WO2021210639A1 - 骨増生用構造体 - Google Patents

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WO2021210639A1
WO2021210639A1 PCT/JP2021/015570 JP2021015570W WO2021210639A1 WO 2021210639 A1 WO2021210639 A1 WO 2021210639A1 JP 2021015570 W JP2021015570 W JP 2021015570W WO 2021210639 A1 WO2021210639 A1 WO 2021210639A1
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WO
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collagen
tube
bone
bone growth
strings
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/015570
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴之 池田
雅規 本田
仁博 礒部
太郎 佐久
峻興 礒部
Original Assignee
学校法人日本大学
学校法人愛知学院
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 学校法人日本大学, 学校法人愛知学院 filed Critical 学校法人日本大学
Priority to JP2022515431A priority Critical patent/JPWO2021210639A1/ja
Publication of WO2021210639A1 publication Critical patent/WO2021210639A1/ja

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • 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
    • A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/24—Collagen

Definitions

  • the present invention relates to a structure for bone growth.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-074322 filed in Japan on April 17, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Implant treatment is a type of prosthetic treatment method and has come to be used in many clinical settings.
  • the advantages of implant treatment are improved occlusal force, no need to treat existing teeth, fixed prosthetic treatment instead of removable dentures, and denture maintenance and stability. There are various points to be improved.
  • implant treatment requires a bone mass that can be implanted in the implant body, and is greatly affected by the bone mass and bone quality.
  • Collagen is one of the most widely used biomaterials as a cell carrier in tissue engineering.
  • Patent Document 1 describes that an oriented collagen gel is used for tissue regeneration.
  • an object of the present invention is to provide a structure for bone growth that can easily and stably grow bone.
  • a structure for bone growth which comprises a collagen tube and a collagen structure housed in the collagen tube, and has a porosity of 70 to 98% in the collagen tube.
  • the structure for bone growth according to [1] wherein the collagen tube is oriented in the axial direction of the collagen tube.
  • the collagen structure is housed in the collagen tube so that the collagen structure has orientation and the orientation direction of the collagen structure coincides with the orientation direction of the collagen tube.
  • the collagen structure contains a plurality of collagen strings having axial orientation, and the orientation direction of the plurality of collagen strings coincides with the orientation direction of the collagen tube.
  • a structure for bone growth that can easily and stably grow bone.
  • FIG. 4A It is a schematic diagram which shows the state of the bone density of Type I to Type IV. The result of having evaluated the shape retention of the structure for bone augmentation produced in Example 1 is shown. The results of evaluating the cell adhesion of the bone growth structure prepared in Example 1 are shown.
  • the result of having evaluated the ALP activity of the structure for bone augmentation prepared in Example 1 is shown.
  • the state of implantation of the bone augmentation structure in the implantation test in the rat femur is shown.
  • the results of the implantation test in the rat femur using the bone augmentation structure prepared in Example 1 are shown.
  • the results of the implantation test in the rat femur using the bone growth structure prepared in Comparative Example 1 are shown.
  • the results of the implantation test in the rat femur using the bone augmentation structure prepared in Example 2 are shown. It is a photograph of the rat femur after the implantation test.
  • the length, width, distance, etc. of the bone growth structure, collagen sheet, collagen tube, collagen string, etc. indicate those when these collagen structures are in a dry state.
  • Collagen structure means a structure composed of collagen.
  • the shape of the collagen structure is not particularly limited.
  • the collagen tube is a tube-shaped collagen structure.
  • the tube shape refers to a shape of a hollow cylinder in which both ends of the cylinder are open.
  • the axial length of the tube shape is not particularly limited.
  • the size of the outer diameter and the inner diameter of the tube shape is not particularly limited.
  • the collagen sheet is a sheet-shaped collagen structure.
  • the sheet shape refers to a flat plate shape.
  • the two-dimensional shape of the sheet shape is not particularly limited.
  • the sheet shape may have irregularities on the surface.
  • the present invention provides a structure for bone growth.
  • the structure for bone growth of the present embodiment includes a collagen tube and a collagen structure housed in the collagen tube.
  • the porosity in the collagen tube is 70-98%.
  • FIG. 1 shows a photograph of a specific example of the structure for bone growth. The photograph of FIG. 3 shows a total of 12 bone growth structures.
  • Collagen is a type of protein and is contained in all tissues in the body such as skin, muscles, internal organs, and bones. Collagen, unlike other proteins, exists in the gap between cells, that is, outside the cells. Collagen forms structures such as fibers and membranes on the outside of cells. Most of collagen exists insoluble in water. Collagen is thought to play a role like a glue that attaches cells to each other in the living body and also a partition that arranges cells in the correct position. Collagen is a type of extracellular matrix.
  • the collagen used in the bone growth structure of the present embodiment is not particularly limited.
  • Collagen may be derived from any species and tissue.
  • those extracted from animals such as rat tail, pig skin, cowhide, ostrich, and fish can be used.
  • collagen obtained from the skin, bones, cartilage, tendons or other organs of mammals eg, cows, pigs, horses, rabbits, rats, etc.
  • birds eg, chickens, etc.
  • collagen-like proteins obtained from the skin, bones, cartilage, fins, scallops or other organs of fish for example, cod, flounder, flatfish, salmon, trout, tuna, mackerel, Thailand, sardines, sharks, etc. are used.
  • the collagen extraction method is not particularly limited, and those extracted by a known extraction method can be used without particular limitation.
  • Collagen may be obtained by a gene recombination technique.
  • enzyme-treated atelocollagen may be used to suppress antigenicity.
  • unmodified soluble collagen such as acid-soluble collagen, salt-soluble collagen, or enzyme-solubilized collagen (atelocollagen); desorption by acylation (succinylation, phthalation, etc.), esterification (methylation, etc.), or alkali solubilization.
  • Chemically modified collagen such as amidation; and insoluble collagen such as tendon collagen may be used.
  • the collagen tube is a tube composed of collagen.
  • a collagen tube having an axial orientation like the collagen tube 20 shown in FIG. 1 can be used.
  • the axial direction of the collagen tube means the stretching direction of the tube.
  • the collagen structure having orientation it means that the traveling directions of the collagen fibers constituting the collagen structure are aligned in a predetermined direction. That is, the collagen tube having an axial orientation is a collagen tube in which the traveling directions of the collagen fibers constituting the collagen tube are aligned in the axial direction.
  • a collagen tube having axial orientation can be produced by a known method.
  • the methods described in Japanese Patent No. 5669760, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-154866, and the like can be used.
  • a string-shaped (string-shaped) collagen gel having axial orientation is formed.
  • it is molded into a tube shape using a mandrel or the like to prepare a collagen gel tube.
  • the orientation of the string-shaped collagen gel is set to be in the axial direction of the tube.
  • a collagen tube having axial orientation can be obtained.
  • a method for imparting orientation to the collagen structure for example, a method of applying a strong magnetic field in the process of forming a string-shaped collagen gel, a method of spin-coating the collagen gel, and a method of spin-coating the collagen gel are used. Examples thereof include, but are not limited to, a method of mechanically (physically) stretching in a certain direction.
  • the collagen tube may be composed of a single layer or may be composed of a plurality of layers.
  • a plurality of sheet-shaped collagen gels formed so as to have orientation are laminated so that the directions of their orientations match, and the tube shape is formed by using a mandrel or the like. It can be produced by drying.
  • a commercially available collagen tube may be used.
  • Examples of commercially available collagen tubes include oriented collagen seamless tubes manufactured by Atley Co., Ltd., composite oriented collagen seamless tubes, and the like.
  • the size of the collagen tube is not particularly limited, and an appropriate size can be selected according to the application.
  • the length of the collagen tube L 20 are, for example, be a 1 ⁇ 30 mm.
  • the length L 20 of the collagen tube is, for example, preferably 2 to 20 mm, more preferably 3 to 15 mm, further preferably 4 to 10 mm, and particularly preferably 4 to 8 mm. If the length L 20 of the collagen tube is within the preferred range, it features is likely to be retained in bone augmentation for structure.
  • the inner diameter ID 20 of the collagen tube can be, for example, 0.5 to 20 mm.
  • the inner diameter ID 20 of the collagen tube is, for example, preferably 1 to 15 mm, more preferably 2 to 10 mm, further preferably 3 to 8 mm, and particularly preferably 3 to 5 mm.
  • the shape of the bone hyperplasia structure is likely to be retained, and the porosity in the collagen tube is likely to be maintained.
  • the thickness T 20 of the collagen tube can be, for example, 5 to 200 ⁇ m.
  • the thickness T 20 of the collagen tube is, for example, preferably 20 to 100 ⁇ m, more preferably 30 to 80 ⁇ m, further preferably 30 to 60 ⁇ m, and particularly preferably 30 to 50 ⁇ m.
  • the thickness T 20 of the collagen tube is within the above-mentioned preferable range, the shape of the bone hyperplasia structure is easily retained, and cells are easily taken up into the bone hyperplasia structure when transplanted into a living body.
  • the outer diameter OD 20 of the collagen tube can be, for example, 0.6 to 20 mm.
  • the outer diameter OD 20 of the collagen tube is, for example, preferably 1 to 15 mm, more preferably 2 to 10 mm, further preferably 3 to 8 mm, and particularly preferably 3 to 5 mm.
  • the outer diameter OD 20 of the collagen tube is defined by the inner diameter ID 20 and the thickness T 20.
  • the collagen sheet is a sheet composed of collagen.
  • the collagen sheet may contain a plurality of collagen strings having axial orientation.
  • the collagen sheet 10 shown in FIG. 2 has a structure in which a plurality of collagen strings 1 are arranged substantially parallel to each other on the surface of the collagen substrate 2.
  • a collagen string is a string-like (string-like) collagen structure.
  • the collagen string one having orientation in the axial direction can be used.
  • the axial direction of the collagen string means the stretching direction of the string.
  • the collagen string having an axial orientation is a collagen string in which the traveling directions of the collagen fibers constituting the collagen string are aligned in the axial direction.
  • a collagen string having axial orientation can be produced by a known method.
  • the methods described in Japanese Patent No. 569760 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-154866 can be used in the same manner as the above-mentioned collagen tube having axial orientation.
  • a collagen string having an axial orientation can be obtained by drying the string-shaped collagen gel described in the above method for producing a collagen tube having an orientation.
  • a commercially available collagen string may be used.
  • Examples of commercially available collagen strings include oriented collagen strings manufactured by Atley Co., Ltd.
  • the size of the collagen string is not particularly limited, and an appropriate size can be selected according to the application.
  • the length L 1 of the collagen string can be, for example, 1 to 30 mm.
  • the length L 1 of the collagen string is, for example, preferably 2 to 20 mm, more preferably 3 to 15 mm, further preferably 4 to 10 mm, and particularly preferably 4 to 8 mm.
  • the length L 1 of the collagen string may be longer or shorter than the length L 20 of the collagen tube, but is preferably substantially the same length as the length L 20 of the collagen tube.
  • the length L 1 of the collagen string is preferably selected according to the length L 2 of the collagen substrate described later. The length L 1 of collagen string by matching the length L 2 of the collagen substrate, when implanted into a living body, the outflow of collagen fibers is suppressed, the cells are easily incorporated and in the structure for bone augmentation ..
  • the diameter D 1 of the collagen string can be, for example, 10 to 500 ⁇ m.
  • the diameter D 1 of the collagen tube is, for example, preferably 20 to 300 ⁇ m, more preferably 30 to 200 ⁇ m, further preferably 40 to 100 ⁇ m, and particularly preferably 45 to 60 ⁇ m.
  • the diameter D 1 of the collagen string is within the above preferable range, the shape of the bone hyperplasia structure is likely to be retained, and the porosity in the collagen tube is likely to be maintained.
  • the collagen substrate is a flat collagen structure.
  • the collagen substrate may have orientation or may not have orientation.
  • the shape of the collagen substrate is not particularly limited as long as it is a flat plate.
  • Examples of the two-dimensional shape of the collagen substrate include, but are not limited to, a polygonal shape (rectangular shape, square shape, parallel quadrilateral shape, trapezoidal shape, etc.), a circular shape, and an elliptical shape.
  • the two-dimensional shape of the collagen substrate is preferably rectangular or square, and more preferably rectangular.
  • the collagen substrate 2 shown in FIG. 2 has a rectangular shape.
  • the length L 2 of the collagen substrate can be, for example, 1 to 30 mm.
  • the length L 2 of the collagen substrate is, for example, preferably 2 to 20 mm, more preferably 3 to 15 mm, further preferably 4 to 10 mm, and particularly preferably 4 to 8 mm.
  • the shape of the bone growth structure is likely to be retained.
  • the length L 2 of the collagen substrate may be longer or shorter than the length L 20 of the collagen tube, but is preferably substantially the same length as the length L 20 of the collagen tube.
  • Collagen substrate length L 2 by matching the length L 20 of the collagen tube, the form of bone augmentation structural body tends to be retained. In addition, when transplanted into a living body, the outflow of collagen fibers is suppressed, and cells are easily taken up into the bone growth structure.
  • the width W 2 of the collagen substrate can be appropriately selected according to the inner diameter of the collagen tube.
