、細胞侵入層から細胞漏出防止層への接着細胞の侵入を促すとともに、細胞侵入層において増殖する細胞への栄養の供給が充分となるためではないかと考えられる。また、体液の浸潤により発生した応力を緩和できることから、組織再生基材の患部への密着性も保てるものと考えられる。
上記細胞侵入層は、体液や血液等に含まれる浮遊細胞の捕捉、および接着後の細胞や周囲組織から侵入する細胞増殖の足場となり、組織の再生を促進する役割を有する。
上記細胞侵入層は、生体吸収性材料からなる不織布からなる。
上記細胞侵入層を構成する生体吸収性材料としては、例えば、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリ－ε－カプロラクトン、ラクチド－グリコリド共重合体、グリコリド－ε－カプロラクトン共重合体、ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体、ポリジオキサノン、ポリクエン酸、ポリリンゴ酸、ポリ－α－シアノアクリレート、ポリ－β－ヒドロキシ酸、ポリトリメチレンオキサレート、ポリテトラメチレンオキサレート、ポリオルソエステル、ポリオルソカーボネート、ポリエチレンカーボネート、ポリ－γ－ベンジル－Ｌ－グルタメート、ポリ－γ－メチル－Ｌ－グルタメート、ポリ－Ｌ－アラニン等の合成高分子や、デンプン、アルギン酸、ヒアルロン酸、キチン、ペクチン酸及びその誘導体等の多糖類や、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、フィブリン等のタンパク質等の天然高分子等が挙げられる。これらの生体吸収性材料は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記生体吸収性材料のなかでも、ポリグリコリドが好適である。ポリグリコリドを用いた場合には、特に細胞の侵入性に優れ、正常な組織の再生を行うことができる。ポリグリコリドは、例えば繊維状にして３７℃の生理食塩水中に浸漬した場合に、引張強度が浸漬前の１／２になるまでの期間が約１４日である。このような分解性を有することにより、細胞が増殖して組織が再生する時期に基材が徐々に分解吸収されることとなり、基材内部まで再生した組織が構築され、その結果として良質な再生組織が構築されるものと考えられる。更に、生体内に埋入後数日間で炎症系の細胞が消失することから、組織の癒着を引き起こしにくいという優れた効果をも発揮できる。
なお、本明細書においてポリグリコリドは、ポリグリコール酸等のグリコリドの重合体を意味するが、本発明の効果を阻害しない範囲で、ラクチド、ε－カプロラクトン、ｐ－ジオキサノン等の他の生体吸収性の成分との共重合体としてもよい。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、ポリラクチド等の他の生体吸収性材料との混合物としてもよい。
上記ポリグリコリドがラクチド、ε－カプロラクトン、ｐ－ジオキサノン等の他の生体吸収性の成分との共重合体である場合、該共重合体におけるグリコリド成分の配合量の好ましい下限は６０モル％である。グリコリド成分の配合量を６０モル％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
上記ポリグリコリドとポリラクチド等の他の生体吸収性材料との混合物を用いる場合、該混合物におけるポリグリコリドの配合量の好ましい下限は５０モル％である。ポリグリコリドの配合量を５０モル％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
上記生体吸収性材料がポリグリコリドである場合、該ポリグリコリドの重量平均分子量の好ましい下限は３００００、好ましい上限は４０００００である。上記ポリグリコリドの重量平均分子量が３００００未満であると、強度が不足して充分な組織補強効果が得られないことがあり、４０００００を超えると、生体内における分解速度が遅くなり、異物反応を起こすことがある。上記ポリグリコリドの重量平均分子量のより好ましい下限は５００００、より好ましい上限は３０００００である。
上記生体吸収性材料がポリグリコリドである場合、当該ポリグリコリドの分子量の代替指標としてメルトフローレートを用いてもよい。該ポリグリコリドのメルトフローレートの好ましい下限は０．１ｇ／１０分、好ましい上限は１００ｇ／１０分である。この範囲内であると、ポリグリコリドからなる不織布を作製することが容易となる。ポリグリコリドのメルトフローレートのより好ましい下限は１ｇ／１０分、より好ましい上限は５０ｇ／１０分である。
なお、メルトフローレートの測定条件は、ポリグリコリドを２４０℃、１０分間、シリンダー内で保持して溶融した後、荷重４ｋｇｆの条件で測定した値を意味する。
上記細胞侵入層を構成する不織布は、平均孔径の下限が２０μｍ、上限が５０μｍである。上記細胞侵入層がこのような平均孔径を満たす場合に、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生に好適な組織再生基材を提供できる。不織布中の孔径が２０～５０μｍの孔には、細胞が容易に侵入することができ、細胞侵入層中で増殖、分化して組織を形成することができる。これに対して、平均孔径が２０μｍ未満であると、血液等に含まれる浮遊細胞が効率よく侵入することができず、平均孔径が５０μｍを超えると、浮遊細胞の侵入は可能であるものの、細胞間の距離が離れすぎるため、細胞侵入層に接着した細胞や、周囲組織から侵入してくる細胞が充分に増殖、分化することができない。上記細胞侵入層を構成する不織布の平均孔径の好ましい下限は２２μｍ、好ましい上限は４０μｍであり、より好ましい下限は２４μｍ、より好ましい上限は３０μｍである。
