(57)【要約】【課題】凍結保存されている細胞の解凍と、解凍された細胞の生体内へのデリバリーと、を同一の器具内で実行可能な医療器具を提供する。【解決手段】本開示に係る医療器具は、動物細胞を生体内に供給可能な医療器具であって、凍結されている前記動物細胞を保持する保持具を装着可能な装着部と、前記装着部に装着された前記保持具の前記動物細胞を加熱して解凍する加熱部と、前記加熱部により流動化した前記動物細胞を、区画する中空空間を通じて前記生体内の治療部位まで供給可能な中空供給部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物細胞を生体内に供給可能な医療器具であって、
凍結されている前記動物細胞を保持する保持具を装着可能な装着部と、
前記装着部に装着された前記保持具の前記動物細胞を加熱して解凍する加熱部と、
前記加熱部により流動化した前記動物細胞を、区画する中空空間を通じて前記生体内の治療部位まで供給可能な中空供給部と、を備える医療器具。
【請求項２】
生体内に挿入可能な管部材を備え、
前記中空供給部は前記管部材により構成されている、請求項１に記載の医療器具。
【請求項３】
前記管部材の外部から前記管部材内の前記動物細胞を加熱可能な加熱部材を備え、
前記加熱部は前記加熱部材により構成されている、請求項２に記載の医療器具。
【請求項４】
前記加熱部材は、前記管部材の径方向外側の周囲に巻き付けられ、通電することにより発熱する抵抗体を備える、請求項３に記載の医療器具。
【請求項５】
前記加熱部材は、
加熱媒体と、
前記管部材の径方向外側に延在し、前記加熱媒体が循環する循環路と、を備える、請求項３に記載の医療器具。
【請求項６】
前記管部材の壁内に位置し、前記管部材内の前記動物細胞を加熱可能な加熱部材を備え、
前記加熱部は前記加熱部材により構成されている、請求項２に記載の医療器具。
【請求項７】
前記加熱部材は、前記管部材の壁内に延在し、通電することにより発熱する抵抗体を備える、請求項６に記載の医療器具。
【請求項８】
前記加熱部材は、前記管部材の壁内に延在する循環路を循環する加熱媒体を備える、請求項６に記載の医療器具。
【請求項９】
動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強方法であって、
前記動物細胞を凍結する凍結工程と、
凍結された前記動物細胞を解凍する解凍工程と、を含み、
前記凍結工程における凍結時最低温度が−５５℃以下であり、
前記凍結工程において、０．６℃／日以下の速度で温度降下させながら前記動物細胞を凍結する、増強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療器具、及び、動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強方法、に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、損傷した組織等の修復のために、種々の細胞を移植する試みが行われている。例えば、狭心症、心筋梗塞などの虚血性心疾患により損傷した心筋組織の修復のために、胎児心筋細胞、骨格筋芽細胞、間葉系幹細胞、心臓幹細胞、ＥＳ細胞等の各種細胞の利用が試みられている。これら各種細胞は凍結保存される。凍結保存された細胞は、実際に細胞移植を行う前に解凍される。解凍された細胞は、例えば生体内の病変部位等の治療部位に移植される。
【０００３】
また、特許文献１には、心筋中への薬物の注入のための中空の針を含む、経皮的に心内に挿入可能なカテーテルが開示されている。
【０００４】
更に、特許文献２には、植物についての所謂「凍結解凍覚醒法」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０１３８０号公報
【特許文献２】特許第６３００２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した各種細胞を心内から心筋中に移植する場合には、特許文献１に記載されているようなカテーテルを利用することができる。その場合には、心筋中に移植される細胞は、凍結保存された状態から予め解凍される。解凍された細胞は、流動性を有する状態となるため、カテーテルを通じて心内の治療部位までデリバリー可能となる。しかしながら、凍結された状態の細胞の解凍と、解凍された細胞の生体内へのデリバリーと、を同一の器具内で実行できる医療器具は存在しない。
【０００７】
また、このような医療器具により移植可能な各種の動物細胞について、増殖特性及び分化特性を増強することが望まれている。