  • the width W 2 of the collagen substrate is set so that the porosity in the collagen tube can be 70 to 98%.
  • the width W 2 of the collagen substrate can be, for example, 1 to 100 mm.
  • the width W 2 of the collagen substrate is, for example, preferably 5 to 80 mm, more preferably 10 to 70 mm, further preferably 15 to 60 mm, and particularly preferably 20 to 50 mm.
  • the width W 2 of the collagen substrate is within the above-mentioned preferable range, the porosity in the collagen tube is easily maintained.
  • the thickness T 2 of the collagen substrate is not particularly limited, but can be, for example, 5 to 200 ⁇ m.
  • the thickness T 2 of the collagen substrate is, for example, preferably 20 to 100 ⁇ m, more preferably 30 to 80 ⁇ m, further preferably 30 to 60 ⁇ m, and particularly preferably 30 to 50 ⁇ m.
  • the thickness T 2 of the collagen substrate is within the above-mentioned preferable range, the shape of the bone growth structure is easily maintained, and the porosity in the collagen tube is easily maintained.
  • the collagen sheet is preferably composed of a collagen substrate and a plurality of collagen strings.
  • a plurality of collagen strings 1 may be arranged on one surface of the collagen substrate 2.
  • a part of the plurality of collagen strings may be arranged on one surface of the collagen substrate, and the remaining collagen strings may be arranged on the other surface of the collagen substrate.
  • some or all of the plurality of collagen strings may be embedded in the collagen substrate.
  • the collagen string arranged on the surface of the collagen substrate is preferably adhered to the surface of the collagen substrate.
  • the plurality of collagen strings may be arranged on the surface of the collagen substrate so that the orientation direction of the plurality of collagen strings coincides with the orientation direction of the collagen substrate.
  • the fact that the orientation directions of the plurality of collagen structures are the same means that the orientations of the plurality of collagen structures having the orientations are the same.
  • collagen sheet 10 of FIG. 2 if the direction of orientation of the orientation direction and collagen string 1 collagen substrate 2 are identical, collagen base 2 having orientation in the longitudinal direction (L 2 direction) ..
  • the collagen sheet contains a plurality of collagen strings
  • the plurality of collagen strings are arranged substantially parallel to each other so that the orientation directions of the plurality of collagen strings coincide with each other.
  • the distance between the collagen strings is not particularly limited as long as the porosity in the collagen tube is 70 to 98%.
  • the distance d between the centers of adjacent collagen strings can be 100 to 400 ⁇ m.
  • the distance d between the centers of adjacent collagen strings is preferably 150 to 350 ⁇ m, more preferably 160 to 300 ⁇ m, and even more preferably 170 to 300 ⁇ m.
  • the number of collagen strings contained in the collagen sheet is not particularly limited as long as the porosity in the collagen tube is 70 to 98%.
  • the number of collagen strings can be appropriately selected according to the width W 2 and thickness T 2 of the collagen substrate, the inner diameter ID 20 of the collagen tube, and the diameter D 1 of the collagen strings.
  • the width W 2 and the thickness T 2 of the collagen substrate are 7 mm and 0.01 mm, respectively, the inner diameter ID 20 of the collagen tube is 3 mm, and the diameter D 1 of the collagen string is 50 ⁇ m, the number of collagen strings.
  • the number of collagen strings with respect to the width W 2 of the collagen substrate depends on the thickness of the collagen substrate and the diameter of the collagen strings, but may be, for example, 1 to 5 lines / mm, and may be 2 to 3 lines / mm. good.
  • a collagen sheet composed of a collagen substrate and a collagen string can be produced by a known method.
  • a collagen sheet can be prepared by arranging a plurality of string-shaped collagen gels having axial orientation on the surface of a collagen substrate and drying the gel.
  • the collagen sheet does not contain a collagen string, the collagen sheet is composed only of a collagen substrate.
  • the collagen sheet is housed in a collagen tube.
  • the collagen tube and the collagen sheet have orientation, it is preferable that the collagen sheet is housed in the collagen tube so that the orientation direction of the collagen sheet coincides with the orientation direction of the collagen tube.
  • the collagen sheet contains a plurality of collagen strings, it is preferable that the orientation direction of the plurality of collagen strings and the orientation direction of the collagen tube are the same.
  • the collagen sheet 10 forms a winding body 11 and is housed in the collagen tube 20.
  • the length of the wound body 11 L 11 corresponds to the length L 2 of the collagen substrate 2.
  • the collagen sheet preferably forms a wound body and is housed in a collagen tube.
  • the collagen sheet is wound in a direction parallel to the orientation direction of the collagen string. That is, in the windings of the collagen sheet, the axial direction of the wound body (L 11 direction in FIG.
  • the wound body of the collagen sheet is preferably housed so that the axial direction of the wound body 11 coincides with the axial direction of the collagen tube 20.
  • the collagen sheet 10 can be housed in the collagen tube 20 so that the orientation direction of the plurality of collagen strings 1 and the orientation direction of the collagen tube 20 coincide with each other.
  • FIG. 4A is a perspective view of the bone hyperplasia structure 200, which is an example of the bone hyperplasia structure of the present embodiment.
  • FIG. 4B is a top view of the bone growth structure 200.
  • the collagen tube 10a and the collagen tube 10b are tube-shaped collagen structures.
  • the collagen tube 20 is a first collagen tube that forms the outer shell of the bone growth structure.
  • the collagen tube 10a and the collagen tube 10b are second collagen tubes housed in the first collagen tube 20.
  • the same collagen tube 20 as in the first embodiment can be used.
  • the collagen tube 10a and the collagen tube 10b are collagen tubes having an outer diameter and an inner diameter smaller than those of the collagen tube 20.
  • the collagen tube 10b is a collagen tube having an outer diameter and an inner diameter smaller than those of the collagen tube 10a.
  • five collagen tubes 10a are arranged in a cross shape.
  • One collagen tube 10b is arranged between the adjacent collagen tubes 10a close to the inner circumference of the collagen tube 20. Therefore, four collagen tubes 10a and four collagen tubes 10b are alternately arranged along the inner circumference of the collagen tube 20.
  • the length L 10a of the collagen tube 10a and the length L 10b of the collagen tube 10b are substantially the same length as the length L 20 of the collagen tube 20.
  • the outer diameter OD 10a of the collagen tube 10a can be appropriately selected according to the inner diameter ID 20 of the collagen tube 20 and the number of collagen tubes 10a housed in the collagen tube 20. In the bone growth structure 200, three collagen tubes 10a are housed in the radial direction of the collagen tube 20. Therefore, the outer diameter OD 10a of the collagen tube 10a is 1/3 or less of the inner diameter ID 20 of the collagen tube 20. In this case, it is preferable that the outer diameter OD 10a of the collagen tube 10a is substantially equivalent to 1/3 of the inner diameter ID 20 of the collagen tube 20.
  • Outer diameter OD 10a of collagen tubes 10a for example, can be set to 0.2 ⁇ 7 mm.
  • the outer diameter OD 20 of the collagen tube is, for example, preferably 0.3 to 5 mm, more preferably 0.7 to 3 mm, further preferably 1 to 3 mm, and particularly preferably 1 to 2 mm.
  • the thickness T 10a collagen tube 10a can be set to 5 ⁇ 200 [mu] m.
  • the thickness T 10a of the collagen tube is, for example, preferably 20 to 100 ⁇ m, more preferably 30 to 80 ⁇ m, further preferably 30 to 60 ⁇ m, and particularly preferably 30 to 50 ⁇ m.
  • the inner diameter ID 10a of the collagen tube 10a can be, for example, 0.2 to 7 mm.
  • the inner diameter ID 10a of the collagen tube 10a is, for example, preferably 0.3 to 5 mm, more preferably 0.7 to 3 mm, further preferably 1 to 3 mm, and particularly preferably 1 to 2 mm.
  • the inner diameter ID 20 of the collagen tube 10a is defined by the outer diameter OD 10a and the thickness T 10a of the collagen tube 10a.
  • the outer diameter OD 10b of the collagen tube 10b is the inner diameter ID 20 of the collagen tube 20, the outer diameter OD 10a and the number of the collagen tube 10a housed in the collagen tube 20, and the collagen tube 10b housed in the collagen tube 20. It can be appropriately selected according to the number.
  • the outer diameter OD 10b of collagen tube 10b may be a 1 / 4-1 3/4 about the outer diameter OD 10a of collagen tubes 10a, the outer diameter OD 10a of collagen tubes 10a 1/3 ⁇ 2 / 3 is preferable.
  • the outer diameter OD 10b of the collagen tube 10b can be, for example, about 10a of the outer diameter OD 10a of the collagen tube 10a.
  • Outer diameter OD 10b of collagen tube 10b can be set to 0.1 ⁇ 5 mm.
  • the outer diameter OD 20 of the collagen tube is, for example, preferably 0.2 to 3 mm, more preferably 0.3 to 2 mm, further preferably 0.5 to 1 mm, and particularly preferably 0.5 to 0.8 mm.
  • the thickness T 10b of collagen tube 10b can be set to 5 ⁇ 200 [mu] m.
  • the thickness T 10b of the collagen tube is, for example, preferably 20 to 100 ⁇ m, more preferably 30 to 80 ⁇ m, further preferably 30 to 60 ⁇ m, and particularly preferably 30 to 50 ⁇ m.
  • the inner diameter ID 10b of the collagen tube 10b can be, for example, 0.1 to 5 mm.
  • the inner diameter ID 10b of the collagen tube is, for example, preferably 0.2 to 3 mm, more preferably 0.3 to 2 mm, further preferably 0.5 to 1 mm, and particularly preferably 0.5 to 0.8 mm.
  • the inner diameter ID 10b of the collagen tube 10b is defined by the outer diameter OD 10b and the thickness T 10b of the collagen tube 10b.
  • the collagen tube 10a is preferably oriented in the axial direction.
  • the collagen tube 10b preferably has axial orientation.
  • the axial directions of the collagen tube 10a and the collagen tube 10b are aligned with the axial direction of the collagen tube 20, and the collagen tube 10a and It is preferable to house the collagen tube 10b in the collagen tube 20.
  • the orientation direction of the collagen tube 10a and the collagen tube 10b can be matched with the orientation direction of the collagen tube 20.
  • the collagen tube 10a and the collagen tube 10b may each contain a collagen string.
  • the number of collagen strings contained in the collagen tube 10a is not particularly limited as long as the porosity in the collagen tube 20 is 70 to 98%.
  • the number of collagen strings contained in the collagen tube 10b is not particularly limited as long as the porosity in the collagen tube 20 is 70 to 98%.
  • the collagen tube 10a when the outer diameter of the collagen tube 10a is 1 mm, the collagen tube 10a can contain 4 to 6 collagen strings.
  • the collagen tube 10b can contain 2 to 4 collagen strings.
  • the orientation direction of the collagen tube and the collagen tube 10b and the orientation direction of the collagen string coincide with each other.
  • the collagen string is preferably arranged in the collagen tube 10a so that the axial direction of the collagen string coincides with the axial direction of the collagen tube 10a.
  • the collagen string is preferably arranged in the collagen tube 10b so that the axial direction of the collagen string coincides with the axial direction of the collagen tube 10b.
  • the method of arranging the collagen string with respect to the collagen tube 10a or the collagen tube 10b can be the same as that of the collagen sheet of the first embodiment.
  • the collagen tube 10a and the collagen tube 10b may be formed by molding the collagen sheet of the first embodiment into a tube shape.
  • the second collagen tubes housed in the first collagen tube may all have the same size.
  • the second collagen tube housed in the first collagen tube may be composed of three or more types of collagen tubes having different outer diameters.
  • a second collagen tube may be housed in the first collagen tube, and a third collagen tube may be housed in the second collagen tube.
  • the number of the second collagen tubes housed in the first collagen tube may be one or a plurality, but a plurality is preferable.
  • the number of second collagen tubes can be, for example, 2 to 20, 3 to 15, or 5 to 12.
  • the structure for bone growth of the present embodiment has a porosity of 70 to 98% in the collagen tube (first collagen tube).
  • the porosity is preferably 75 to 98%, preferably 80 to 98%, more preferably 85 to 97%, and particularly preferably 90 to 95%.
  • the volume V 20 in the collagen tube can be calculated by the following formula (2).
  • V 20 (1/2 x ID 20 ) 2 ⁇ x L 20 (2)
  • ID 20 Inner diameter of collagen tube
  • L 20 Length of collagen tube
  • V 10 collagen structure is calculated by the following equation (5) be able to.
  • V 10 [(1 / 2 ⁇ D 1a1 ) 2 ⁇ ⁇ L 1a1 ⁇ n 1a1 + ⁇ (1/2 ⁇ OD 10a1 ) 2 ⁇ - (1/2 ⁇ ID 10a1 ) 2 ⁇ ⁇ L 10a1 ] ⁇ m 10a1 + ...