なお、本明細書において不織布の平均孔径は、バブルポイント法により測定された平均孔径を意味する。
上記バブルポイント法による不織布の孔径分布の測定について説明する。
バブルポイント法とは、測定対象となる膜をよく濡らす液体を予め膜の細孔内に吸収させておき、図１に示したような器具に設置し、膜の裏側から空気圧をかけて、膜表面に気泡の発生が観察できる最小圧力（バブルポイント）を測定し、液体の表面張力とバブルポイントとの関係式から孔径分布を推算する（図２）方法である。
具体的には、測定対象となる不織布に湿潤液（例えば、フッ素系溶媒、商品名Ｐｏｒｏｆｉｌ（商標））を吸収させた後、図１に示したような器具（例えば、日本ベル社製、Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ　３Ｇ）に試験片寸法が直径２５ｍｍの円状になるように設置した後、不織布の裏側から空気圧をかけて、膜表面に気泡の発生が観察できる最小圧力（バブルポイント）を測定する。
なお、図２に記載された細孔径を算出する式において、γは浸潤液の表面張力を表し、θは不織布素材上の浸潤液の接触角を表し、ΔＰはバブルポイント圧を表す。
上記細胞侵入層を構成する不織布の平均繊維径は特に限定されないが、好ましい下限は１０μｍ、好ましい上限は５０μｍである。上記不織布の平均繊維径がこの範囲にある場合には、平均孔径を上記規定の範囲に調整することが容易となる。上記不織布の平均繊維径のより好ましい下限は１５μｍ、より好ましい上限は４０μｍである。
なお、不織布の平均繊維径は、走査型電子顕微鏡を用いて１０００倍で撮影した不織布の像をもとに、繊維径を測定可能な全ての繊維についてその中点の直径を計測し、その平均値を算出することにより得ることができる。
上記細胞侵入層の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は３００μｍ、好ましい上限は２．０ｍｍである。上記細胞侵入層の厚さが３００μｍ未満であると、強度が不足して脆弱な組織の補強には用いることができないことがあり、２．０ｍｍを超えると、取り扱い性に劣る。上記細胞侵入層の厚さのより好ましい下限は４５０μｍ、より好ましい上限は１．５ｍｍである。
上記細胞漏出防止層は、体液や血液等に含まれる浮遊細胞が組織再生基材の外に漏出してしまうことを防止するとともに、体液はスムーズに通過させることにより、上記細胞侵入層への細胞の侵入を促し、上記細胞侵入層において増殖する細胞への栄養の供給を確保する役割を有する。また、細胞侵入層で増殖した細胞が細胞漏出防止層内部へも侵入することができ、当該細胞漏出防止層のみが脱落することも防ぐことができる。
上記細胞漏出防止層は、生体吸収性材料からなる不織布からなる。
上記細胞漏出防止層を構成する生体吸収性材料としては、上記細胞侵入層に用いるものと同様の生体吸収性材料を用いることができる。上記細胞漏出防止層を構成する生体吸収性材料は、上記細胞侵入層を構成する生体吸収性材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。
上記細胞漏出防止層を構成する不織布は、平均孔径の下限が５μｍ、上限が２０μｍである。上記細胞漏出防止層がこのような平均孔径を満たす場合に、組織再生基材からの体液や血液等に含まれる浮遊細胞の漏出を防止することができるとともに、体液をスムーズに通過させることができ、上記細胞侵入層への細胞の侵入を促し、上記細胞侵入層において増殖する細胞への栄養の供給を確保することができる。さらに、細胞侵入層で増殖した細胞が細胞漏出防止層内部へも侵入することができ、当該細胞漏出防止層のみが脱落することも防ぐことができる。上記細胞漏出防止層を構成する不織布の平均孔径が２０μｍを超えると、組織再生基材からの細胞の漏出を充分に防止することができない。上記細胞漏出防止層を構成する不織布の平均孔径が５μｍ未満であると、上記細胞侵入層への細胞の侵入性が低下したり、上記細胞侵入層中の細胞への栄養の供給が不充分となったりして、充分に組織の再生を促進できないことがある。上記細胞漏出防止層を構成する不織布の平均孔径の好ましい下限は６μｍ、好ましい上限は１８μｍであり、より好ましい下限は７μｍ、より好ましい上限は１６μｍである。
上記細胞漏出防止層を構成する不織布の平均繊維径は特に限定されないが、好ましい下限は０．７μｍ、好ましい上限は７．０μｍである。上記不織布の平均繊維径がこの範囲にある場合には、平均孔径を上記規定の範囲に調整することが容易となる。上記不織布の平均繊維径のより好ましい下限は０．９μｍ、より好ましい上限は５．０μｍである。
上記細胞漏出防止層の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は１０μｍ、好ましい上限は１５０μｍである。上記細胞漏出防止層の厚さが１０μｍ未満であると、組織再生基材からの細胞の漏出を充分に防止できないことがあり、１５０μｍを超えると、上記細胞侵入層への細胞の侵入性が低下したり、上記細胞侵入層中の細胞への栄養の供給が不充分となったりして、充分に組織の再生を促進できないことがある。上記細胞漏出防止層の厚さのより好ましい下限は３０μｍ、より好ましい上限は１００μｍである。