【０００８】
本開示は、凍結保存されている細胞の解凍と、解凍された細胞の生体内へのデリバリーと、を同一の器具内で実行可能な医療器具を提供することを１つの目的とする。また、本開示は、動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強可能な増強方法を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の第１の態様としての医療器具は、動物細胞を生体内に供給可能な医療器具であって、凍結されている前記動物細胞を保持する保持具を装着可能な装着部と、前記装着部に装着された前記保持具の前記動物細胞を加熱して解凍する加熱部と、前記加熱部により流動化した前記動物細胞を、区画する中空空間を通じて前記生体内の治療部位まで供給可能な中空供給部と、を備える。
【００１０】
本開示の１つの実施形態としての医療器具は、生体内に挿入可能な管部材を備え、前記中空供給部は前記管部材により構成されている。
【００１１】
本開示の１つの実施形態としての医療器具は、前記管部材の外部から前記管部材内の前記動物細胞を加熱可能な加熱部材を備え、前記加熱部は前記加熱部材により構成されている。
【００１２】
本開示の１つの実施形態として、前記加熱部材は、前記管部材の径方向外側の周囲に巻き付けられ、通電することにより発熱する抵抗体を備える。
【００１３】
本開示の１つの実施形態として、前記加熱部材は、加熱媒体と、前記管部材の径方向外側に延在し、前記加熱媒体が循環する循環路と、を備える。
【００１４】
本開示の１つの実施形態としての医療器具は、前記管部材の壁内に位置し、前記管部材内の前記動物細胞を加熱可能な加熱部材を備え、前記加熱部は前記加熱部材により構成されている。
【００１５】
本開示の１つの実施形態として、前記加熱部材は、前記管部材の壁内に延在し、通電することにより発熱する抵抗体を備える。
【００１６】
本開示の１つの実施形態として、前記加熱部材は、前記管部材の壁内に延在する循環路を循環する加熱媒体を備える。
【００１７】
本開示の第２の態様としての、動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強方法は、前記動物細胞を凍結する凍結工程と、凍結された前記動物細胞を解凍する解凍工程と、を含み、前記凍結工程における凍結時最低温度が−５５℃以下であり、前記凍結工程において、０．６℃／日以下の速度で温度降下させながら前記動物細胞を凍結する。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、凍結保存されている細胞の解凍と、解凍された細胞の生体内へのデリバリーと、を同一の器具内で実行可能な医療器具を提供することができる。また、本開示によれば、動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強可能な増強方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の一本実施形態としての医療器具、を用いて行う施術の一例の概要を示す概要図である。
【図２】図１に示す医療器具及び保持具を別々に示す図である。
【図３Ａ】図２に示す保持具を図２に示す医療器具に装着する際の操作の概要を示す図である。
【図３Ｂ】図２に示す保持具を図２に示す医療器具に装着する際の操作の概要を示す図である。
【図３Ｃ】図２に示す保持具を図２に示す医療器具に装着する際の操作の概要を示す図である。
【図４】図２に示す医療器具の加熱部材の変形例を示す図である。
【図５】図２に示す医療器具の加熱部材の変形例を示す図である。
【図６】図２に示す医療器具の加熱部材の変形例を示す図である。
【図７】図２に示す医療器具の加熱部材の変形例を示す図である。
【図８】本開示の一本実施形態としての、動物細胞の増殖特性又は分化特性を増強させる増強方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示に係る、医療器具、及び、動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強可能な増強方法、の実施形態について図面を参照して説明する。各図において共通する部材・部位には同一の符号を付している。
【００２１】