  • D 1a1 Diameter of collagen string contained in collagen structure a1 L 1a1 : Length of collagen string contained in collagen structure a1 n 1a1 : Number of collagen strings contained in one collagen structure a1 OD 10a1 : Tube Outer diameter of the shaped collagen structure a1 ID 10a1 : Inner diameter of the tube-shaped collagen structure a1 L 10a1 : Length of the tube-shaped collagen structure a1 m 1a1 : Number of tube-shaped collagen structures a1 D 1ai : Collagen Diameter of collagen string contained in structure ai L 1ai : Length of collagen string contained in collagen structure ai n 1ai : Number
  • the tube-shaped collagen structure may be regarded as a sheet shape in which the tube is cut open in the axial direction, and the volume V 10 of the collagen structure may be calculated.
  • the volume V 10 of the collagen structure can be calculated by the following formula (6).
  • V 10 ⁇ (1 / 2 ⁇ D 1a1 ) 2 ⁇ ⁇ L 1a1 ⁇ n 1a1 + OD 10a1 ⁇ L 10a1 ⁇ T 10a1 ⁇ ⁇ m 10a1 + ⁇ ⁇ ⁇ + ⁇ (1 / 2 ⁇ D 1ai ) 2 ⁇ ⁇ L 1ai ⁇ n 1ai + OD 10ai ⁇ L 10ai ⁇ T 10ai ⁇ ⁇ m 10ai (6)
  • D 1a1 Diameter of collagen string contained in collagen structure a1 L 1a1 : Length of collagen string contained in collagen structure a1 n 1a1 : Number of collagen strings contained in one collagen structure a1 OD 10a1 : Tube Outer diameter of the shaped collagen structure a1 L 10a1 : Length of the tube-shaped collagen structure a1 T 10a1 : Thickness of the tube-shaped collagen structure a1 m 1a1 : Number of tube-shaped collagen
  • the bone growth structure of the present embodiment can be used to grow bone at a desired position in the living body.
  • the organism to which the bone-growing structure of the present embodiment is applied is not particularly limited as long as it is an organism having bone, and it is preferable to apply it to vertebrates.
  • mammals are preferable, and for example, humans or mammals other than humans can be preferably used.
  • Mammals other than humans are not particularly limited, but include primates (monkeys, chimpanzees, gorillas, etc.), rodents (mouses, hamsters, rats, etc.), rabbits, dogs, cats, cows, goats, sheep, horses, etc. Can be mentioned.
  • the application site of the bone growth structure of the present embodiment is not particularly limited, and can be applied to a desired site where bone growth is required.
  • sites that require bone growth include alveolar bone.
  • Implant treatment requires alveolar bone with sufficient bone mass to place the implant in the alveolar bone. Therefore, if the alveolar bone is lost due to periodontal disease or the like, implant treatment becomes difficult. In such a case, the alveolar bone can be grown by using the bone growth structure of the present embodiment.
  • the bone augmentation structure of the present embodiment is formed by, for example, forming an embedding hole in the bone at the site where the bone augmentation is to be performed and embedding the bone augmentation structure of the present embodiment in the embedding hole. Can be regenerated.
  • the implantation hole is preferably formed so as to reach the bone marrow, for example, as shown in the lower figure of FIG. As a result, when the bone growth structure is implanted in the implantation hole, the bone growth structure comes into contact with the cerebrospinal fluid, and the bone marrow fluid is absorbed into the structure.
  • the bone growth structure is preferably embedded in the implantation hole so as to protrude from the residual bone margin.
  • the height protruding from the residual bone margin is not particularly limited, and can be set according to the height at which bone hyperplasia is required.
  • the bone growth structure may be embedded in a dry state, or may be embedded after being immersed in an appropriate buffer solution or the like to bring it into a wet state.
  • bone marrow fluid is taken into the implanted bone growth structure.
  • Bone growth is induced in the bone growth structure and in the periphery of the bone growth structure by inducing the differentiation of mesenchymal stem cells contained in bone marrow fluid into bone cells.
  • the bone augmentation structure is absorbed into the bone tissue. Therefore, after implanting the bone growth structure, it is only necessary to perform timely follow-up.
  • the bone growth structure of the present embodiment is composed of a collagen tube and a collagen structure housed in the collagen tube.
  • a capillary phenomenon acts in the collagen tube, and the absorption of the bone marrow fluid into the bone growth structure is promoted.
  • the porosity in the collagen tube is 70 to 98%, there is a sufficient space for holding the cerebrospinal fluid, and bone regeneration is promoted.
  • the orientation direction of the collagen structure contained in the collagen tube matches the orientation direction of the collagen tube, the movement of bone marrow fluid in the orientation direction is further promoted. This further promotes axial bone growth of the collagen tube.
  • the resistance to pressure from the surrounding mucosa increases when the bone growth structure is embedded in the bone, and the shape retention is improved.
  • the collagen structure contained in the collagen tube has a tube shape
  • the resistance to pressure from the surrounding mucosa increases when the bone growth structure is embedded in the bone, and the shape retention is improved.
  • the number and size of the tube-shaped collagen structures it is possible to control the variation in the porosity in the collagen tube. Further, by using two or more types of tube-shaped collagen structures having different outer diameters in combination, it becomes easier to control the variation in the porosity in the collagen tube.
  • the structure for bone growth of the present embodiment has high shape retention, and the shape can be retained even when transplanted into a living body.
  • the shape retention force becomes a resistance force against the invasion of the mucous membrane in the living body. Therefore, it is possible to prevent invasion of the mucous membrane that heals at an earlier stage than bone regeneration, and to maintain a space for bone growth.
  • the bone growth structure of the present embodiment has high cell adhesion and can retain many cells inside the structure. Therefore, it is possible to induce the differentiation of many cells in the bone hyperplasia structure, and the bone hyperplasia is promoted.
  • the bone hyperplasia structure of the present embodiment improves the ALP activity of cells in the bone hyperplasia structure.
  • ALP activity is a marker of mesenchymal stem cell to osteoblast differentiation.
  • High ALP activity means that induction of differentiation into osteoblasts is promoted.
  • the bone growth structure of the present embodiment can grow bone above the existing bone when embedded in the bone. Therefore, it is possible to effectively increase the bone mass even in a patient in which the bone mass of the existing bone is reduced.
  • the bone growth structure of the present embodiment can easily and stably perform bone growth simply by implanting it in the bone at a desired site where bone growth is required. Therefore, it can be suitably used as a dental material for dental treatment such as implant treatment.
  • the bone growth structure of the present embodiment can be particularly suitably used for alveolar bone growth.
  • the structure for bone growth of the present embodiment can perform bone growth at a bone density in a state suitable for implant treatment.
  • Bone density can be classified into the following Type I to Type IV (see FIG. 5).
  • Bone densities suitable for implant treatment are Type II and Type III.
  • Type I the bone tissue is strongly destroyed during the implant procedure (thermal destruction of the periporeal tissue), and the bone bond of the implant is poor.
  • Type IV it is difficult to obtain initial fixation at the time of implant placement, so that the bone connection of the implant is poor.
  • the bone growth structure of the present embodiment can grow bone in a state of bone density of Type II or Type III.
  • Type I (Dense Bone) Thick cortical bone and dense cancellous bone.
  • Type II, III moderately thick cortical bone and dense to moderate cancellous bone.
  • Type IV Thin cortical bone and low density cancellous bone.
  • the present invention provides a bone growth method comprising the step of implanting the bone growth structure of the above embodiment in bone.
  • the present invention provides a method for alveolar bone growth, which comprises a step of implanting the bone growth structure of the above embodiment in the alveolar bone.
  • the present invention includes an implant, including a step of implanting the bone augmentation structure of the embodiment into bone to grow bone, and a step of implanting an implant into the bone augmentation site.
  • the present invention comprises a step of implanting the bone augmentation structure of the embodiment into the alveolar bone to grow the bone, and a step of implanting an implant into the alveolar bone site where the bone has been augmented.
  • implant placement methods including.
  • Structure 1 A structure in which collagen sheets (length 7 mm, width 10 mm, thickness 0.01 mm) (manufactured by Atley Co., Ltd.) are laminated and molded into a cube having a thickness of 7 mm and a diameter of 10 mm.
  • a collagen sheet containing 20 collagen strings having a diameter of 50 ⁇ m and having axial orientation was used.
  • the 20 collagen strings were arranged substantially parallel to each other at intervals such that the distance between the centers of the adjacent collagen strings was about 285 ⁇ m.
  • the porosity of the structure was 92%.
  • Structure 2 Terumo plug (size SS; diameter 8 mm, length 15 mm) (manufactured by Terumo Corporation).
  • Structure 3 A structure was prepared in the same manner as the structure 1 except that a collagen sheet containing 30 collagen strings was used. In the collagen sheet, the 30 collagen strings were arranged at intervals such that the distance between the centers of the adjacent collagen strings was about 177 ⁇ m. The porosity of the structure was 88%.
  • FIG. 6 1 to 3 indicate structures 1 to 3, respectively.
  • ⁇ MEM medium was absorbed into the structure over time.
  • the shape was retained even after 24 hours.
  • the structure 2 the shape could not be held after 24 hours, and the structure 2 had fallen. From this result, it was confirmed that the structure 1 and the structure 3 are superior in the shape retention property as compared with the structure 2.
  • the structure 1 had a higher absorption rate of the ⁇ MEM medium than the structure 3. It was considered that this was because the porosity of the structure 1 was larger.
  • Example 1 A collagen sheet (length 7 mm, width 20 mm, thickness 0.01 mm) (manufactured by Atley Co., Ltd.) is wound around a collagen tube (inner diameter 3 mm, length 7 mm, thickness 40 ⁇ m) (orientation) having axial orientation.
  • a structure for bone growth was prepared by accommodating it in a collagen seamless tube (manufactured by Atley Co., Ltd.).
  • the collagen sheet used was one containing about 60 collagen strings having a diameter of 50 ⁇ m and having axial orientation. In the collagen sheet, about 60 collagen strings were arranged substantially parallel to each other at intervals such that the distance between the centers of adjacent collagen strings was about 285 ⁇ m.
  • the porosity in the collagen tube of the bone growth structure was 95%.
  • the prepared bone growth structure is shown in FIG.
  • the structure for bone growth of Example 1 has the same porosity as that of the above structure 1, but since the outer shell is covered with a collagen tube, it is considered that the shape retention is improved as compared with the structure 1. ..
  • Cell preparation As cells, rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells collected from 8-week-old male Sprague-Dawley rats were used. By the 4th day after cell collection, only the cells adhering to the 100 mm cell culture dish were isolated and passaged. Cells up to day 7 of culture were used in the test. The cell concentration to be seeded in the cell culture dish was 3 ⁇ 10 4 cells / cm 2 . As the medium, ⁇ MEM was used. The culture temperature was 37 ° C.
  • Example 1 The results are shown in Fig. 7.
  • the number of adherent cells in Example 1 was about twice the number of adherent cells in Comparative Example 1. From this result, it was confirmed that the bone growth structure of Example 1 had excellent cell adhesion.
  • the increase in the number of adherent cells indicates that the number of cells retained in the bone growth structure is large, which is advantageous for bone growth.
  • the presence of many cells in the bone growth structure is advantageous for cell proliferation after cell adhesion, and as a result, is advantageous for bone regeneration after cell differentiation.
  • ALP alkaline phosphatase activity
  • Cells were prepared in the same manner as in [Evaluation of cell adhesion]. 1 mL of the cell culture solution was placed in a 20 mm cell culture dish (12-well plate), the bone growth structures of Example 1 and Comparative Example 1 were placed, and the cells were cultured at 37 ° C. Five and ten days after the bone growth structure was placed, ALP-positive cells were stained with 0.9 mM naphthol AS-MX and 1.8 mM fast red TR. In addition, the bone growth structure was traversed in the middle of the cylinder, and the stained area in the vertical cross section was measured. Furthermore, ALP activity was quantified using p-nitrophenyl-phospate (LabAssay ATP, Wako Pure Chemicals).
  • Example 1 The results are shown in Fig. 8.
  • the ALP activity in Example 1 was higher than the ALP activity in Comparative Example 1. From this result, it was confirmed that the structure for bone growth of Example 1 has an effect of improving ALP activity.
  • ALP activity is a marker that confirms the differentiation of mesenchymal stem cells into osteoblasts.
  • High ALP activity is considered to be a state in which cells in the structure for bone hyperplasia are induced to differentiate into osteoblasts, which is advantageous for bone hyperplasia.
  • a bone defect having a diameter of 4 mm and a depth of 2 mm was prepared in the rat femur, and the bone augmentation structures of Example 1 and Comparative Example 1 were embedded in the defect site.
  • a 2 mm deep bone defect penetrates the cortical bone and reaches the bone marrow.
  • the bone growth structure reaches the bone marrow, absorbs bone marrow fluid and blood, and swells.
  • the bone augmentation structure was implanted in the femur so as to project 2 mm vertically from the residual bone margin (see FIG. 9).
  • the femur at the implantation site was collected and visually observed.
  • a section of the femur was prepared and observed by Villanauva Goldner (VG) staining.
  • FIG. 10A is a femur in which the bone augmentation structure of Example 1 is embedded.
  • FIG. 10B is a femur in which the bone augmentation structure of Comparative Example 1 is embedded.