本発明の組織再生基材は、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層との二層が複合一体化した積層構造を有するものであってもよく、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層と上記細胞侵入層との三層がこの順に複合一体化した積層構造を有するものであってもよい。
なかでも、上記三層の積層構造を有する組織再生基材は、移植したときに組織再生基材の両面から細胞が侵入することができる一方、中央の細胞漏出防止層により侵入した細胞が組織再生基材の外に漏出してしまうことがないことから、極めて高い効率で組織の再生を促進することができる。
本発明の組織再生基材が上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層との二層が複合一体化した積層構造を有するものである場合、上記細胞漏出防止層の上記細胞侵入層側とは反対側の面に、更に、平均繊維径が０．１～０．７μｍの繊維が集合した層（以下、「微細繊維集合体層」ともいう。）が積層されていてもよい。このような微細繊維集合体層を積層することにより、組織再生基材からの細胞の漏出をよりいっそう防止することができる。
上記微細繊維集合体層を構成する生体吸収性材料としては、上記細胞侵入層や細胞漏出防止層に用いるものと同様の生体吸収性材料を用いることができる。上記微細繊維集合体層を構成する生体吸収性材料は、上記細胞侵入層や細胞漏出防止層を構成する生体吸収性材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。
上記微細繊維集合体層を構成する繊維の平均繊維径の好ましい下限は０．２μｍ、好ましい上限は０．６５μｍである。上記微細繊維集合体層の繊維がこの範囲にある場合に、上記細胞侵入層への細胞の侵入性や上記細胞侵入層中の細胞への栄養の供給性に影響することなく、組織再生基材からの細胞の漏出をよりいっそう防止することができる。上記微細繊維集合体層の繊維の平均繊維径のより好ましい下限は０．３μｍ、より好ましい上限は０．６μｍである。
上記微細繊維集合体層の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は１．０μｍ、好ましい上限は１００μｍである。上記微細繊維集合体層の厚さが１．０μｍ未満であると、組織再生基材からの細胞の漏出を防止する効果が得られないことがあり、１００μｍを超えると、上記細胞侵入層への細胞の侵入性が低下したり、上記細胞侵入層中の細胞への栄養の供給が不充分となったりして、充分に組織の再生を促進できないことがある。上記微細繊維集合体層の厚さのより好ましい下限は１．５μｍ、より好ましい上限は８０μｍである。
本発明の組織再生基材は、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とが複合一体化している。
上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とが複合一体化していないと、本発明の組織再生基材に細胞を播種したり、組織又は器官に移植したりする際に、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層との一部又は全部が剥離してしまうことがある。上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とが一部でも剥離すると、該剥離部に形成された空間に細胞溜まりが生じて、正常な組織又は器官が再生されないことがある。
なお、本明細書において上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とが複合一体化しているとは、本発明の組織再生基材を組織又は器官に移植する際に、折り畳んで移植しても上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とが剥離しないことを意味する。より定量的には、ＪＩＳ　Ｌ　１０２１－９に規定される剥離強さ試験方法に準じて測定された剥離強さが０．１Ｎ以上であることが好ましく、０．３Ｎ以上であることがより好ましい。
上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とを複合一体化させる方法としては、医療用接着剤を用いて貼り合わせる方法や、細胞侵入層又は細胞漏出防止層の表面の一部を溶剤で溶解してから貼り合わせる方法等が考えられる。しかしながら、これらの方法で細胞侵入層と細胞漏出防止層とを接合した場合、接合面において各層の孔が塞がれてしまい、体液のスムーズな通過を妨げて、細胞侵入層における細胞への栄養の供給を阻害してしまうことがある。
本発明者らは、鋭意検討の結果、上記細胞侵入層を調製する工程と、上記細胞侵入層上に、メルトブロー法により生体吸収性材料からなる糸を吐出して上記細胞漏出防止層を形成して積層体を得る工程と、上記積層体にニードルパンチを行い、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とを複合一体化させる工程とを有する組織再生基材の製造方法によれば、接合面において塞孔することなく、細胞侵入層と細胞漏出防止層とを複合一体化できることを見出した。このような組織再生基材の製造方法もまた、本発明の１つである。（以下、「第１の本発明の組織再生基材の製造方法」ともいう。）