図１は、本実施形態の医療器具１を用いて行う施術の一例として、心臓の左心室ＬＶ内から心筋の梗塞部Ｚなどの治療部位に対して行う施術の概要を示す概要図である。図１に示す医療器具１は、保持具１００が装着されている状態を示す。図２は、図１に示す本実施形態の医療器具１と、この医療器具１に装着可能な保持具１００と、を別々に示す図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の医療器具１は、血管内に予め留置されているガイドカテーテル５０を通じて心臓内へとデリバリーされ、心臓内の所定の治療に用いられる。具体的に、本実施形態の医療器具１は、大腿動脈ＦＡから大動脈ＡＯ及び大動脈弁ＡＶを通じて左心室ＬＶに挿入される。体外には、不図示の画像表示装置、Ｘ線撮像装置等、が設置される。Ｘ線撮像装置は、施術している間、例えば生体正面側から背面側に向かってＸ線を透視し、心臓のＸ線透視画像を撮像することができる。画像表示装置は表示部を備える。表示部は、Ｘ線撮像装置により撮像されたＸ線透視画像を表示することができる。医療器具１は、大腿動脈ＦＡに代えて、例えば手首の橈骨動脈等から被検者の生体内に挿入れてもよい。
【００２３】
図２に示すように、医療器具１は、装着部２と、加熱部３と、中空供給部４と、を備える。医療器具１によれば、動物細胞を生体内に供給することができる。
【００２４】
装着部２は、凍結されている動物細胞を保持する保持具１００を装着可能である。加熱部３は、装着部２に装着された保持具１００の動物細胞を加熱して解凍することができる。中空供給部４は、加熱部３により流動化した動物細胞を、区画する中空空間４ａを通じて被検者の生体内の目的部位としての治療部位まで供給可能である。
【００２５】
より具体的に、本実施形態の医療器具１は、生体内に挿入可能な管部材１１を備えている。本実施形態の上述の中空供給部４は、この管部材１１により構成されている。本実施形態の管部材１１の先端面は、中心軸方向Ａに対して傾斜する刃面により構成されている。管部材１１の先端面には先端開口が区画されている。加熱部３により流動化した動物細胞は、管部材１１の先端開口から管部材１１の外部へと注出される。
【００２６】
本実施形態の管部材１１には、内部を通過する動物細胞の温度を検出可能な第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２が設けられている。第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、管部材１１の中心軸方向Ａの異なる位置に設けられている。本実施形態では、第１温度センサ４１が、後述する操作本体部１３の位置に設けられている。第２温度センサ４２は、第１温度センサ４１よりも管部材１１の先端側の位置に設けられている。
【００２７】
管部材１１の形成材料としては、ある程度の可撓性を有するものが好ましく、金属や樹脂が挙げられる。金属としては、例えば、Ｎｉ−Ｔｉ系合金のような擬弾性合金（超弾性合金を含む）、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０Ｆ、ＳＵＳ３０２等、ＳＵＳの全品種）、コバルト系合金、金、白金のような貴金属、タングステン系合金、炭素系材料（ピアノ線を含む）等が挙げられる。樹脂としては、例えば、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、あるいはこれら二種以上の混合物等）、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、ポリイミド、フッ素樹脂等の高分子材料あるいはこれらの混合物、あるいは上記２種以上の高分子材料が挙げられる。さらに、ポリエーテルエーテルケトンに代表されるエンジニアリングプラスチックが挙げられる。また、これらの金属や樹脂から形成された複合物からなる多層チューブ等により構成することもできる。
【００２８】
本実施形態の医療器具１は、管部材１１の外部から管部材１１内の動物細胞を加熱可能な加熱部材１２を備えている。本実施形態の上述の加熱部３は、加熱部材１２により構成されている。つまり、本実施形態の加熱部材１２は、装着されている保持具１００が保持する凍結保存状態の動物細胞を加熱する加熱部３としての第１加熱部１２ａと、この第１加熱部１２ａにより加熱されて流動化した後に管部材１１内を移動する動物細胞を加熱する第２加熱部１２ｂと、を含む。
【００２９】