  • the bone augmentation structure of Example 1 was embedded, bone was found above the existing bone.
  • the bone formed on the upper part of the existing bone was completely ossified.
  • no bone formation above the existing bone was observed. From this result, it was confirmed that the bone growth structure of Example 1 can grow bone at a higher level than the existing bone by a simple treatment.
  • Collagen tube A with axial orientation including 4 to 5 collagen strings with outer diameter 1 mm, length 7 mm, thickness 50 ⁇ m, diameter 50 ⁇ m) (manufactured by Atley Co., Ltd.), and axial orientation Collagen tube B (including two collagen strings having an outer diameter of 0.5 mm, a length of 7 mm, a thickness of 40 ⁇ m, and a diameter of 50 ⁇ m) (manufactured by Atley Co., Ltd.) was prepared.
  • a structure for bone growth was produced by accommodating it in a seamless tube (manufactured by Atley Co., Ltd.).
  • the porosity in the collagen tube of the bone hyperplasia structure calculated by the above formula (5) was 84%.
  • Comparative Example 2 A Terumo plug (size SS; diameter 8 mm, length 15 mm) (manufactured by Terumo Corporation) similar to that of Comparative Example 1 was used as a bone hyperplasia structure.
  • FIG. 11A is a photograph of a rat femur taken 2 months after implanting the bone augmentation structure.
  • the upper femur is the one in which the bone augmentation structure of Example 2 is embedded
  • the lower femur is the one in which the bone augmentation structure of Comparative Example 2 is embedded.
  • the cross-sectional shape of these rat femurs was regarded as an ellipse, and the major axis and the minor axis were measured (see FIG. 11B).
  • FIGS. 12A and 12B The results are shown in FIGS. 12A and 12B.
  • FIG. 12A is the measurement result of the major axis
  • FIG. 12B is the measurement result of the minor axis. It was confirmed that both the major axis and the minor axis were increased in the one in which the bone hyperplasia structure of Example 2 was embedded as compared with the one in which the bone hyperplasia structure of Comparative Example 2 was embedded. rice field.
  • FIG. 13 is a CT image of a rat femur taken 2 months after implanting the bone augmentation structure.
  • the bone augmentation structure of Example 2 was implanted, it was confirmed that the bone was extended in the insertion direction of the bone augmentation structure. It was also confirmed that cancellous bone was proliferated in the bone marrow. From this result, it was presumed that the bone quality was also good.
  • the bone growth structure of Comparative Example 2 was implanted, healing of the implantation site was confirmed, but no increase in bone mass was observed.
  • FIG. 14 is a CT image of a cross section of a rat femur taken 2 months after implanting the bone augmentation structure.
  • the bone growth structure of Example 2 was embedded, the shape of the bone growth structure before replacement with bone was confirmed.
  • a cancellous bone-like opaque image was observed from the insertion site of the bone augmentation structure to the center of the femur.
  • the cortical bone was also thickened. From these observations, it was considered that the bone density of the implanted structure for bone growth of Example 2 was close to medium (Type II or Type III).
  • the bone hyperplasia structure of Comparative Example 2 was implanted, healing of the insertion site of the bone hyperplasia structure was confirmed.
  • a structure for bone growth that can easily and stably grow bone.
  • Collagen string 2 Collagen base 10 Collagen sheet (sheet-shaped collagen structure) 10a, 10b Collagen tube (tube-shaped collagen structure) 11 Winder 20 Collagen tube 100,200 Bone growth structure

Abstract

コラーゲンチューブと、前記コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体と、を含み、前記コラーゲンチューブ内の空隙率が、７０～９８％である、骨増生用構造体。

Description

骨増生用構造体
　本発明は、骨増生用構造体に関する。
　本願は、２０２０年４月１７日に、日本に出願された特願２０２０－０７４３２２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　インプラント治療は、補綴治療方法の一種であり、多くの臨床の場で用いられるようになっている。インプラント治療の利点は、咬合力が向上する点、臨在歯への処置が不必要である点、可撤式の義歯ではなく固定式の補綴治療が可能である点、義歯の維持及び安定性が向上する点等、多岐に渡っている。一方、インプラント治療には、インプラント体の埋入可能な骨量が必要であり、骨量及び骨質による影響が大きい。
　歯周病等で歯槽骨を喪失している場合は、顎骨等から骨を採取して移植する自家移植を行うか、又はβ－ＴＣＰ等の人工骨を用いて、インプラントを埋入部位の骨を構築する必要がある。自家移植は、骨誘導能が高く、抗原性が低いが、骨を採取するため、患者への外科的侵襲性が大きく、適用範囲が限られる。人工骨は、自家移植に比べて、感染抵抗性がやや劣る傾向がある。また、人工骨は、顆粒状であることが多いため、成形性に乏しく、メンブレン等の併用が必要である。さらに、自家移植及び人工骨ともに、十分な骨量を増生するまでに時間を要し、時間をかけても十分な骨量を増生できない場合がある。
　コラーゲンは、組織工学において細胞の担体として最も汎用されている生体材料の１つである。例えば、特許文献１には、配向されたコラーゲンゲルを、組織再生用に用いることが記載されている。
特許第５６６９７６０号公報
　インプラント治療等の骨量が求められる医療技術では、簡便且つ安定的に骨を増生することができる、骨の増生方法が必要とされている。
　そこで、本発明は、簡便且つ安定的に骨を増生することができる、骨増生用構造体を提供することを目的とする。
　本発明は以下の態様を含む。
［１］コラーゲンチューブと、前記コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体と、を含み、前記コラーゲンチューブ内の空隙率が、７０～９８％である、骨増生用構造体。
［２］前記コラーゲンチューブが、前記コラーゲンチューブの軸方向に配向性を有する、［１］に記載の骨増生用構造体。
［３］前記コラーゲン構造体が配向性を有し、前記コラーゲン構造体の配向性の方向が、前記コラーゲンチューブの配向性の方向と一致するように、前記コラーゲン構造体が前記コラーゲンチューブ内に収容されている、［２］に記載の骨増生用構造体。
［４］前記コラーゲン構造体が、軸方向に配向性を有する複数のコラーゲンストリングを含み、前記複数のコラーゲンストリングの配向性の方向と、前記コラーゲンチューブの配向性の方向とが一致している、［３］に記載の骨増生用構造体。
［５］前記コラーゲン構造体において、前記複数のコラーゲンストリングは、隣接する前記コラーゲンストリングの中心間の距離が１００～４００μｍであるように配置されている、［４］に記載の骨増生用構造体。
［６］前記コラーゲン構造体がシート形状のコラーゲン構造体である、［１］～［５］のいずれか１つに記載の骨増生用構造体。
［７］前記シート形状のコラーゲン構造体が、巻回体を形成して、前記コラーゲンチューブ内に収容されている、［６］に記載の骨増生用構造体。
［８］前記コラーゲン構造体がチューブ形状のコラーゲン構造体である、［１］～［５］のいずれか１つに記載の骨増生用構造体。
［９］前記コラーゲンチューブに、複数個の前記チューブ形状のコラーゲン構造体が収容されている、［８］に記載の骨増生用構造体。
［１０］前記複数個のチューブ形状のコラーゲン構造体が、外径が相互に異なる２種以上のチューブ形状のコラーゲン構造体から構成される、［９］に記載の骨増生用構造体。
［１１］歯科用材料である、［１］～［９］のいずれか１つに記載の骨増生用構造体。
［１２］歯槽骨増生用である、［１０］に記載の骨増生用構造体。
　本発明によれば、簡便且つ安定的に骨を増生することができる、骨増生用構造体が提供される。
本発明の一実施形態に係る骨増生用構造体の構成例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る骨増生用構造体の構成例を説明する図である。 骨増生用構造体の一例を示す写真である。 本発明の一実施形態に係る骨増生用構造体の構成例を説明する斜視図である。 図４Ａの骨増生用構造体の上面図である。 Ｔｙｐｅ　Ｉ～Ｔｙｐｅ　ＩＶの骨密度の状態を示す模式図である。 実施例１で作製した骨増生用構造体の形体保持性を評価した結果を示す。 実施例１で作製した骨増生用構造体の細胞接着性を評価した結果を示す。 実施例１で作製した骨増生用構造体のＡＬＰ活性を評価した結果を示す。 ラット大腿骨への埋入試験における骨増生用構造体の埋入状態を示す。 実施例１で作製した骨増生用構造体を用いて、ラット大腿骨への埋入試験を行った結果を示す。 比較例１で作製した骨増生用構造体を用いて、ラット大腿骨への埋入試験を行った結果を示す。 実施例２で作製した骨増生用構造体を用いて、ラット大腿骨への埋入試験を行った結果を示す。埋入試験後のラット大腿骨の写真である。 埋入試験を行ったラット大腿骨において、骨増生の評価指標として測定した長径及び短径を説明する図である。 実施例２で作製した骨増生用構造体を用いた埋入試験後に、ラット大腿骨の長径を測定した結果を示す。 実施例２で作製した骨増生用構造体を用いた埋入試験後に、ラット大腿骨の短径を測定した結果を示す。 実施例２で作製した骨増生用構造体を用いた埋入試験後の、ラット大腿骨のＣＴ画像である。 実施例２で作製した骨増生用構造体を用いた埋入試験後の、ラット大腿骨の断面ＣＴ画像である。