本発明者らは、また、鋭意検討の結果、上記細胞侵入層を調製する工程と、上記細胞漏出防止層を調製する工程と、得られた細胞侵入層と細胞漏出防止層とを積層して積層体を得る工程と、上記積層体にニードルパンチを行い、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とを複合一体化させる工程とを有する組織再生基材の製造方法によれば、接合面において塞孔することなく、細胞侵入層と細胞漏出防止層とを複合一体化できることを見出した。このような組織再生基材の製造方法もまた、本発明の１つである。（以下、「第２の本発明の組織再生基材の製造方法」ともいう。）
以下、本発明の組織再生基材の製造方法を詳しく説明する。（以下、第１の本発明の組織再生基材の製造方法と第２の本発明の組織再生基材の製造方法に共通する事項は、単に「本発明の組織再生基材の製造方法」ともいう。）
本発明の組織再生基材の製造方法では、まず、上記細胞侵入層を調製する工程を行う。
上記細胞侵入層を調製する方法は特に限定されず、例えば、エレクトロスピニングデポジション法、メルトブロー法、ニードルパンチ法、スパンボンド法、フラッシュ紡糸法、水流交絡法、エアレイド法、サーマルボンド法、レジンボンド法、湿式法等の従来公知の方法を用いることができる。なかでも、上記細胞侵入層の調製にはニードルパンチ法が好適である。
本発明の組織再生基材の製造方法では、上記細胞侵入層を調製する工程後に、上記細胞侵入層の上記細胞漏出防止層を積層する側の表面に羽毛立ち処理を施す工程を有することが好ましい。予め上記細胞侵入層の表面に羽毛立ち処理を施すことにより、上記細胞漏出防止層との密着性がより向上する。
上記羽毛立ち処理は、具体的には例えば、起毛機を用いて上記細胞侵入層の上記細胞漏出防止層を積層する側の表面を起毛処理する方法等が挙げられる。なお、上記細胞侵入層の製造方法としてニードルパンチ法を用いた場合には、得られた細胞侵入層の表面は既に起毛していることから、羽毛立ち処理を施したのと同様の効果が得られる。
第１の本発明の組織再生基材の製造方法では、次いで、上記細胞侵入層上に、メルトブロー法により生体吸収性材料からなる糸を吐出して上記細胞漏出防止層を形成して積層体を得る工程を行う。
メルトブロー法は、原料となる生体吸収性材料を１段階で不織布にする溶融紡糸法である。具体的には、押出機で溶融した生体吸収性材料を、幅方向に多数の口金を有するダイから繊維捕集点に向かって高温、高速の空気流で糸状に吹き出し、繊維状に延伸された樹脂をコンベア上で集積する。吐出から集積の間に繊維同士の絡み合い及び融着が起こることから不織布が形成される。第１の本発明の組織再生基材の製造方法では、上記細胞侵入層をコンベア上、メルトブロー法による繊維捕集点よりも手前となるように配置し、該細胞侵入層をコンベアで移動させながら、細胞侵入層上に繊維を吐出して細胞漏出防止層を形成させる。
この際、メルトブロー法のポリマー吐出量、吐出出口付近のエア風速、コンベアの速度等を調節することにより、形成される細胞漏出防止層の繊維径、密度、厚み等を制御することができる。
一方、第２の本発明の組織再生基材の製造方法では、上記細胞侵入層とは別に上記細胞漏出防止層を調製する工程を行い、得られた細胞侵入層と細胞漏出防止層とを積層して積層体を得る工程を行う。
上記細胞漏出防止層を調製する方法は特に限定されないが、例えば、メルトブロー法により生体吸収性材料からなる糸を吐出することにより形成することができる。
また、上記積層体は、細胞侵入層と細胞漏出防止層を重ね合わせることにより得ることができる。
本発明の組織再生基材の製造方法では、次いで、上記積層体にニードルパンチを行い、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とを複合一体化させる工程を行う。
ニードルパンチにより、接合面において各層の孔を塞ぐことなく、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層とを確実に複合一体化させることができる。
なお、上記積層体にニードルパンチを行う際のニードルの進入方向は特に限定されない。
本発明の組織再生基材の製造方法では、次いで、上記積層体に熱セット処理を施してもよい。熱セット処理を施すことにより、得られる組織再生基材の表面が平滑となり、取り扱い性が向上することが期待できる。
上記熱セット処理の方法としては、例えば、上記積層体を構成するポリマーの結晶化点以上の温度下でローラープレスを施す方法等が挙げられる。
本発明の組織再生基材が上記微細繊維集合体層を有する場合には、例えば、上記細胞漏出防止層上にエレクトロスピニングデポジション法により微細繊維を吐出する方法により微細繊維集合体層を形成して積層体を形成した後、該積層体にニードルパンチを行い、上記細胞侵入層と上記細胞漏出防止層と上記微細繊維集合体層を複合一体化させる工程を行う。
本発明の組織再生基材は、上記細胞侵入層と細胞漏出防止層とが複合一体化した積層構造を有することから、組織の補強や組織再生の促進の足場として埋植したときに、細胞の捕捉性や侵入性に優れ、かつ、組織再生基材からの細胞の漏出を防止できることから、組織再生基材中における細胞の密度を高め、早期に組織が再生するのを促進することができる。より具体的には、例えば、軟骨、骨、皮膚、血管等の組織や器官の再生を目的とした再生医療用の基材として好適である。
これらの組織や器官の再生方法としては、例えば、再生しようとする組織や器官の部位に、本発明の組織再生基材を移植する方法が挙げられる。この際、本発明の組織再生基材に予め細胞を播種しておいてもよい。