より具体的に、本実施形態の加熱部材１２は、抵抗体３１ａと、制御部３１ｂと、を備える。本実施形態の第１加熱部１２ａ及び第２加熱部１２ｂそれぞれの熱源は、同一の抵抗体３１ａにより構成されている。具体的に、抵抗体３１ａは、管部材１１の径方向Ｂの外側の周囲に巻き付けられ、通電することにより発熱する。また、抵抗体３１ａは、管部材１１の径方向Ｂの外側の周囲の位置から、装着状態の保持具１００が保持する動物細胞の近傍の位置まで延在している。制御部３１ｂは、抵抗体３１ａへの通電を制御する。制御部３１ｂにより抵抗体３１ａへの通電が制御されることで、抵抗体３１ａの単位時間当たりの発熱量を制御できる。例えば、制御部３１ｂは、抵抗体３１ａへの通電を所定の閾値に基づいてオンオフ制御する。これにより、例えば、加熱部材１２の第２加熱部１２ｂにより加熱される管部材１１内の動物細胞の温度を調整することができる。抵抗体３１ａへ供給される電力は、電力供給源２０から供給される。電力供給源２０は、例えば、商用電源であってもよく、蓄電池等であってもよい。
【００３０】
抵抗体３１ａは、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、鉄（Ｆｅ）などといった第８族元素および第９族元素の酸化物や、ホウケイ酸系などのガラス、チタン（Ｔｉ）やマンガン（Ｍｎ）の酸化物、さらにはグラファイト、銀・パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金を含む材料等から構成することができる。
【００３１】
本実施形態の医療器具１は、管部材１１の基端部が取り付けられている操作本体部１３を備えている。本実施形態の上述の装着部２は、操作本体部１３により構成されている。
【００３２】
上述した加熱部材１２の第１加熱部１２ａは、操作本体部１３の位置に設けられている。これにより、保持具１００内の凍結状態の動物細胞を解凍することができる。より具体的に、本実施形態では、上述の加熱部材１２の抵抗体３１ａが、管部材１１の径方向Ｂの外側の周囲の位置から操作本体部１３まで延在しており、この抵抗体３１ａにより、保持具１００内の凍結状態にある動物細胞が加熱される。
【００３３】
本実施形態の第１加熱部１２ａ及び第２加熱部１２ｂの熱源は、上述したように同一の抵抗体３１ａにより構成されているが、別々の熱源としてもよい。かかる場合に、第１加熱部の熱源としては、例えば、抵抗発熱体を利用したヒータや、誘導加熱を利用したヒータ、ハロゲンヒータなど、各種ヒータを利用してもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、上述した加熱部材１２の制御部３１ｂは、操作本体部１３内に位置するが、操作本体部１３の外部にあってもよい。本実施形態の制御部３１ｂは、上述した管部材１１に設けられている第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２、の少なくとも一方の検出値に基づき、抵抗体３１ａの発熱量を制御することができる。医療器具１は、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２を備えるが、この構成に限られず、例えば、３つ以上の温度センサを備える構成であってもよい。３つ以上の温度センサは、例えば、管部材１１の中心軸方向Ａの異なる位置に配置することができる。このような構成とすれば、管部材１１の中心軸方向Ａの位置に応じた動物細胞の温度調整を、より正確に行うことができ、動物細胞が管部材１１の先端開口から注出される移植時における動物細胞の投与温度を、より正確に制御できる。
【００３５】
ここで、本実施形態の抵抗体３１ａの定格の発熱量は、管部材１１の位置よりも、操作本体部１３の位置で大きくなるように設定されている。このようにすれば、凍結状態の動物細胞を解凍する際は、操作本体部１３において大きな熱量を供給できる。その一方で、解凍されて流動化した、管部材１１内を進行する動物細胞には、操作本体部１３の位置と比べて小さな熱量が供給される。このようにすることで、操作本体部１３の位置で動物細胞を迅速に解凍することができると共に、管部材１１内を進行する動物細胞を所定温度に温度調整し易くなる。抵抗体３１ａの定格の発熱量の違いは、例えば、抵抗体３１ａの材料を異ならせること、抵抗体３１ａの数を異ならせること等により実現できる。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態の医療器具１では、管部材１１、及び、加熱部材１２の第２加熱部１２ｂ、が血管内に予め留置されているガイドカテーテル５０を通じて生体内に挿入される。次いで、管部材１１の先端部１１ａが左心室ＬＶの治療部位近傍までデリバリーされ、管部材１１の先端部１１ａが治療部位に穿刺される。この状態で、加熱部材１２により解凍及び温調されている動物細胞が、管部材１１の先端から注出される。これにより、動物細胞が心筋中の治療部位に注入される。このようにして、動物細胞の移植が実行される。