　以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。図面中、同一又は相当部分には同一又は対応する符号を付し、重複する説明は省略する。各図における寸法比は、説明のため誇張している部分があり、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。
　特段の記載がない限り、骨増生用構造体、コラーゲンシート、コラーゲンチューブ、及びコラーゲンストリング等の長さ、幅、及び距離等は、これらのコラーゲン構造体が乾燥状態にあるときのものを示す。
　「コラーゲン構造体」とは、コラーゲンから構成される構造体を意味する。コラーゲン構造体の形状は、特に限定されない。
　コラーゲンチューブは、チューブ形状のコラーゲン構造体である。チューブ形状とは、中空な円筒の形状であって、円筒の両端部が開放されている形状を指す。チューブ形状の軸方向の長さは、特に限定されない。チューブ形状の外径及び内径のサイズは、特に限定されない。
　コラーゲンシートは、シート形状のコラーゲン構造体である。シート形状とは、平板な形状を指す。シート形状の２次元形状は、特に限定されない。シート形状は、表面に凹凸を有していてもよい。
［骨増生用構造体］
　一実施形態において、本発明は、骨増生用構造体を提供する。本実施形態の骨増生用構造体は、コラーゲンチューブと、前記コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体と、を含む。前記コラーゲンチューブ内の空隙率は、７０～９８％である。
≪第１実施形態≫
　第１実施形態の骨増生用構造体の構成例について、図１及び図２を参照して説明する。
　図１に示す骨増生用構造体１００では、コラーゲンシート１０の巻回体１１が、コラーゲンチューブ２０内に収容されている。コラーゲンシート１０は、シート形状のコラーゲン構造体である。図２に示すように、コラーゲンシート１０は、複数のコラーゲンストリング１を含んでいる。コラーゲンシート１０の巻回体１１は、コラーゲンストリング１の配向性の方向とコラーゲンチューブ２０の配向性の方向とが一致するように、コラーゲンチューブ２０内に収容されている。図３は、骨増生用構造体の具体例の写真を示す。図３の写真には、合計１２個の骨増生用構造体が写っている。
　コラーゲンは、タンパク質の１種であり、皮膚、筋肉、内蔵、骨など体内のあらゆる組織に含まれる。コラーゲンは、他のタンパク質とは異なり、細胞と細胞との隙間、つまり細胞の外側に存在する。コラーゲンは、細胞の外側に繊維及び膜などの構造体を形成している。コラーゲンは、そのほとんどが水に溶けずに存在している。コラーゲンは、生体内において、細胞と細胞とをくっつけるのりのような役割を果たすとともに、細胞を正しい位置に配列させる仕切りのような役割を果たしていると考えられる。コラーゲンは、細胞マトリックスの一種である。
　本実施形態の骨増生用構造体に用いるコラーゲンは、特に限定されない。コラーゲンは、いかなる生物種、及び組織に由来するものであってもよい。コラーゲンは、例えば、ラット尾、豚皮、牛皮、ダチョウ、魚などの動物等から抽出したものを使用できる。例えば、哺乳動物（例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ウサギ、ネズミ等）又は鳥類（例えば、ニワトリ等）の皮膚、骨、軟骨、腱又はその他の臓器等から得られるコラーゲンを使用してもよい。また、魚類（例えば、タラ、ヒラメ、カレイ、サケ、マス、マグロ、サバ、タイ、イワシ、サメ等）の皮、骨、軟骨、ひれ、うろこ又はその他の臓器等から得られるコラーゲン様タンパク質を使用してもよい。コラーゲンの抽出方法は、特に限定されず、公知の抽出方法で抽出されたものを特に制限なく使用することができる。コラーゲンは、遺伝子組み替え技術によって得られたものであってもよい。また、抗原性を抑えるために酵素処理したアテロコラーゲンを用いてもよい。また、酸可溶性コラーゲン、塩可溶性コラーゲン、又は酵素可溶化コラーゲン（アテロコラーゲン）等の未修飾可溶性コラーゲン；アシル化（サクシニル化、フタル化等）、エステル化（メチル化等）、又はアルカリ可溶化による脱アミド化等の化学修飾コラーゲン；及びテンドンコラーゲン等の不溶性のコラーゲンを用いてもよい。
（コラーゲンチューブ）
　コラーゲンチューブは、コラーゲンで構成されるチューブである。コラーゲンチューブは、図１に示すコラーゲンチューブ２０のように、軸方向に配向性を有するものを用いることができる。コラーゲンチューブの軸方向とは、チューブの延伸方向を意味する。コラーゲン構造体が配向性を有するとは、当該コラーゲン構造体を構成するコラーゲン繊維の走行方向が所定の方向に揃っていることを意味する。すなわち、軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブとは、当該コラーゲンチューブを構成するコラーゲン繊維の走行方向が、軸方向に揃っているコラーゲンチューブである。
　軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブは、公知の方法により作製することができる。例えば、特許第５６６９７６０号公報、及び特開２０１６－１５４８６６号公報等に記載の方法を用いることができる。例えば、コラーゲン溶液をゲル化する過程で一定方向の流れを与えることにより、軸方向に配向性を有するストリング状（紐状）コラーゲンゲルを形成する。次いで、前記ストリング状コラーゲンゲルの配向性を揃えてシート形状に配列した後、心棒等を用いてチューブ形状に成形し、コラーゲンゲルチューブを作製する。このとき、前記ストリング状コラーゲンゲルの配向性が、チューブの軸方向となるようにする。前記コラーゲンゲルチューブを乾燥させることにより、軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブを得ることができる。前記方法に加えて、コラーゲン構造体に配向性を付与する方法としては、例えば、ストリング状コラーゲンゲルが形成される過程において強力な磁場を印加する方法、コラーゲンゲルをスピンコートする方法、コラーゲンゲルを一定方向にメカニカルに（物理的に）延伸する方法等が挙げられるが、これらに限定されない。
　コラーゲンチューブは、単層からなるものであってもよく、複数層からなるものであってもよい。複数層のコラーゲンチューブは、配向性を有するように形成された複数枚のシート形状コラーゲンゲルを、それらの配向性の方向が一致するように積層し、心棒等を用いてチューブ形状に成形し、乾燥することにより作製することができる。
　コラーゲンチューブは、市販のものを用いてもよい。市販のコラーゲンチューブとしては、例えば、株式会社アトリー製の配向性コラーゲンシームレスチューブ、及び複合型配向性コラーゲンシームレスチューブ等が挙げられる。
　コラーゲンチューブのサイズは、特に限定されず、用途に応じて適切なサイズを選択することができる。コラーゲンチューブの長さＬ２０は、例えば、１～３０ｍｍとすることができる。コラーゲンチューブの長さＬ２０は、例えば、２～２０ｍｍが好ましく、３～１５ｍｍがより好ましく、４～１０ｍｍがさらに好ましく、４～８ｍｍが特に好ましい。コラーゲンチューブの長さＬ２０が前記好ましい範囲内であると、骨増生用構造体の形体が保持されやすい。
　コラーゲンチューブの内径ＩＤ２０は、例えば、０．５～２０ｍｍとすることができる。コラーゲンチューブの内径ＩＤ２０は、例えば、１～１５ｍｍが好ましく、２～１０ｍｍがより好ましく、３～８ｍｍがさらに好ましく、３～５ｍｍが特に好ましい。コラーゲンチューブの内径ＩＤ２０が前記好ましい範囲内であると、骨増生用構造体の形体が保持されやすく、コラーゲンチューブ内の空隙率が維持されやすい。
　コラーゲンチューブの厚さＴ２０は、例えば、５～２００μｍとすることができる。コラーゲンチューブの厚さＴ２０は、例えば、２０～１００μｍが好ましく、３０～８０μｍがより好ましく、３０～６０μｍがさらに好ましく、３０～５０μｍが特に好ましい。コラーゲンチューブの厚さＴ２０が前記好ましい範囲内であると、骨増生用構造体の形体が保持されやすくなり、生体内に移植した場合に骨増生用構造体内に細胞が取り込まれやすい。
　コラーゲンチューブの外径ＯＤ２０は、例えば、０．６～２０ｍｍとすることができる。コラーゲンチューブの外径ＯＤ２０は、例えば、１～１５ｍｍが好ましく、２～１０ｍｍがより好ましく、３～８ｍｍがさらに好ましく、３～５ｍｍが特に好ましい。コラーゲンチューブの外径ＯＤ２０は、前記内径ＩＤ２０及び厚さＴ２０により規定される。
（コラーゲンシート）
　コラーゲンシートは、コラーゲンで構成されるシートである。コラーゲンシートは、軸方向に配向性を有する複数のコラーゲンストリングを含んでいてもよい。例えば、図２に示すコラーゲンシート１０は、コラーゲン基体２の表面に、複数のコラーゲンストリング１が、互いに略平行に配置された構造を有している。
＜コラーゲンストリング＞
　コラーゲンストリングは、ストリング状（紐状）のコラーゲン構造体である。コラーゲンストリングは、軸方向に配向性を有するものを用いることができる。コラーゲンストリングの軸方向とは、ストリングの延伸方向を意味する。軸方向に配向性を有するコラーゲンストリングとは、当該コラーゲンストリングを構成するコラーゲン繊維の走行方向が、軸方向に揃っているコラーゲンストリングである。
　軸方向に配向性を有するコラーゲンストリングは、公知の方法により作製することができる。例えば、上記の軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブと同様に、特許第５６６９７６０号公報、及び特開２０１６－１５４８６６号公報等に記載の方法を用いることができる。例えば、上記の配向性を有するコラーゲンチューブの作製方法で記載したストリング状コラーゲンゲルを乾燥させることにより、軸方向に配向性を有するコラーゲンストリングを得ることができる。
　コラーゲンストリングは、市販のものを用いてもよい。市販のコラーゲンストリングとしては、例えば、株式会社アトリー製の配向性コラーゲンストリング等が挙げられる。
　コラーゲンストリングのサイズは、特に限定されず、用途に応じて適切なサイズを選択することができる。コラーゲンストリングの長さＬ１は、例えば、１～３０ｍｍとすることができる。コラーゲンストリングの長さＬ１は、例えば、２～２０ｍｍが好ましく、３～１５ｍｍがより好ましく、４～１０ｍｍがさらに好ましく、４～８ｍｍが特に好ましい。コラーゲンストリングの長さＬ１が前記好ましい範囲内であると、骨増生用構造体の形体が保持されやすい。コラーゲンストリングの長さＬ１は、コラーゲンチューブの長さＬ２０よりも長くてもよく、短くてもよいが、コラーゲンチューブの長さＬ２０と略同等の長さであることが好ましい。コラーゲンストリングの長さＬ１は、後述のコラーゲン基体の長さＬ２に合わせて選択することが好ましい。コラーゲンストリングの長さＬ１を、コラーゲン基体の長さＬ２に合わせることにより、生体内に移植したときに、コラーゲン繊維の流出が抑制され、且つ骨増生用構造体内に細胞が取り込まれやすくなる。
　コラーゲンストリングの直径Ｄ１は、例えば、１０～５００μｍとすることができる。コラーゲンチューブの直径Ｄ１は、例えば、２０～３００μｍが好ましく、３０～２００μｍがより好ましく、４０～１００μｍがさらに好ましく、４５～６０μｍが特に好ましい。コラーゲンストリングの直径Ｄ１が前記好ましい範囲内であると、骨増生用構造体の形体が保持されやすく、コラーゲンチューブ内の空隙率が維持されやすい。
＜コラーゲン基体＞
　コラーゲン基体は、平板状のコラーゲン構造体である。コラーゲン基体は、配向性を有するものであってもよく、配向性を有しないものであってもよい。コラーゲン基体の形状は、平板状であれば特に限定されない。コラーゲン基体の２次元形状としては、例えば、多角形状（長方形状、正方形状、平行四辺形状、台形状等）、円形状、楕円形状等が挙げられるが、これらに限定されない。コラーゲン基体の２次元形状としては、長方形状又は正方形状が好ましく、長方形状がより好ましい。
　図２に示すコラーゲン基体２は、長方形状をしている。コラーゲン基体が長方形状である場合、コラーゲン基体の長さＬ２は、例えば、１～３０ｍｍとすることができる。コラーゲン基体の長さＬ２は、例えば、２～２０ｍｍが好ましく、３～１５ｍｍがより好ましく、４～１０ｍｍがさらに好ましく、４～８ｍｍが特に好ましい。コラーゲン基体の長さＬ２が前記好ましい範囲内であると、骨増生用構造体の形体が保持されやすい。コラーゲン基体の長さＬ２は、コラーゲンチューブの長さＬ２０よりも長くてもよく、短くてもよいが、コラーゲンチューブの長さＬ２０と略同等の長さであることが好ましい。コラーゲン基体の長さＬ２を、コラーゲンチューブの長さＬ２０に合わせることにより、骨増生用構造体の形体が保持されやすくなる。また、生体内に移植したときに、コラーゲン繊維の流出が抑制され、且つ骨増生用構造体内に細胞が取り込まれやすくなる。
　コラーゲン基体が長方形状である場合、コラーゲン基体の幅Ｗ２は、コラーゲンチューブの内径に合わせて適宜選択することができる。コラーゲン基体の幅Ｗ２は、コラーゲンチューブ内の空隙率が７０～９８％となり得るように設定される。コラーゲン基体の幅Ｗ２は、例えば、１～１００ｍｍとすることができる。コラーゲン基体の幅Ｗ２は、例えば、５～８０ｍｍが好ましく、１０～７０ｍｍがより好ましく、１５～６０ｍｍがさらに好ましく、２０～５０ｍｍが特に好ましい。コラーゲン基体の幅Ｗ２が前記好ましい範囲内であると、コラーゲンチューブ内の空隙率が維持されやすくなる。
　コラーゲン基体の厚さＴ２は、特に限定されないが、例えば、５～２００μｍとすることができる。コラーゲン基体の厚さＴ２は、例えば、２０～１００μｍが好ましく、３０～８０μｍがより好ましく、３０～６０μｍがさらに好ましく、３０～５０μｍが特に好ましい。コラーゲン基体の厚さＴ２が前記好ましい範囲内であると、骨増生用構造体の形体が保持されやすくなり、コラーゲンチューブ内の空隙率が維持されやすくなる。