また、本発明の組織再生基材は、肺漏、気管支断端、膵液瘻、胆汁漏等の早期治癒することが望ましい部位に貼付することにより、脆弱な組織の補強及び組織再生を促す足場として有用であり、特に組織の動きの少ない気管支断端、膵液瘻、胆汁漏等の部位に添付した場合にその効果が顕著である。
本発明の組織再生基材は、手術後、脆弱な組織を覆うように貼付する。自動縫合器を使用する場合には、本発明の組織再生基材を組織に貼りつけた後に自動縫合器を用いて縫合操作を行うことにより、肺の空気漏れや種々の組織からの体液漏れを防止できる点でも有用である。
本発明によれば、細胞の侵入性に優れるとともに、組織再生基材からの細胞の漏出を効果的に防止して、組織の再生を促進することができる組織再生基材、及び、該組織再生基材の製造方法を提供することができる。
バブルポイント法による不織布の孔径分布の測定方法を説明する模式図である。 バブルポイント法によって得られたデータから不織布の孔径分布を推算する方法を説明する模式図である。 実施例及び比較例における評価方法を説明する模式図である。
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
（１）細胞侵入層の調製
生体吸収性材料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、これを紡糸して得た糸からなる布をニードルパンチ法により不織布化する方法により、平均繊維径が約１６μｍ、厚さが約１．５ｍｍの細胞侵入層を得た。
なお、得られた細胞侵入層に、湿潤液としてフッ素系溶媒（商品名Ｐｏｒｏｆｉｌ（商標））を吸収させた後、日本ベル社製のＰｏｒｏｍｅｔｅｒ　３Ｇに試験片寸法が直径２５ｍｍの円状になるように設置し、細胞侵入層の裏側から空気圧をかけて、膜表面に気泡の発生が観察できる最小圧力（バブルポイント）を測定した。得られたバブルポイントをもとに細胞侵入層の孔径分布を示すグラフを得て、該グラフより平均孔径を算出したところ、２８μｍであった。
（２）細胞漏出防止層の積層
得られた細胞侵入層を、メルトブロー法による繊維捕集点よりも手前となるようにコンベア上に設置した。コンベアを移動させながら、細胞侵入層上にメルトブロー法によりポリグリコリドからなる糸を吐出して細胞漏出防止層を積層した。
メルトブロー法は、原料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、ポリマー吐出量０．２ｋｇ／ｈ、吐出出口付近のエア風速１１ｍ／秒の条件として行った。また、コンベアの移動速度は、上記メルトブロー法により得られる細胞漏出防止層の密度が１０ｇ／ｍ２となる速度に設定した。
なお、別に同様の条件で細胞漏出防止層のみを製造し、バブルポイント法により細胞漏出防止層の平均孔径を算出したところ、１２μｍであった。
（３）細胞侵入層と細胞漏出防止層との複合一体化
得られた積層体の細胞漏出防止層側からニードルが進入するようにニードルパンチを行い、細胞侵入層と細胞漏出防止層とを複合一体化させた。
（実施例２）
細胞侵入層の調製において、ニードルパンチ法により得た細胞侵入層に熱プレス処理を施して表面を平滑にした以外は実施例１と同様にして、組織再生基材を得た。
（実施例３）
細胞侵入層の調製において、ニードルパンチ法により得た細胞侵入層に熱プレス処理を施して表面を平滑にした後、真鍮製のブラシによりブラッシングを施す方法により羽毛立ち処理を施し、細胞漏出防止層を羽毛立ち処理を施した側に積層した以外は実施例１と同様にして、組織再生基材を得た。
（実施例４）
（１）細胞侵入層の調製 
生体吸収性材料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、これを紡糸して得た糸からなる布をニードルパンチ法により不織布化する方法により、平均繊維径が約１６μｍ、厚さが約１．５ｍｍの細胞侵入層と、平均繊維径が約１６μｍ、厚さが約０．５ｍｍの細胞侵入層の２種の細胞侵入層を得た。
なお、得られた細胞侵入層について、バブルポイント法により平均孔径を算出したところ、いずれも２８μｍであった。
（２）細胞漏出防止層の調製 
生体吸収性材料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、メルトブロー法により、平均繊維径が約２μｍ、厚さが約５０μｍの細胞漏出防止層を得た。なお、得られた細胞漏出防止層について、バブルポイント法により平均孔径を算出したところ、１２μｍであった。 
（３）細胞侵入層と細胞漏出防止層との複合一体化 
厚さが約１．５ｍｍの細胞侵入層、厚さが約５０μｍの細胞漏出防止層、及び、厚さが約０．５ｍｍの細胞侵入層をこの順に重ね合わせて三層構造の積層体を得た。
得られた三層構造の積層体の厚さが約０．５ｍｍの細胞侵入層の側からニードルパンチを行い、三層を複合一体化させて、組織再生基材を得た。 
（比較例１）
生体吸収性材料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、これを紡糸して得た糸からなる布をニードルパンチ法により不織布化する方法により、平均繊維径が約１６μｍ、厚さが約１．５ｍｍの不織布を得、これを組織再生基材とした。なお、得られた不織布について、バブルポイント法により平均孔径を測定したところ２８μｍであった。
（比較例２）