【００３７】
医療器具１により移植可能な動物細胞は、例えば、接着細胞（付着性細胞）を含む。接着細胞は、例えば、接着性の体細胞（例えば、心筋細胞、線維芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、肝細胞、膵細胞、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞、滑膜細胞、軟骨細胞など）及び幹細胞（例えば、筋芽細胞、心臓幹細胞などの組織幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ（induced pluripotent stem）細胞などの多能性幹細胞、間葉系幹細胞等）などを含む。体細胞は、幹細胞、特にｉＰＳ細胞から分化させたものであってもよい。また、別の動物細胞の例としては、例えば、筋芽細胞（例えば、骨格筋芽細胞など）、間葉系幹細胞（例えば、骨髄、脂肪組織、末梢血、皮膚、毛根、筋組織、子宮内膜、胎盤、臍帯血由来のものなど）、心筋細胞、線維芽細胞、心臓幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ細胞、滑膜細胞、軟骨細胞、上皮細胞（例えば、口腔粘膜上皮細胞、網膜色素上皮細胞、鼻粘膜上皮細胞など）、内皮細胞（例えば、血管内皮細胞など）、肝細胞（例えば、肝実質細胞など）、膵細胞（例えば、膵島細胞など）、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞等が挙げられる。
【００３８】
以上のように、医療器具１によれば、凍結保存されている動物細胞の解凍と、解凍された動物細胞の生体内へのデリバリーと、の両方を実現できる。
【００３９】
更に、本実施形態の医療器具１は、管部材１１の外部から管部材１１内の動物細胞を加熱可能な加熱部材１２を備えるため、管部材１１が生体内に挿入されている状態であっても、管部材１１内の動物細胞の温度調整が可能となる。つまり、凍結保存された動物細胞の解凍のみならず、解凍された動物細胞が管部材１１を通じて移植される際に、管部材１１内の動物細胞の温度を調整可能である。そのため、移植に適した温度に調整した状態で、動物細胞を移植できる。
【００４０】
図３Ａ〜図３Ｃは、凍結保存されている動物細胞ＣＥを保持する保持具１００を医療器具１の操作本体部１３に装着する際の操作の概要を示す図である。図３Ａ〜図３Ｃに示すように、操作本体部１３は、管部材１１及び加熱部材１２を保持する保持体１３ａと、この保持体１３ａに対して管部材１１の中心軸方向Ａに移動可能に取り付けられている移動体１３ｂと、この移動体１３ｂを保持体１３ａに向かって付勢する付勢部材１３ｃと、を備えている。保持体１３ａは、管部材１１を保持している。また、保持体１３ａは、加熱部材１２の抵抗体３１ａ及び制御部３１ｂを保持している。保持体１３ａ及び移動体１３ｂは、中心軸方向Ａにおいて保持具１００を挟み付ける一対の挟み付け壁を構成している。
【００４１】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、保持具１００を操作本体部１３に装着する際は、移動体１３ｂを、中心軸方向Ａにおいて、保持体１３ａから遠ざかる方向に移動させる。この際に、移動体１３ｂは、付勢部材１３ｃの付勢力に抗して移動される。これにより、保持体１３ａ及び移動体１３ｂにより構成される一対の挟み付け壁の間の距離が大きくなる（図３Ｂ参照）。この状態で保持具１００を挟み付け壁の間に配置する。次いで、付勢部材１３ｃの復元力により、移動体１３ｂの保持体１３ａに対する位置を図３Ａの状態に戻すことで、図３Ｃに示す保持具１００の装着状態が実現される。これにより、管部材１１の中空部１１ｂが、その基端開口を通じて、保持具１００が保持する動物細胞の収容部１０１に連通する。図３Ａ〜図３Ｃでは、管部材１１の基端が、弾性弁体１０２を通じて、保持具１００の収容部１０１内に挿入される構成を示しているが、保持具１００が保持する動物細胞が管部材１１の中空部１１ｂ内に移動可能な構成であれば、その構成は特に限定されない。但し、弾性弁体１０２のように、流動化した動物細胞が、保持具１００の収容部１０１から管部材１１の中空部１１ｂへと液密に移動可能な構成とすることが好ましい。
【００４２】