　コラーゲンシートは、コラーゲン基体と、複数のコラーゲンストリングとから構成されることが好ましい。例えば、図２に示すように、コラーゲン基体２の一方の面に複数のコラーゲンストリング１が配置されていてもよい。あるいは、複数のコラーゲンストリングの一部がコラーゲン基体の一方の面に配置され、残りのコラーゲンストリングがコラーゲン基体の他方の面に配置されていてもよい。あるいは、複数のコラーゲンストリングの一部又は全部が、コラーゲン基体内に埋め込まれていてもよい。コラーゲン基体の表面に配置されるコラーゲンストリングは、コラーゲン基体の表面に接着していることが好ましい。
　コラーゲン基体が配向性を有する場合、複数のコラーゲンストリングの配向性の方向と、コラーゲン基体の配向性の方向とが一致するように、前記複数のコラーゲンストリングがコラーゲン基体の表面に配置されることが好ましい。複数のコラーゲン構造体の配向性の方向が一致するとは、配向性を有する複数のコラーゲン構造体の間で、それらの有する配向性が同一方向であることを意味する。例えば、図２のコラーゲンシート１０において、コラーゲン基体２の配向性の方向とコラーゲンストリング１の配向性の方向とが一致する場合、コラーゲン基体２は長さ方向（Ｌ２方向）に配向性を有する。
　コラーゲンシートが複数のコラーゲンストリングを含む場合、複数のコラーゲンストリングの配向性の方向が互いに一致するように、複数のコラーゲンストリングが互いに略平行に配置されていることが好ましい。コラーゲンストリング間の距離は、コラーゲンチューブ内の空隙率が７０～９８％となる限り、特に限定されない。例えば、隣接するコラーゲンストリングの中心間の距離ｄは、１００～４００μｍとすることができる。隣接するコラーゲンストリングの中心間の距離ｄは、１５０～３５０μｍであることが好ましく、１６０～３００μｍであることがより好ましく、１７０～３００μｍであることがさらに好ましい。
　コラーゲンシートが含むコラーゲンストリングの数は、コラーゲンチューブ内の空隙率が７０～９８％となる限り、特に限定されない。コラーゲンストリングの数は、コラーゲン基体の幅Ｗ２及び厚さＴ２、コラーゲンチューブの内径ＩＤ２０、並びにコラーゲンストリングの直径Ｄ１に応じて、適宜選択可能である。例えば、コラーゲン基体の幅Ｗ２及び厚さＴ２がそれぞれ７ｍｍ及び０．０１ｍｍであり、コラーゲンチューブの内径ＩＤ２０が３ｍｍであり、コラーゲンストリングの直径Ｄ１が５０μｍである場合、コラーゲンストリングの数は２０～３０本とすることができ、２０本であることが好ましい。コラーゲン基体の幅Ｗ２に対するコラーゲンストリングの本数は、コラーゲン基体の厚さ及びコラーゲンストリングの直径にもよるが、例えば、１～５本／ｍｍであってよく、２～３本／ｍｍであってよい。
　コラーゲン基体とコラーゲンストリングとから構成されるコラーゲンシートは、公知の方法により作製することができる。例えば、コラーゲン基体の表面に、軸方向に配向性を有する複数のストリング状コラーゲンゲルを配置して、乾燥させることにより、コラーゲンシートを作製することができる。
　コラーゲンシートがコラーゲンストリングを含まない場合、コラーゲンシートは、コラーゲン基体のみから構成される。
　本実施形態の骨増生用構造体において、コラーゲンシートは、コラーゲンチューブ内に収容されている。コラーゲンチューブ及びコラーゲンシートが配向性を有する場合、コラーゲンシートの配向性の方向がコラーゲンチューブの配向性の方向と一致するように、コラーゲンシートがコラーゲンチューブ内に収容されることが好ましい。コラーゲンシートが複数のコラーゲンストリングを含む場合、複数のコラーゲンストリングの配向性の方向とコラーゲンチューブの配向性の方向とが一致していることが好ましい。
　例えば、図１及び図２の例では、コラーゲンシート１０は巻回体１１を形成して、コラーゲンチューブ２０に収容されている。巻回体１１の長さＬ１１は、コラーゲン基体２の長さＬ２に一致する。コラーゲンシートは、図１及び図２に示すように、巻回体を形成してコラーゲンチューブに収容されることが好ましい。コラーゲンシートを巻回し、巻回体としてコラーゲンチューブに収容することにより、コラーゲンチューブ内の構造を制御しやすくなり、骨増生用構造体の保形性が向上する。コラーゲンシートの巻回体を形成する場合、コラーゲンシートは、コラーゲンストリングの配向性の方向と平行方向に巻回される。すなわち、コラーゲンシートの巻回体において、巻回体の軸方向（図２のＬ１１方向）は、コラーゲンストリングの軸方向と一致することが好ましい。コラーゲンシートの巻回体は、図１に示されるように、巻回体１１の軸方向がコラーゲンチューブ２０の軸方向と一致するように収容されることが好ましい。これにより、複数のコラーゲンストリング１の配向性の方向とコラーゲンチューブ２０の配向性の方向とが一致するように、コラーゲンシート１０をコラーゲンチューブ２０に収容することができる。
≪第２実施形態≫
　第２実施形態の骨増生用構造体の構成例について、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。図４Ａは、本実施形態の骨増生用構造体の一例である骨増生用構造体２００の斜視図である。図４Ｂは、骨増生用構造体２００の上面図である。
　骨増生用構造体２００では、コラーゲンチューブ２０内に、５個のコラーゲンチューブ１０ａ及び４個のコラーゲンチューブ１０ｂが、収容されている。コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂは、チューブ形状のコラーゲン構造体である。コラーゲンチューブ２０は、骨増生用構造体の外殻を形成する第１のコラーゲンチューブである。コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂは、第１のコラーゲンチューブ２０内に収容される第２のコラーゲンチューブである。
　コラーゲンチューブ２０は、前記第１実施形態と同様のものを使用することができる。
　コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂは、コラーゲンチューブ２０よりも、外径及び内径が小さいコラーゲンチューブである。コラーゲンチューブ１０ｂは、コラーゲンチューブ１０ａよりも、外径及び内径が小さいコラーゲンチューブである。コラーゲンチューブ２０内には、５個のコラーゲンチューブ１０ａが、十字状に配置されている。コラーゲンチューブ２０の内周に近接して隣り合うコラーゲンチューブ１０ａの間には、それぞれ１個のコラーゲンチューブ１０ｂが配置されている。したがって、コラーゲンチューブ２０の内周に沿って、コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂが交互に４個ずつ配置されている。
　コラーゲンチューブ１０ａの長さＬ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂの長さＬ１０ｂは、コラーゲンチューブ２０の長さＬ２０と略同等の長さであることが好ましい。
　コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａは、コラーゲンチューブ２０の内径ＩＤ２０及びコラーゲンチューブ２０内に収容されるコラーゲンチューブ１０ａの数に応じて、適宜選択することができる。骨増生用構造体２００では、コラーゲンチューブ２０の径方向に３個のコラーゲンチューブ１０ａが収容されている。そのため、コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａは、コラーゲンチューブ２０の内径ＩＤ２０の１／３以下となる。この場合、コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａは、コラーゲンチューブ２０の内径ＩＤ２０の１／３と略同等であることが好ましい。コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａは、例えば、０．２～７ｍｍとすることができる。コラーゲンチューブの外径ＯＤ２０は、例えば、０．３～５ｍｍが好ましく、０．７～３ｍｍがより好ましく、１～３ｍｍがさらに好ましく、１～２ｍｍが特に好ましい。
　コラーゲンチューブ１０ａの厚さＴ１０ａは、例えば、５～２００μｍとすることができる。コラーゲンチューブの厚さＴ１０ａは、例えば、２０～１００μｍが好ましく、３０～８０μｍがより好ましく、３０～６０μｍがさらに好ましく、３０～５０μｍが特に好ましい。
　コラーゲンチューブ１０ａの内径ＩＤ１０ａは、例えば、０．２～７ｍｍとすることができる。コラーゲンチューブ１０ａの内径ＩＤ１０ａは、例えば、０．３～５ｍｍが好ましく、０．７～３ｍｍがより好ましく、１～３ｍｍがさらに好ましく、１～２ｍｍが特に好ましい。コラーゲンチューブ１０ａの内径ＩＤ２０は、コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａ及び厚さＴ１０ａにより規定される。
　コラーゲンチューブ１０ｂの外径ＯＤ１０ｂは、コラーゲンチューブ２０の内径ＩＤ２０、コラーゲンチューブ２０内に収容されるコラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａ及び数、並びにコラーゲンチューブ２０内に収容されるコラーゲンチューブ１０ｂの数に応じて、適宜選択することができる。例えば、コラーゲンチューブ１０ｂの外径ＯＤ１０ｂは、コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａの１／４～３／４程度とすることができ、コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａの１／３～２／３が好ましい。コラーゲンチューブ１０ｂの外径ＯＤ１０ｂは、例えば、コラーゲンチューブ１０ａの外径ＯＤ１０ａの１０ａ程度とすることができる。コラーゲンチューブ１０ｂの外径ＯＤ１０ｂは、例えば、０．１～５ｍｍとすることができる。コラーゲンチューブの外径ＯＤ２０は、例えば、０．２～３ｍｍが好ましく、０．３～２ｍｍがより好ましく、０．５～１ｍｍがさらに好ましく、０．５～０．８ｍｍが特に好ましい。
　コラーゲンチューブ１０ｂの厚さＴ１０ｂは、例えば、５～２００μｍとすることができる。コラーゲンチューブの厚さＴ１０ｂは、例えば、２０～１００μｍが好ましく、３０～８０μｍがより好ましく、３０～６０μｍがさらに好ましく、３０～５０μｍが特に好ましい。
　コラーゲンチューブ１０ｂの内径ＩＤ１０ｂは、例えば、０．１～５ｍｍとすることができる。コラーゲンチューブの内径ＩＤ１０ｂは、例えば、０．２～３ｍｍが好ましく、０．３～２ｍｍがより好ましく、０．５～１ｍｍがさらに好ましく、０．５～０．８ｍｍが特に好ましい。コラーゲンチューブ１０ｂの内径ＩＤ１０ｂは、コラーゲンチューブ１０ｂの外径ＯＤ１０ｂ及び厚さＴ１０ｂにより規定される。
　コラーゲンチューブ１０ａは、軸方向に配向性を有することが好ましい。コラーゲンチューブ１０ｂは、軸方向に配向性を有することが好ましい。コラーゲンチューブ２０、コラーゲンチューブ１０ａ、及びコラーゲンチューブ１０ｂが、それぞれ軸方向に配向性を有する場合、コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂの軸方向を、コラーゲンチューブ２０の軸方向に合わせて、コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂをコラーゲンチューブ２０内に収容することが好ましい。これにより、コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂの配向性の方向と、コラーゲンチューブ２０の配向性の方向とを、一致させることができる。
　コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂは、それぞれコラーゲンストリングを含んでいてもよい。コラーゲンチューブ１０ａが含むコラーゲンストリングの数は、コラーゲンチューブ２０内の空隙率が７０～９８％となる限り、特に限定されない。コラーゲンチューブ１０ｂが含むコラーゲンストリングの数は、コラーゲンチューブ２０内の空隙率が７０～９８％となる限り、特に限定されない。例えば、コラーゲンチューブ１０ａの外径が１ｍｍである場合、コラーゲンチューブ１０ａは、４～６本のコラーゲンストリングを含むことができる。例えば、コラーゲンチューブ１０ｂの外径が０．５ｍｍである場合、コラーゲンチューブ１０ｂは、２～４本のコラーゲンストリングを含むことができる。
　コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂが配向性を有し、且つコラーゲンストリングを含む場合、コラーゲンチューブ及びコラーゲンチューブ１０ｂの配向性の方向と、コラーゲンストリングの配向性の方向とは、一致することが好ましい。例えば、コラーゲンチューブ１０ａが軸方向に配向性を有する場合、コラーゲンストリングは、コラーゲンストリングの軸方向がコラーゲンチューブ１０ａの軸方向に一致するように、コラーゲンチューブ１０ａに配置されることが好ましい。例えば、コラーゲンチューブ１０ｂが軸方向に配向性を有する場合、コラーゲンストリングは、コラーゲンストリングの軸方向がコラーゲンチューブ１０ｂの軸方向に一致するように、コラーゲンチューブ１０ｂに配置されることが好ましい。
　コラーゲンチューブ１０ａ又はコラーゲンチューブ１０ｂに対するコラーゲンストリングの配置方法は、前記第１実施形態のコラーゲンシートと同様とすることができる。コラーゲンチューブ１０ａ及びコラーゲンチューブ１０ｂは、前記第１実施形態のコラーゲンシートをチューブ形状に成形したものであってもよい。
＜変形例＞
　第１のコラーゲンチューブ内に収容される第２のコラーゲンチューブは、全て同じサイズであってもよい。
　第１のコラーゲンチューブ内に収容される第２のコラーゲンチューブは、外径が相互に異なる３種以上のコラーゲンチューブから構成されてもよい。
　第１のコラーゲンチューブ内に第２のコラーゲンチューブが収容されており、第２のコラーゲンチューブ内に第３のコラーゲンチューブが収容されてもよい。