生体吸収性材料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、メルトブロー法により、平均繊維径が約２μｍ、厚さが約５０μｍの不織布を得、これを組織再生基材とした。なお、得られた不織布について、バブルポイント法により平均孔径を測定したところ１２μｍであった。
（比較例３）
ニードルパンチによる複合一体化処理を行わなかった以外は実施例１と同様にして、組織再生基材を得た。
（比較例４）
ニードルパンチによる複合一体化処理を行わなかった以外は実施例２と同様にして、組織再生基材を得た。
（比較例５）
ニードルパンチによる複合一体化処理を行わなかった以外は実施例３と同様にして、組織再生基材を得た。
（評価）
実施例及び比較例で得た組織再生基材について、以下の方法により評価を行った。
結果を表１に示した。
（１）粒子補足率の評価
平均粒子径が２０μｍのポリスチレン粒子を、エタノール水溶液（水／エタノール（体積比）＝８０／２０）に分散させた粒子分散液を調製した。
組織再生基材を２０ｍｍ×２０ｍｍの正方形に切断し、金属メッシュ上に固定した。組織再生基材の細胞侵入層側（実施例４においては、厚さが約１．５ｍｍの細胞侵入層側）から、粒子分散液２ｍＬをゆっくりと滴下して、組織再生基材を透過させた。透過前後の粒子分散液の波長２３０ｎｍにおける吸光度を測定し、濃度既知のポリスチレンラテックス粒子分散液の吸光度測定より得た検量線を用いて粒子濃度（個／ｍＬ）を算出した。得られた透過前後の粒子分散液の粒子濃度と、透過前後の分散液の重量より計算した分散液体積を用いて透過前後の粒子分散液中の粒子数を求め、下記式により粒子補足率（％）を算出した。
粒子補足率（％）＝（透過前の粒子分散液中の粒子数－透過後の粒子分散液中の粒子数）／透過前の粒子分散液中の粒子数
（２）細胞保持性の評価
図３に示した培養方法により、組織再生基材に細胞を播種し、その増殖を評価した。
即ち、シャーレ４上に、スポンジ状体５を配置し、培養液６をスポンジ状体５の表面が液状になるように注いだ。（これにより、培養液はスポンジ状体５からのみ供給される。）このスポンジ状体５の上に、実施例及び比較例で製造した組織再生基材７を配置した。なお、実施例及び比較例３～５では、細胞漏出防止層側を下にしてスポンジ状体５に接するようにした。また、実施例４では、厚さが約０．５ｍｍの細胞侵入層側を下にしてスポンジ状体５に接するようにした。
このような状態で配置した組織再生基材７に、１×１０５個／ｃｍ２の播種密度となるように線維芽細胞を播種した。その後、１日毎に培養液６を交換しながら７日間培養した。７日間培養後に組織再生基材７に含まれる細胞数を、ＭＴＴアッセイ法により計数し、比較例１の組織再生基材に含まれる細胞数を１００として、他の実施例及び比較例の組織再生基材に含まれる細胞数を表した。結果を表１に示した。
（３）複合一体性の評価（定性評価）
細胞再生基材の複合一体性を以下の基準により評価した。
◎：組織再生基材を折り畳んだときに細胞侵入層と細胞漏出防止層とが剥離することがなく、かつ細胞侵入層と細胞漏出防止層とを手で剥離させようとすると先に細胞侵入層又は細胞漏出防止層が破断した。
○：組織再生基材を折り畳んだときに細胞侵入層と細胞漏出防止層とが剥離することがなく、かつ細胞侵入層と細胞漏出防止層とを手で剥離させようとしても容易には剥離できなかった。
△：組織再生基材を折り畳んだときに細胞侵入層と細胞漏出防止層との一部が剥離してしまい、かつ細胞侵入層と細胞漏出防止層とを手で容易に剥離できた。
×：組織再生基材を折り畳んだときに細胞侵入層と細胞漏出防止層とが全部剥離してしまい、かつ細胞侵入層と細胞漏出防止層とを手で容易に剥離できた。
（４）複合一体性の評価（定量評価）
細胞再生基材の複合一体性を、ＪＩＳ　Ｌ　１０２１－９に規定される剥離強さ試験方法に準じて剥離強さを測定して評価した。
具体的には、まず得られた組織再生基材を横２０ｍｍ×縦５０ｍｍに細切し、細胞侵入層と細胞漏出防止層とを手で予め縦方向に２５ｍｍ剥離してつかみ部を形成したものをサンプルとした。得られたサンプルの各々の層のつかみ部をチャックではさみ（つかみ距離２０ｍｍ）、オートグラフ（島津製作所社製「ＡＧＳ－Ｊ」、ロードセル５０Ｎ）を用いて引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で引っ張り、剥離強さを測定した。なお、ＪＩＳ　Ｌ　１０２１－９では、サンプルは横５０ｍｍ×縦２００ｍｍ、あらかじめ剥離する長さ（つかみ部長さ）は５０ｍｍとされているが、細胞再生基材が組織又は器官に移植するものであることを考慮して上記サンプルとした。また、同ＪＩＳでは、サンプルは恒温恒湿室（２０℃、６５％）で２４時間静置することとなっているが、本サンプルは分解性高分子からなる基材であることからこの操作は省略し、サンプル作製直後に測定を行った。
実施例４の細胞再生基材では、サンプル調製において、２０ｍｍ×５０ｍｍの試験片の各層を縦方向に２５ｍｍまで剥離し、厚さが約１．５ｍｍの細胞侵入層と厚さが約５０μｍの細胞漏出防止層とをそれぞれチャックではさみ、上記条件下で引張試験を行って、この二層の間の剥離強さを測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
本発明によれば、細胞の侵入性に優れるとともに、組織再生基材からの細胞の漏出を効果的に防止して、組織の再生を促進することができる組織再生基材、及び、該組織再生基材の製造方法を提供することができる。
４　シャーレ
５　スポンジ状体
６　培養液
７　組織再生基材
 