図３Ｃに示すように、保持具１００が操作本体部１３に装着されると、加熱部材１２の第１加熱部１２ａの位置の抵抗体３１ａにより、収容部１０１内の凍結保存されている動物細胞が加熱される。これにより流動化した動物細胞は、管部材１１の基端開口を通じて、管部材１１の中空部１１ｂ内へと移動することが可能となる。管部材１１の中空部１１ｂ内を管部材１１の先端部１１ａに向かって進行する動物細胞は、上述したように、加熱部材１２の第２加熱部１２ｂの位置の抵抗体３１ａ、つまり、管部材１１の径方向Ｂの外側の周囲に位置する部分の抵抗体３１ａにより、加熱制御されて温度調整される。これにより、動物細胞の種類に合わせて、移植する際の投与温度を調整することができる。
【００４３】
次に、加熱部材１２の変形例について説明する。
【００４４】
図４は加熱部材１２の変形例としての加熱部材２１２を示す図である。図４に示すように、加熱部材２１２は、加熱媒体２１２ａと、管部材１１の径方向Ｂの外側に延在し、加熱媒体２１２ａが循環する循環路２１２ｂと、を備える。より具体的に、加熱部材２１２の循環路２１２ｂは、管部材１１の径方向Ｂの外側の周囲に螺旋状に巻き付けられた管状部により区画されている螺旋状の中空部を含む。循環路２１２ｂを循環する加熱媒体２１２ａの温度を制御することで、管部材１１内の動物細胞の温度を調整することができる。
【００４５】
加熱媒体２１２ａの温度制御は、例えば、循環路２１２ｂの一部を加熱する熱源を設け、この熱源を制御することにより実行できる。熱源は、例えば、操作本体部１３（図２等参照）に設けることができる。循環路２１２ｂを操作本体部１３内まで延在させ、熱源により循環路２１２ｂの一部を加熱すればよい。これにより、循環路２１２ｂを移動する加熱媒体２１２ａを加熱できる。また、この熱源により、保持具１００（図２等参照）が保持する凍結状態の動物細胞を加熱してもよいが、別の熱源により加熱してもよい。別の熱源は、例えば、抵抗発熱体を利用したヒータや、誘導加熱を利用したヒータ、ハロゲンヒータなど、各種ヒータを利用することができる。
【００４６】
図５は、加熱部材１２の別の変形例としての加熱部材３１２を示す図である。図５に示す加熱部材３１２は、図１〜図３に示す加熱部材１２と比較して、抵抗体の位置が相違するが、その他の構成は同一である。具体的に、加熱部材３１２は、管部材１１の壁内に位置し、管部材１１内の動物細胞を加熱することができる。より具体的に、加熱部材３１２は、管部材の壁内に延在し、通電することにより発熱する抵抗体３３１ａを備える。図５に示す抵抗体３３１ａは、管部材１１の壁内を螺旋状に延在している。このように、抵抗体３３１ａを管部材１１の壁内に配置することで、よりコンパクトな構成を実現できると共に、管部材１１に適度な剛性及び柔軟性を付与でき、管部材１１の操作性を向上させることができる。
【００４７】
図５では、抵抗体３３１ａが管部材１１の壁内を螺旋状に延在しているが、図６に示すように、管部材１１の中心軸方向Ａの一方から他方に向かって螺旋状に延在する第１螺旋部４３１ａ１と、管部材１１の中心軸方向Ａの他方から一方に向かって螺旋状に延在する第２螺旋部４３１ａ２と、を備える抵抗体４３１ａとしてもよい。このようにすれば、図５に示す中心軸方向Ａの一方向のみに螺旋状に延在する抵抗体３３１ａと比較して、管部材１１の剛性及び柔軟性に関して、管部材１１の周方向Ｃの位置によるばらつきを抑制できる。このようにすることで、管部材１１の操作性を、より向上させることができる。
【００４８】
図７は、加熱部材１２の別の変形例としての加熱部材５１２を示す図である。図５に示す加熱部材５１２は、管部材１１の壁内に延在する循環路５１２ｂを循環する加熱媒体５１２ａを備える。図７では、管部材１１の壁内に螺旋状に延在する循環路５１２ｂが区画されている。加熱媒体５１２ａは、循環路５１２ｂを循環することで、管部材１１内の動物細胞を加熱することができる。
【００４９】
循環路５１２ｂを循環する加熱媒体５１２ａの温度制御は、上述した加熱媒体２１２ａ（図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５０】
次に、医療器具１により移植可能な動物細胞の増殖特性又は分化特性を増強させる増強方法について説明する。図８は、この増強方法の一例を示すフローチャートである。図８に示す増強方法は、動物細胞を凍結する凍結工程Ｓ１と、凍結された動物細胞を解凍する解凍工程Ｓ２と、解凍された動物細胞から細胞を増殖又は分化させる培養工程Ｓ３と、を含む。ここでは、医療器具１に装着される前に解凍され、解凍後に培養される動物細胞について説明するが、凍結工程Ｓ１の前に培養工程Ｓ３を行ってもよい。かかる場合には、医療器具１に装着後に解凍され、そのまま生体内に移植されてもよい。
【００５１】