　第１のコラーゲンチューブ内に収容される第２のコラーゲンチューブの数は、１個であってもよく、複数個であってもよいが、複数個であることが好ましい。第２のコラーゲンチューブの数は、例えば、２～２０個、３～１５個、又は５～１２個とすることができる。
≪空隙率≫
　本実施形態の骨増生用構造体は、コラーゲンチューブ（第１のコラーゲンチューブ）内の空隙率が７０～９８％である。コラーゲンチューブ内の空隙率を前記範囲内とすることにより、生体内に移植したときに、骨増生用構造体の保形性を維持しつつ、骨増生用構造体内に細胞が取り込まれやすくなる。空隙率は、７５～９８％であることが好ましく、８０～９８％であることが好ましく、８５～９７％であることがさらに好ましく、９０～９５％であることが特に好ましい。
　コラーゲンチューブ内の空隙率は、下記の式（１）により算出することができる。
　空隙率（％）＝（Ｖ２０－Ｖ１０）／Ｖ２０×１００　　（１）
　Ｖ２０：コラーゲンチューブ内の容積
　Ｖ１０：コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体の体積
　コラーゲンチューブ内の容積Ｖ２０は、下記式（２）により算出することができる。
　Ｖ２０＝（１／２×ＩＤ２０）２π×Ｌ２０　　（２）
　ＩＤ２０：コラーゲンチューブの内径
　Ｌ２０：コラーゲンチューブの長さ
　コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体がシート形状である場合、コラーゲン構造体の体積Ｖ１０は、下記式（３）により算出することができる。コラーゲン構造体がコラーゲンストリングを含まない場合、ｎ１＝０となる。
　Ｖ１０＝（１／２×Ｄ１）２π×Ｌ１×ｎ１＋Ｌ２×Ｗ２×Ｔ２　　（３）
　ＩＤ２０：コラーゲンチューブの内径
　Ｌ２０：コラーゲンチューブの長さ
　Ｄ１：コラーゲンストリングの直径
　Ｌ１：コラーゲンストリングの長さ
　ｎ１：コラーゲンストリングの本数
　Ｌ２：コラーゲン基体の長さ
　Ｗ２：コラーゲン基体の幅
　Ｔ２：コラーゲン基体の厚さ
　コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体がチューブ形状である場合、コラーゲン構造体の体積Ｖ１０は、下記式（４）により算出することができる。コラーゲン構造体がコラーゲンストリングを含まない場合、ｎ１ａ＝０となる。
　Ｖ１０＝［（１／２×Ｄ１ａ）２π×Ｌ１ａ×ｎ１ａ＋｛（１／２×ＯＤ１０ａ）２π－（１／２×ＩＤ１０ａ）２π｝×Ｌ１０ａ］×ｍ１０ａ　　（４）
　Ｄ１ａ：コラーゲンストリングの直径
　Ｌ１ａ：コラーゲンストリングの長さ
　ｎ１ａ：１個のコラーゲン構造体に含まれるコラーゲンストリングの本数
　ＯＤ１０ａ：チューブ形状のコラーゲン構造体の外径
　ＩＤ１０ａ：チューブ形状のコラーゲン構造体の内径
　Ｌ１０ａ：チューブ形状のコラーゲン構造体の長さ
　ｍ１０ａ：チューブ形状のコラーゲン構造体の数
　チューブ形状のコラーゲン構造体が、外径が相互に異なる２種以上のチューブ形状のコラーゲン構造体ａ１～ａｉから構成される場合、コラーゲン構造体の体積Ｖ１０は、下記式（５）により算出することができる。
　Ｖ１０＝［（１／２×Ｄ１ａ１）２π×Ｌ１ａ１×ｎ１ａ１＋｛（１／２×ＯＤ１０ａ１）２π－（１／２×ＩＤ１０ａ１）２π｝×Ｌ１０ａ１］×ｍ１０ａ１＋・・・＋［（１／２×Ｄ１ａｉ）２π×Ｌ１ａｉ×ｎ１ａｉ＋｛（１／２×ＯＤ１０ａｉ）２π－（１／２×ＩＤ１０ａｉ）２π｝×Ｌ１０ａｉ］×ｍ１０ａｉ　　（５）
　Ｄ１ａ１：コラーゲン構造体ａ１に含まれるコラーゲンストリングの直径
　Ｌ１ａ１：コラーゲン構造体ａ１に含まれるコラーゲンストリングの長さ
　ｎ１ａ１：１個のコラーゲン構造体ａ１に含まれるコラーゲンストリングの本数
　ＯＤ１０ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の外径
　ＩＤ１０ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の内径
　Ｌ１０ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の長さ
　ｍ１ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の数
　Ｄ１ａｉ：コラーゲン構造体ａｉに含まれるコラーゲンストリングの直径
　Ｌ１ａｉ：コラーゲン構造体ａｉに含まれるコラーゲンストリングの長さ
　ｎ１ａｉ：１個のコラーゲン構造体ａｉに含まれるコラーゲンストリングの本数
　ＯＤ１０ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの外径
　ＩＤ１０ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの内径
　Ｌ１０ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの長さ
　ｍ１ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの数
　チューブ形状のコラーゲン構造体は、チューブの厚さが小さい場合、チューブを軸方向に切り開いたシート形状とみなして、コラーゲン構造体の体積Ｖ１０を計算してもよい。この場合、コラーゲン構造体の体積Ｖ１０は、下記式（６）により算出することができる。
　Ｖ１０＝｛（１／２×Ｄ１ａ１）２π×Ｌ１ａ１×ｎ１ａ１＋ＯＤ１０ａ１×Ｌ１０ａ１×Ｔ１０ａ１｝×ｍ１０ａ１＋・・・＋｛（１／２×Ｄ１ａｉ）２π×Ｌ１ａｉ×ｎ１ａｉ＋ＯＤ１０ａｉ×Ｌ１０ａｉ×Ｔ１０ａｉ｝×ｍ１０ａｉ　　（６）
　Ｄ１ａ１：コラーゲン構造体ａ１に含まれるコラーゲンストリングの直径
　Ｌ１ａ１：コラーゲン構造体ａ１に含まれるコラーゲンストリングの長さ
　ｎ１ａ１：１個のコラーゲン構造体ａ１に含まれるコラーゲンストリングの本数
　ＯＤ１０ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の外径
　Ｌ１０ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の長さ
　Ｔ１０ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の厚さ
　ｍ１ａ１：チューブ形状のコラーゲン構造体ａ１の数
　Ｄ１ａｉ：コラーゲン構造体ａｉに含まれるコラーゲンストリングの直径
　Ｌ１ａｉ：コラーゲン構造体ａｉに含まれるコラーゲンストリングの長さ
　ｎ１ａｉ：１個のコラーゲン構造体ａｉに含まれるコラーゲンストリングの本数
　ＯＤ１０ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの外径
　Ｌ１０ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの長さ
　Ｔ１０ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの厚さ
　ｍ１ａｉ：チューブ形状のコラーゲン構造体ａｉの数
≪使用方法≫
　本実施形態の骨増生用構造体は、生体内の所望の位置で骨を増生するために用いることができる。本実施形態の骨増生用構造体を適用する生物は、骨を有する生物であれば特に限定されず、脊椎動物に適用することが好ましい。脊椎動物としては、哺乳類が好ましく、例えば、ヒト、又はヒト以外の哺乳類に好適に使用することができる。ヒト以外の哺乳類としては、特に限定されないが、霊長類（サル、チンパンジー、ゴリラなど）、げっ歯類（マウス、ハムスター、ラットなど）、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ウマ等が挙げられる。
　本実施形態の骨増生用構造体の適用部位は、特に限定されず、骨の増生が必要な所望の部位に適用可能である。骨の増生が必要な部位としては、例えば、歯槽骨が挙げられる。インプラント治療は、インプラントを歯槽骨に埋入するため、十分な骨量の歯槽骨が必要である。そのため、歯周病等で歯槽骨を喪失している場合、インプラント治療が困難となる。そのような場合に、本実施形態の骨増生用構造体を用いて、歯槽骨を増生することができる。
　本実施形態の骨増生用構造体は、例えば、骨増生を行う部位の骨に埋込孔を形成し、前記埋込孔に本実施形態の骨増生用構造体を埋込することにより、骨増生を行うことができる。埋入孔は、例えば、図９の下図に示されるように、骨髄に達するように形成することが好ましい。これにより、骨増生用構造体を埋入孔に埋入した際に、骨増生用構造体が骨髄液に接触し、骨髄液が構造体内に吸収される。骨増生用構造体は、図９の下図に示されるように、残存骨辺縁から突出するように埋入孔に埋入することが好ましい。残存骨辺縁から突出する高さは、特に限定されず、骨増生が必要な高さに応じて設定することができる。骨増生用構造体は、乾燥状態のまま埋入してもよいし、適当な緩衝液等に浸漬して湿潤状態としてから埋入してもよい。
　骨増生用構造体の埋入後、埋入した骨増生用構造体内に骨髄液が取り込まれる。骨増生用構造体内及び骨増生用構造体の周辺部で、骨髄液に含まれる間葉系幹細胞から骨細胞への分化が誘導されて、骨が増生される。この過程で、骨増生用構造体は、骨組織内に吸収される。そのため、骨増生用構造体の埋入後は、適時経過観察を行うだけでよい。
　本実施形態の骨増生用構造体は、コラーゲンチューブと、前記コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体とから構成されている。これにより、骨増生用構造体が骨内に埋入されて骨髄液に接触した場合に、コラーゲンチューブ内に毛細管現象が働き、骨増生用構造体内への骨髄液の吸収が促進される。また、コラーゲンチューブ内の空隙率が７０～９８％であることにより、骨髄液が保持される空間が十分に存在し、骨再生が促進される。
　コラーゲンチューブが軸方向に配向性を有する場合、コラーゲンチューブの軸方向への骨髄液の移動が促進される。これにより、コラーゲンチューブの軸方向への骨増生が促進される。
　コラーゲンチューブに収容されるコラーゲン構造体の配向性の方向が、コラーゲンチューブの配向性の方向と一致する場合、それらの配向性の方向への骨髄液の移動がより促進される。これにより、コラーゲンチューブの軸方向への骨増生がより促進される。
　コラーゲンチューブに収容されるコラーゲン構造体がコラーゲンストリングを含む場合、骨増生用構造体が骨内に埋入されたときに周囲粘膜からの圧力に対する抵抗性が増し、保形性が向上する。
　コラーゲンチューブに収容されるコラーゲン構造体がチューブ形状である場合、骨増生用構造体が骨内に埋入されたときに周囲粘膜からの圧力に対する抵抗性が増し、保形性が向上する。チューブ形状のコラーゲン構造体の数及びサイズを調整することにより、コラーゲンチューブ内の空隙率のバラつきを制御することができる。さらに、外径が相互に異なる２種以上のチューブ形状のコラーゲン構造体を組み合わせて用いることにより、コラーゲンチューブ内の空隙率のバラつきの制御がより行いやすくなる。
　本実施形態の骨増生用構造体は、保形性が高く、生体内に移植された場合にも形体が保持され得る。形体保持力は、生体において粘膜の侵襲に対する抵抗力となる。そのため、骨再生よりも早い段階で治癒する粘膜の侵襲を防ぎ、骨増生のスペースを保持することができる。
　本実施形態の骨増生用構造体は、細胞接着性が高く、構造体内部に多くの細胞を保持できる。そのため、骨増生用構造体内で多くの細胞の分化誘導が可能であり、骨増生が促進される。
　本実施形態の骨増生用構造体は、骨増生用構造体内の細胞のＡＬＰ活性を向上させる。ＡＬＰ活性は、間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化マーカーである。ＡＬＰ活性が高いことは骨芽細胞への分化誘導が促進されていることを意味する。
　本実施形態の骨増生用構造体は、骨内に埋入した場合に、既存骨より上部まで骨を増生することができる。そのため、既存骨の骨量が減少している患者においても、効果的に骨量を増加させることができる。
　本実施形態の骨増生用構造体は、骨増生が必要な所望の部位の骨に埋入するだけで、簡易且つ安定的に骨増生を行うことができる。そのため、インプラント治療等の歯科医療の歯科用材料として好適に用いることができる。本実施形態の骨増生用構造体は、特に、歯槽骨増生用として好適に用いることができる。
　本実施形態の骨増生用構造体は、インプラントの施術に適した状態の骨密度で骨増生を行うことができる。骨密度は、以下のＴｙｐｅ　Ｉ～Ｔｙｐｅ　ＩＶに分類することができる（図５参照）。インプラントの施術に適した骨密度は、Ｔｙｐｅ　ＩＩ及びＴｙｐｅ　ＩＩＩとされている。Ｔｙｐｅ　Ｉでは、インプラント施術時に骨組織の破壊が強く（孔周囲組織の熱破壊）、インプラントの骨結合が不良である。Ｔｙｐｅ　ＩＶでは、インプラント埋入時の初期固定が得にくいため、インプラントの骨結合が不良である。本実施形態の骨増生用構造体は、Ｔｙｐｅ　ＩＩ又はＴｙｐｅ　ＩＩＩの骨密度の状態に、骨増生することができる。
　Ｔｙｐｅ　Ｉ（デンス・ボーン）：厚い皮質骨と密度の高い海綿骨。
　Ｔｙｐｅ　ＩＩ、ＩＩＩ（ミディアム・ボーン）：中等度の厚さの皮質骨と密度高～中等度の海綿骨。
　Ｔｙｐｅ　ＩＶ：薄い皮質骨と密度の低い海綿骨。
［他の態様］
　一態様において、本発明は、前記実施形態の骨増生用構造体を骨に埋入する工程を含む、骨増生方法を提供する。
　一態様において、本発明は、前記実施形態の骨増生用構造体を、歯槽骨に埋入する工程を含む、歯槽骨の増生方法を提供する。
　一態様において、本発明は、前記実施形態の骨増生用構造体を骨に埋入して骨増生する工程と、前記骨増生された部位に対してインプラントを埋入する工程とを含む、インプラントの埋入方法を提供する。
　一態様において、本発明は、前記実施形態の骨増生用構造体を歯槽骨に埋入して骨増生する工程と、前記骨増生された歯槽骨部位に対してインプラントを埋入する工程とを含む、インプラントの埋入方法を提供する。
　以下、実験例により本発明を説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。
［コラーゲンシート構造体の形体保持性の検討］