 
 

Claims (10)

  1. 生体吸収性材料からなる不織布からなる組織再生基材であって、
    平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層と、平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層とが複合一体化した積層構造を有する
    ことを特徴とする組織再生基材。
  2. 平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層と、平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層と、平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層との三層がこの順に複合一体化した積層構造を有することを特徴とする請求項１記載の組織再生基材。
  3. 平均孔径が２０～５０μｍである不織布の平均繊維径が１０～５０μｍであり、かつ、平均孔径が５～２０μｍである不織布の平均繊維径が０．７～７μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の組織再生基材。
  4. 平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層の厚さが３００μｍ～２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の組織再生基材。
  5. 平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層の厚さが１０～１５０μｍであることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の組織再生基材。
  6. 生体吸収性材料は、ポリグリコリドであることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の組織再生基材。
  7. ポリグリコリドの重量平均分子量が３００００～４０００００であることを特徴とする請求項６記載の組織再生基材。
  8. 請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の組織再生基材を製造する方法であって、
    平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層を調製する工程と、
    前記平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層上に、メルトブロー法により生体吸収性材料からなる糸を吐出して平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層を形成して積層体を得る工程と、
    前記積層体にニードルパンチを行い、前記平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層と前記平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層とを複合一体化させる工程とを有する
    ことを特徴とする組織再生基材の製造方法。
  9. 請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の組織再生基材を製造する方法であって、
    平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層を調製する工程と、
    平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層を調製する工程と、
    前記平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層と前記平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層とを積層して積層体を得る工程と、
    前記積層体にニードルパンチを行い、前記平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層と前記平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層とを複合一体化させる工程とを有する
    ことを特徴とする組織再生基材の製造方法。
  10. 平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層を調製する工程後に、平均孔径が２０～５０μｍである不織布からなる層の平均孔径が５～２０μｍである不織布からなる層を積層する側の表面に羽毛立ち処理を施す工程を有することを特徴とする請求項８又は９記載の組織再生基材の製造方法。
     