凍結工程Ｓ１では、動物細胞を液体に浸漬した状態で凍結することが好ましい。動物細胞を浸漬する液体としては、例えば、培養液や生理緩衝液などが挙げられる。
【００５２】
凍結工程Ｓ１は、容器内の温度の下降速度を所定の速度に制御可能な凍結処理容器に収容することで実行される。このような凍結処理容器としては、例えば、BICELL(R)（日本フリーザー）などが挙げられる。
【００５３】
凍結工程Ｓ１における凍結時最低温度の上限は、好ましくは−２０℃以下、より好ましくは−３０℃以下、さらに好ましくは−４０℃以下、さらに好ましくは−５０℃以下、さらに好ましくは−５５℃以下である。
【００５４】
また、凍結工程Ｓ１における凍結時最低温度の下限は、好ましくは−２００℃以上、より好ましくは−１５０℃以上、さらに好ましくは−１００℃以上、さらに好ましくは−８０℃以上、さらに好ましくは−７０℃以上、さらに好ましくは−６５℃以上である。
【００５５】
凍結工程Ｓ１においては急速に凍結時最低温度に降下させるのではなく、緩慢に温度降下させることが好ましい。温度降下の速度は、解凍後の生存率の観点から、好ましくは０．８℃／日以下、より好ましくは０．６℃／日以下、より好ましくは０．５℃／日以下、さらに好ましくは０．３℃／日以下、さらに好ましくは０．２℃／日、さらに好ましくは０．１℃／日である。
【００５６】
凍結工程Ｓ１の期間の下限は、好ましくは１００日以上、より好ましくは１２０日以上、さらに好ましくは１５０日以上、さらに好ましくは１６０日以上、さらに好ましくは１８０日以上である。ここで言う「凍結工程の期間」とは、動物細胞の温度降下を開始した時点から、解凍工程Ｓ２を開始するまでの期間である。
【００５７】
解凍工程Ｓ２では、例えば、凍結した動物細胞を、解凍手段、例えば、凍結温度より高い温度の固形、液状もしくはガス状の媒体（例えば、水）、ウォーターバス、インキュベーター、恒温器などに供したり、または、凍結した動物細胞を、凍結温度より高い温度の媒体（例えば、培養液）で浸漬することにより達成される。解凍手段または浸漬媒体の温度は、動物細胞を所望の時間内に解凍できる温度であれば特に限定されないが、典型的には４〜５０℃、好ましくは３０℃〜４０℃、より好ましくは３６〜３８℃である。また、解凍時間は、解凍後の動物細胞の生存率や機能を大きく損なうものでなければ特に限定されないが、典型的には２分以内であり、特に２０秒以内とすることで生存率の低下を大幅に抑制することができる。解凍時間は、例えば、解凍手段または浸漬媒体の温度、凍結時の培養液または凍結保存液の容量もしくは組成などを変化させて調節することができる。
【００５８】
培養工程Ｓ３では、例えば、解凍された動物細胞を所定の培養条件で培養することにより達成される。
【００５９】
培養に用いる細胞培養液（単に「培養液」もしくは「培地」と呼ぶ場合もある）は、細胞の生存を維持できるものであれば特に限定されないが、典型的には、アミノ酸、ビタミン類、電解質を主成分としたものが利用できる。培養液は、例えば、細胞培養用の基礎培地をベースにしたものである。かかる基礎培地には、限定されずに、例えば、ＤＭＥＭ、ＭＥＭ、Ｆ１２、ＤＭＥ、ＲＰＭＩ１６４０、ＭＣＤＢ（ＭＣＤＢ１０２、１０４、１０７、１２０、１３１、１５３、１９９など）、Ｌ１５、ＳｋＢＭ、ＲＩＴＣ８０−７などが含まれる。これらの基礎培地の多くは市販されており、その組成も公知となっている。基礎培地は、標準的な組成のまま（例えば、市販されたままの状態で）用いてもよいし、細胞種や細胞条件に応じてその組成を適宜変更してもよい。したがって、本発明に用いる基礎培地は、公知の組成のものに限定されず、１または２以上の成分が追加、除去、増量もしくは減量されたものを含む。
【００６０】
基礎培地に含まれるアミノ酸としては、限定されずに、例えば、Ｌ−アルギニン、Ｌ−シスチン、Ｌ−グルタミン、グリシン、Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−リジン、Ｌ−メチオニン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−セリン、Ｌ−トレオニン、Ｌ−トリプトファン、Ｌ−チロシン、Ｌ−バリンなどが、ビタミン類としては、限定されずに、例えば、Ｄ−パントテン酸カルシウム、塩化コリン、葉酸、ｉ−イノシトール、ナイアシンアミド、リボフラビン、チアミン、ピリドキシン、ビオチン、リポ酸、ビタミンＢ１２、アデニン、チミジンなどが、そして、電解質としては、限定されずに、例えば、ＣａＣｌ２、ＫＣｌ、ＭｇＳＯ４、ＮａＣｌ、ＮａＨ２ＰＯ４、ＮａＨＣＯ３、Ｆｅ（ＮＯ３）３、ＦｅＳＯ４、ＣｕＳＯ４、ＭｎＳＯ４、Ｎａ２ＳｉＯ３、（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４、ＮａＶＯ３、ＮｉＣｌ２、ＺｎＳＯ４などがそれぞれ含まれる。基礎培地には、これらの成分のほか、Ｄ−グルコースなどの糖類、ピルビン酸ナトリウム、フェノールレッドなどのｐＨ指示薬、プトレシンなどを含んでもよい。