　以下の構造体について、形体保持性を検討した。αＭＥＭ培地１ｍＬを入れた２０ｍｍセルカルチャーディッシュに、各例の構造体を設置して、６時間後及び２４時間後に、構造体の形体変化を観察した。
　構造体１：コラーゲンシート（長さ７ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．０１ｍｍ）（株式会社アトリー製）を積層し、厚さ７ｍｍ、直径１０ｍｍの立方体に成型した構造体。コラーゲンシートは、軸方向に配向性を有する直径５０μｍのコラーゲンストリングを２０本含むものを使用した。コラーゲンシートにおいて、２０本のコラーゲンストリングは、隣接するコラーゲンストリングの中心間の距離が約２８５μｍとなる間隔で、互いに略平行に配置されていた。構造体の空隙率は９２％であった。
　構造体２：テルプラグ（サイズＳＳ；直径８ｍｍ、長さ１５ｍｍ）（テルモ株式会社製）。
　構造体３：コラーゲンシートとして、コラーゲンストリングを３０本含むものを使用したこと以外は、構造体１と同様に、構造体を作製した。コラーゲンシートにおいて、３０本のコラーゲンストリングは、隣接するコラーゲンストリングの中心間の距離が約１７７μｍとなる間隔で配置されていた。構造体の空隙率は８８％であった。
　結果を図６に示す。図６中、１～３は、それぞれ構造体１～３を示す。いずれの構造体においても、時間の経過とともに、αＭＥＭ培地が構造体内に吸収された。構造体１及び構造体３では、２４時間後も形体が保持されていた。一方、構造体２では、２４時間後は形体が保持できず、転倒していた。この結果から、構造体１及び構造体３は、構造体２と比較して、形体保持性が優れていることが確認された。構造体１は、構造体３と比較して、αＭＥＭ培地の吸収速度が速かった。これは、構造体１の空隙率の方が大きいためであると考えられた。培地の吸収速度が速い方が、生体内に移植した場合に、構造体内部に細胞が取り込まれやすく、骨増生が促進されると推測される。そこで、以下の実施例では、構造体１の空隙率を参考に骨増生用構造体を作製した。
［骨増生用構造体の作製（１）］
（実施例１）
　コラーゲンシート（長さ７ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ０．０１ｍｍ）（株式会社アトリー製）を巻回し、軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブ（内径３ｍｍ、長さ７ｍｍ、厚さ４０μｍ）（配向性コラーゲンシームレスチューブ、株式会社アトリー製）に収容することにより、骨増生用構造体を作製した。コラーゲンシートは、軸方向に配向性を有する直径５０μｍのコラーゲンストリングを約６０本含むものを使用した。コラーゲンシートにおいて、約６０本のコラーゲンストリングは、隣接するコラーゲンストリングの中心間の距離が約２８５μｍとなる間隔で、互いに略平行に配置されていた。骨増生用構造体のコラーゲンチューブ内の空隙率は９５％であった。作製した骨増生用構造体を図３に示す。実施例１の骨増生用構造体は上記構造体１と同じ空隙率を有するが、外殻がコラーゲンチューブで覆われているため、構造体１よりも形体保持性が向上していると考えられる。
（比較例１）
　テルプラグ（サイズＳＳ；直径８ｍｍ、長さ１５ｍｍ）（テルモ株式会社製）を購入し、骨増生用構造体として用いた。
［細胞接着性の評価］
（細胞の調製）
　細胞として、８週齢の雄Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙラットから採取した、ラット骨髄由来間葉系幹細胞を用いた。細胞採取後４日目までに、１００ｍｍセルカルチャーディッシュに付着した細胞のみを分離し、継代を行った。試験には、培養７日目までの細胞を使用した。セルカルチャーディッシュに播種する細胞濃度は、３×１０４個／ｃｍ２とした。培地には、αＭＥＭを用いた。培養温度は、３７℃とした。
（細胞接着性の測定）
　２０ｍｍセルカルチャーディッシュ（１２ｗｅｌｌプレート）に、１ｍＬの細胞培養液を入れ、実施例１及び比較例１の骨増生用構造体を設置して、３７℃で細胞を培養した。骨増生用構造体を設置して２４時間後、４８時間後及び７２時間後に、骨増生用構造体を別のセルカルチャーディッシュに移動させ、ＷＳＴ－８（Ｒｏｃｈｅ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）を用いて、吸光度計（ＥＬＩＳＡ）にて吸光度を測定した。さらに、ＥＤＴＡ－４Ｎａで骨増生用構造体を処理し、血球計算盤にて細胞数を測定した。
　結果を図７に示す。実施例１における接着細胞数は、比較例１における接着細胞数の約２倍であった。この結果から、実施例１の骨増生用構造体は、細胞接着性が優れていることが確認された。接着細胞数の増加は、骨増生用構造体内での細胞保有数が多いことを示しており、骨増生に有利である。骨増生用構造体内に多くの細胞が存在することで、細胞接着後の細胞増殖に有利となり、結果として細胞分化後の骨再生に有利となる。
［アルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）活性の評価］
　［細胞接着性の評価］と同様の方法で、細胞を調製した。２０ｍｍセルカルチャーディッシュ（１２ｗｅｌｌプレート）に、１ｍＬの細胞培養液を入れ、実施例１及び比較例１の骨増生用構造体を設置して、３７℃で細胞を培養した。骨増生用構造体を設置して５日後及び１０日後に、０．９ｍＭのｎａｐｈｔｈｏｌ　ＡＳ－ＭＸ及び１．８ｍＭのｆａｓｔ　ｒｅｄ　ＴＲを用いてＡＬＰ陽性細胞を染色した。また、骨増生用構造体を円柱の正中で縦断し、縦断面の染色面積を測定した。さらに、ｐ－ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ－ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＬａｂＡｓｓａｙ　ＡＴＰ，Ｗａｋｏ　Ｐｕｒｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を用いて、ＡＬＰ活性の定量を行った。
　結果を図８に示す。実施例１におけるＡＬＰ活性は、比較例１におけるＡＬＰ活性よりも高い値であった。この結果から、実施例１の骨増生用構造体は、ＡＬＰ活性を向上させる効果を有することが確認された。ＡＬＰ活性は、間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化を確認するマーカーである。ＡＬＰ活性が高いことは、骨増生用構造体内の細胞が骨芽細胞に分化誘導され、骨増生に有利な状態であると考えられる。
［ラット大腿骨への埋入試験（１）］
　ラット大腿骨に直径４ｍｍ、深さ２ｍｍの骨欠損を作製し、欠損部位に実施例１及び比較例１の骨増生用構造体を埋め込んだ。深さ２ｍｍの骨欠損は、皮質骨を貫通し、骨髄まで達する。長さ７ｍｍの骨増生用構造体を前記骨欠損に埋入すると、骨増生用構造体は骨髄に到達し、骨髄液及び血液を吸収して膨張する。骨増生用構造体は、残存骨辺縁から垂直方向に２ｍｍ突出するように、大腿骨に埋め込んだ（図９参照）。骨増生用構造体の埋入から３０日後に、埋入部位の大腿骨を採取し、肉眼観察を行った。さらに、大腿骨の切片を作製し、Ｖｉｌｌａｎｕｅｖａ　Ｇｏｌｄｎｅｒ（ＶＧ）染色により観察した。
　結果を図１０に示す。図１０Ａは、実施例１の骨増生用構造体を埋入した大腿骨である。図１０Ｂは、比較例１の骨増生用構造体を埋入した大腿骨である。実施例１の骨増生用構造体を埋入したものでは、既存骨より上部に骨が認められた。また、切片の観察から、既存骨の上部に形成された骨は、完全に骨化していることが確認された。一方、比較例１の骨増生用構造体を埋入したものでは、既存骨より上部の骨形成は認められなかった。この結果から、実施例１の骨増生用構造体は、簡便な処置で既存骨より高位に骨増生できることが確認された。
［骨増生用構造体の作製（１）］
（実施例２）
　軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブＡ（外径１ｍｍ、長さ７ｍｍ、厚さ５０μｍ、直径５０μｍのコラーゲンストリングを４～５本含む）（株式会社アトリー製）、及び軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブＢ（外径０．５ｍｍ、長さ７ｍｍ、厚さ４０μｍ、直径５０μｍのコラーゲンストリングを２本含む）（株式会社アトリー製）を準備した。５個のコラーゲンチューブＡ及び４個のコラーゲンチューブＢを、図４Ａ及び図４Ｂに示す配置で、軸方向に配向性を有するコラーゲンチューブ（内径３ｍｍ、長さ７ｍｍ、厚さ５０μｍ）（配向性コラーゲンシームレスチューブ、株式会社アトリー製）に収容することにより、骨増生用構造体を作製した。前記式（５）により算出される骨増生用構造体のコラーゲンチューブ内の空隙率は８４％であった。
（比較例２）
　比較例１と同様のテルプラグ（サイズＳＳ；直径８ｍｍ、長さ１５ｍｍ）（テルモ株式会社製）を、骨増生用構造体として用いた。
［ラット大腿骨への埋入試験（２）］
　［ラット大腿骨への埋入試験（１）］と同様の方法で、ラット大腿骨に、実施例２又は比較例２の骨増生用構造体を埋め込んだ。骨増生用構造体の埋入から２カ月後に、埋入部位の大腿骨を採取し、肉眼観察を行った。さらに、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）により、大腿骨を観察した。
　図１１Ａは、骨増生用構造体を埋入して２カ月後に採取したラット大腿骨の写真である。上の大腿骨が実施例２の骨増生用構造体を埋入したものであり、下の大腿骨が比較例２の骨増生用構造体を埋入したものである。
　これらのラット大腿骨の断面形状を楕円形とみなし、長径及び短径を測定した（図１１Ｂ参照）。その結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。図１２Ａが長径の測定結果であり、図１２Ｂが短径の測定結果である。実施例２の骨増生用構造体を埋入したものでは、比較例２の骨増生用構造体を埋入したものと比較して、長径及び短径のいずれも増大していることが確認された。
　図１３は、骨増生用構造体を埋入して２カ月後に採取したラット大腿骨のＣＴ画像である。実施例２の骨増生用構造体を埋入したものでは、骨増生用構造体の挿入方向に骨が延長していることが確認された。また、骨髄内に海綿骨が増生していることが確認された。この結果から、骨質も良好であると推測された。
　一方、比較例２の骨増生用構造体を埋入したものでは、埋入部位の治癒が確認されたが、骨量の増加は観察されなかった。
　図１４は、骨増生用構造体を埋入して２カ月後に採取したラット大腿骨の断面のＣＴ画像である。実施例２の骨増生用構造体を埋入したものでは、骨に置換する前の骨増生用構造体の形体が確認された。また、骨増生用構造体の挿入部位から大腿骨中央にかけて、海綿骨様の不透過像が観察された。また、皮質骨も厚くなっていた。これらの観察から、実施例２の骨増生用構造体を埋入したものでは、骨密度がミディアム（Ｔｙｐｅ　ＩＩ、又はＴｙｐｅ　ＩＩＩ）に近い状態であると考えられた。
　一方、比較例２の骨増生用構造体を埋入したものでは、骨増生用構造体の挿入部位の治癒が確認された。しかしながら、骨量の増加はみとめられず、皮質骨も薄かった。大腿骨中央部に、海綿骨様の不透過像が少量観察された。これらの観察から、比較例２の骨増生用構造体を埋入したものでは、骨密度がソフト（Ｔｙｐｅ　ＩＶ）に近い状態であると考えられた。
　以上の結果より、実施例２の骨増生用構造体を埋入することにより、インプラントの施術に適した骨密度で骨増生できることが示された。
　本発明によれば、簡便且つ安定的に骨を増生することができる、骨増生用構造体を提供が提供される。
　１　コラーゲンストリング
　２　コラーゲン基体
　１０　コラーゲンシート（シート形状のコラーゲン構造体）
　１０ａ，１０ｂ　コラーゲンチューブ（チューブ形状のコラーゲン構造体）
　１１　巻回体
　２０　コラーゲンチューブ
　１００，２００　骨増生用構造体

Claims (12)

  1. 　コラーゲンチューブと、
    　前記コラーゲンチューブ内に収容されるコラーゲン構造体と、を含み、
    　前記コラーゲンチューブ内の空隙率が、７０～９８％である、
    　骨増生用構造体。
  2. 　前記コラーゲンチューブが、前記コラーゲンチューブの軸方向に配向性を有する、請求項１に記載の骨増生用構造体。
  3. 　前記コラーゲン構造体が配向性を有し、
    　前記コラーゲン構造体の配向性の方向が、前記コラーゲンチューブの配向性の方向と一致するように、前記コラーゲン構造体が前記コラーゲンチューブ内に収容されている、
    　請求項２に記載の骨増生用構造体。
  4. 　前記コラーゲン構造体が、軸方向に配向性を有する複数のコラーゲンストリングを含み、前記複数のコラーゲンストリングの配向性の方向と、前記コラーゲンチューブの配向性の方向とが一致している、
    　請求項３に記載の骨増生用構造体。
  5. 　前記コラーゲン構造体において、前記複数のコラーゲンストリングは、隣接する前記コラーゲンストリングの中心間の距離が１００～４００μｍであるように配置されている、請求項４に記載の骨増生用構造体。
  6. 　前記コラーゲン構造体がシート形状のコラーゲン構造体である、請求項１～５のいずれか一項に記載の骨増生用構造体。
  7. 　前記シート形状のコラーゲン構造体が、巻回体を形成して、前記コラーゲンチューブ内に収容されている、請求項６に記載の骨増生用構造体。
  8. 　前記コラーゲン構造体がチューブ形状のコラーゲン構造体である、請求項１～５のいずれか一項に記載の骨増生用構造体。
  9. 　前記コラーゲンチューブに、複数個の前記チューブ形状のコラーゲン構造体が収容されている、請求項８に記載の骨増生用構造体。
  10. 　前記複数個のチューブ形状のコラーゲン構造体が、外径が相互に異なる２種以上のチューブ形状のコラーゲン構造体から構成される、請求項９に記載の骨増生用構造体。
  11. 　歯科用材料である、請求項１～９のいずれか一項に記載の骨増生用構造体。
  12. 　歯槽骨増生用である、請求項１０に記載の骨増生用構造体。
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