PCT/JP2015/083968 2014-12-05 2015-12-03 組織再生基材及び組織再生基材の製造方法 WO2016088821A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580059979.2A CN107073166A (zh) 2014-12-05 2015-12-03 组织再生基材和组织再生基材的制造方法
US15/524,922 US10765780B2 (en) 2014-12-05 2015-12-03 Method of producing tissue regeneration substrate
JP2016562667A JP6581994B2 (ja) 2014-12-05 2015-12-03 組織再生基材の製造方法
KR1020177007408A KR20170091579A (ko) 2014-12-05 2015-12-03 조직 재생 기재 및 조직 재생 기재의 제조 방법
EP15864889.9A EP3228332B1 (en) 2014-12-05 2015-12-03 Tissue regeneration substrate and method for producing tissue regeneration substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-247083 2014-12-05
JP2014247083 2014-12-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016088821A1 true WO2016088821A1 (ja) 2016-06-09

Family

ID=56091761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/083968 WO2016088821A1 (ja) 2014-12-05 2015-12-03 組織再生基材及び組織再生基材の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10765780B2 (ja)
EP (1) EP3228332B1 (ja)
JP (1) JP6581994B2 (ja)
KR (1) KR20170091579A (ja)
CN (1) CN107073166A (ja)
WO (1) WO2016088821A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021023728A (ja) * 2019-08-08 2021-02-22 グンゼ株式会社 組織再生基材

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021187619A1 (ja) * 2020-03-19 2021-09-23

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004148014A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Nipro Corp 生分解性基材及び組織再生用補綴材並びに培養組織
JP2011056047A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Nagoya Institute Of Technology 骨再生誘導膜およびその製造方法
JP2011509786A (ja) * 2008-01-25 2011-03-31 スミス アンド ネフュー ピーエルシー 多層足場
WO2014192803A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 学校法人同志社 組織再生基材

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2962606B2 (ja) 1991-09-21 1999-10-12 グンゼ株式会社 医療用補綴材
US20040254640A1 (en) * 2002-03-01 2004-12-16 Children's Medical Center Corporation Needle punched textile for use in growing anatomical elements
JP2005177197A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Toyo Tire & Rubber Co Ltd シート用パッド
DE102010048710B4 (de) * 2010-03-30 2013-05-23 3T Textiltechnologietransfer Gmbh Implantat mit einer Sandwich-Struktur

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004148014A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Nipro Corp 生分解性基材及び組織再生用補綴材並びに培養組織
JP2011509786A (ja) * 2008-01-25 2011-03-31 スミス アンド ネフュー ピーエルシー 多層足場
JP2011056047A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Nagoya Institute Of Technology 骨再生誘導膜およびその製造方法
WO2014192803A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 学校法人同志社 組織再生基材

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021023728A (ja) * 2019-08-08 2021-02-22 グンゼ株式会社 組織再生基材
JP7329384B2 (ja) 2019-08-08 2023-08-18 グンゼ株式会社 組織再生基材

Also Published As

Publication number Publication date
EP3228332A1 (en) 2017-10-11
EP3228332B1 (en) 2020-07-01
US10765780B2 (en) 2020-09-08
US20170312395A1 (en) 2017-11-02
JP6581994B2 (ja) 2019-09-25
KR20170091579A (ko) 2017-08-09
CN107073166A (zh) 2017-08-18
JPWO2016088821A1 (ja) 2017-09-14
EP3228332A4 (en) 2018-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4499143B2 (ja) 人工血管用二重膜構造のチューブ型多孔性スキャフォールド及びその製造方法
JP5824108B2 (ja) 多層足場
US20070155010A1 (en) Highly porous self-cohered fibrous tissue engineering scaffold
JP5313142B2 (ja) 生体器官用補綴材
JPWO2008088042A1 (ja) 心血管系組織培養用基材
JP6581994B2 (ja) 組織再生基材の製造方法
WO2014192803A1 (ja) 組織再生基材
JP6295182B2 (ja) 組織再生基材
JP5939565B2 (ja) 組織再生基材
JP6920691B2 (ja) 半月板再生基材
US20150245911A1 (en) Reinforced multi-layered membrane
JP7017913B2 (ja) 軟骨組織の製造方法及び軟骨組織
CN107648671B (zh) 一种多层抗感染高强度人工硬脑膜及其制备方法
JP2014200199A (ja) 生体親和性多孔体及びその製造方法
JP2016146854A (ja) 組織再生基材
JP2023010189A (ja) 組織補強材
JP7329384B2 (ja) 組織再生基材
JP2016146855A (ja) 組織再生基材
JP7220852B2 (ja) Ｇｂｒ用メンブレン
WO2021187619A1 (ja) 組織補強材
JP2023153617A (ja) 横隔膜修復材、及びその製造方法
US20100331963A1 (en) Method of Making Suture-Less Hollow Scaffolds
JP2021132881A (ja) 軟骨再生基材
JP2009050380A (ja) 心血管系組織培養用基材の製造方法
JP2004121523A (ja) 収縮性の改善された人工皮膚

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15864889

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016562667

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177007408

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15524922

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015864889

Country of ref document: EP