【００６１】
基礎培地に含まれるアミノ酸の濃度は、例えば、Ｌ−アルギニン：６３．２〜８４ｍｇ／Ｌ、Ｌ−シスチン：３５〜６３ｍｇ／Ｌ、Ｌ−グルタミン：４．４〜５８４ｍｇ／Ｌ、グリシン：２．３〜３０ｍｇ／Ｌ、Ｌ−ヒスチジン：４２ｍｇ／Ｌ、Ｌ−イソロイシン：６６〜１０５ｍｇ／Ｌ、Ｌ−ロイシン：１０５〜１３１ｍｇ／Ｌ、Ｌ−リジン：１４６〜１８２ｍｇ／Ｌ、Ｌ−メチオニン：１５〜３０ｍｇ／Ｌ、Ｌ−フェニルアラニン：３３〜６６ｍｇ／Ｌ、Ｌ−セリン：３２〜４２ｍｇ／Ｌ、Ｌ−トレオニン：１２〜９５ｍｇ／Ｌ、Ｌ−トリプトファン：４．１〜１６ｍｇ／Ｌ、Ｌ−チロシン：１８．１〜１０４ｍｇ／Ｌ、Ｌ−バリン：９４〜１１７ｍｇ／Ｌである。また、基礎培地に含まれるビタミン剤の濃度は、例えば、Ｄ−パントテン酸カルシウム：４〜１２ｍｇ／Ｌ、塩化コリン：４〜１４ｍｇ／Ｌ、葉酸：０．６〜４ｍｇ／Ｌ、ｉ−イノシトール：７．２ｍｇ／Ｌ、ナイアシンアミド：４〜６．１ｍｇ／Ｌ、リボフラビン：０．００３８〜０．４ｍｇ／Ｌ、チアミン：３．４〜４ｍｇ／Ｌ、ピリドキシン：２．１〜４ｍｇ／Ｌである。
【００６２】
細胞培養液は、上記のほか、血清、成長因子、ステロイド剤成分、セレン成分などの１種または２種以上の添加物を含んでもよい。しかし、これらの成分は臨床においてはアナフィラキシーショック等の副作用要因となり得るため、臨床への適用にあたっては排除することが望ましい。
【００６３】
細胞の培養は、当該技術分野で通常なされている条件で行うことができる。例えば、典型的な培養条件としては、３７℃、５％ＣＯ2での培養が挙げられる。また、培養は通常の気圧（大気圧）で行うことができる。培養期間は、細胞培養物の十分な形成、および、細胞分化防止の観点から、好ましくは４８時間以内、より好ましくは４０時間以内、さらに好ましくは２４時間以内である。培養は任意の大きさおよび形状の容器で行うことができる。細胞培養物の大きさや形状は、培養容器の細胞付着面の大きさ・形状を調整すること、または、培養容器の細胞付着面に、所望の大きさ・形状の型枠を設置し、その内部で細胞を培養することなどにより任意に調節することができる。
【００６４】
以上のように、上述の凍結工程Ｓ１及び解凍工程Ｓ２を実行することにより、培養工程Ｓ３での動物細胞の増殖特性又は分化特性を増強させることができる。また、生体内の目的部位としての治療部位まで供給後（移植後）の動物細胞の活性、すなわち細胞によるパラクライン効果特性、細胞間コミュニケーション特性、増殖特性、生着特性、及び分化特性を増強させることができる。
【００６５】
本開示に係る、医療器具、及び、動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強方法、は上述した具体的な構成及び工程に限られず、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本開示は、医療器具、及び、動物細胞の増殖特性又は分化特性の増強方法、に関する。
【符号の説明】
【００６７】
１：医療器具
２：装着部
３：加熱部
４：中空供給部
４ａ：中空空間
１１：管部材
１１ａ：管部材の先端部
１１ｂ：管部材の中空部
１２：加熱部材
１２ａ：第１加熱部
１２ｂ：第２加熱部
１３：操作本体部
１３ａ：保持体
１３ｂ：移動体
１３ｃ：付勢部材
２０：電力供給源
３１ａ：抵抗体
３１ｂ：制御部
４１：第１温度センサ
４２：第２温度センサ
５０：ガイドカテーテル
１００：保持具
１０１：収容部
１０２：弾性弁体
２１２：加熱部材
２１２ａ：加熱媒体
２１２ｂ：循環路
３１２：加熱部材
３３１ａ：抵抗体
４３１ａ：抵抗体
４３１ａ１：第１螺旋部
４３１ａ２：第２螺旋部
５１２：加熱部材
５１２ａ：加熱媒体
５１２ｂ：循環路
Ａ：管部材の中心軸方向
Ｂ：管部材の径方向
Ｃ：管部材の周方向
Ｚ：梗塞部
ＡＯ：大動脈
ＡＶ：大動脈弁
ＣＥ：動物細胞
ＦＡ：大腿動脈
ＬＶ：左心室
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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