(57)【要約】損傷したまたは病気の組織を修復するための一定の移植可能な支持骨格材料を作成する方法が一定の細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程を含む。これらの細胞外基質材料および液体は一定の素材に形成される。その後、この液体はその素材の中に複数の隙間を形成するために除去される。上記支持骨格材料はさらに組織の修復および治癒を促進する種々の生物学的な物質を含むことができる。さらに、上記のような方法により作成される多孔質で移植可能な支持骨格材料も開示されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な支持骨格材料を作成する方法において、
一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程、
前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片および液体をフリーズ・ドライ処理する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項２】
さらに、前記細胞外基質材料および液体を凍結して当該液体により氷の結晶を形成する工程を含み、この凍結工程が前記フリーズ・ドライ処理工程の前に行なわれる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フリーズ・ドライ処理工程がさらに前記氷の結晶を一定の真空の存在下に直接的に蒸気に昇華させる処理を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記フリーズ・ドライ処理工程が一定の多孔質な本体部分を形成するために前記液体を昇華する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらに、前記細胞外基質材料を前記部材片に粉砕する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記細胞外基質材料が小腸粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、胃粘膜下組織、消化管粘膜下組織、呼吸器粘膜下組織、生殖器粘膜下組織、および肝臓基底膜から成る群から選択される材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
さらに、前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記細胞外基質材料および前記液体をフラッシュ凍結する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに、前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を固める工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を遠心処理する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記天然に発生する細胞外基質材料および前記液体を一定の制御された温度降下速度で凍結する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記凍結工程が前記支持骨格材料の気孔寸法を変更するために前記温度降下速度を変更する処理を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記組み込み工程が
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記細胞外基質材料に共役的に結合させる処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
身体組織を修復または再生するための移植可能な支持骨格材料において、
一定の方法により調製されている一定の多孔質な本体部分を備えており、前記方法が
一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程、
前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片および液体をフリーズ・ドライ処理する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料の中に組み込む工程を含む移植可能な支持骨格材料。
【請求項１８】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記天然に発生する細胞外基質材料および液体を凍結して当該液体により氷の結晶を形成する工程を含み、この凍結工程が前記フリーズ・ドライ処理工程の前に行なわれる請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項１９】
前記フリーズ・ドライ処理工程がさらに前記氷の結晶を一定の真空の存在下に直接的に蒸気に昇華させる処理を含む請求項１８に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２０】
前記フリーズ・ドライ処理工程が前記液体を昇華する処理を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２１】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記天然に発生する細胞外基質材料を前記部材片に粉砕する工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２２】
前記天然に発生する細胞外基質材料が小腸粘膜下組織、胃粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、消化管粘膜下組織、呼吸器粘膜下組織、生殖器粘膜下組織、および肝臓基底膜から成る群から選択される材料を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２３】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料および前記液体をフラッシュ凍結する工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２４】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を固める工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２５】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を遠心処理する工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２６】
前記組み込み工程が
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２７】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項２６に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２８】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項２６に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２９】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記細胞外基質材料に共役的に結合させる処理を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項３０】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項３１】
身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な装置を作成する方法において、
一定の天然に発生する細胞外基質材料を一定の原料の形態で供給する工程、
天然に発生する細胞外基質の一定のスラリーを形成するために前記原料の天然に発生する細胞外基質を一定の液体の存在下に粉砕する工程、
天然に発生する細胞外基質の一定の連続気泡型の発泡体を形成するために前記天然に発生する細胞外基質のスラリーを凍結乾燥する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記連続気泡型の発泡体の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項３２】
前記天然に発生する細胞外基質の連続気泡型の発泡体がコラーゲン以外の分子を含み、当該コラーゲン以外の分子が前記原料の形態の天然に発生する細胞外基質の中に存在している請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記組み込み工程が
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記細胞外基質材料に共役的に結合させる処理を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
一定の生物学的な物質を含む細胞外基質の発泡体。
【請求項３９】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項３８に記載の発泡体。
【請求項４０】
一定の細胞外基質の発泡体を作成する方法において、一定の生物学的な物質を前記発泡体の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項４１】
前記組み込み工程が
前記発泡体を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記発泡体を架橋する処理を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記発泡体を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該発泡体を架橋する処理を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記発泡体を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該発泡体を架橋する処理を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記発泡体に共役的に結合させる処理を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項４０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の内容の開示】
【０００１】
関連出願に対するクロス・リファレンス
同時係属の「メニスカス・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Meniscus Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４１号，ＤＥＰ−７４５）、「デバイシーズ・フロム・ナチュラリー・オカーリング・バイオロジカリー・デライブド・マテリアルズ（Devices from Naturally Occurring Biologically Derived Materials）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４２号，ＤＥＰ−７４８）、「カーテイレイジ・リペア・アパレイタス・アンド・メソッド（Cartilage Repair Apparatus and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４３号，ＤＥＰ−７４９）、「ユニタリー・サージカル・デバイス・アンド・メソッド（Unitary Surgical Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号ＤＥＰ−７５０）、「ハイブリッド・バイオロジック／シンセチック・ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャホルズ（Hybrid Biologic/Synthetic Porous Extracellular Matrix Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４４号，ＤＥＰ−７５１）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４５号，ＤＥＰ−７５２）、「ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャフォルド・アンド・メソッド（Porous Extracellular Matrix Scaffold and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４６号，ＤＥＰ−７４７）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・スキャフォルド・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Scaffolds and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１８０号，ＤＥＰ−７６３）に対してクロス・リファレンスが行なわれており、これらのそれぞれは本特許出願と同一の譲受人に譲渡されており、これらのそれぞれは本特許出願と同時に出願されていて、これらのそれぞれは本明細書に参考文献として含まれる。また、２００２年６月１４日に出願されている「ハイブリッド・バイオロジック・シンセチック・バイオアブソーバブル・スキャフォルズ（Hybrid Biologic-Synthetic Bioabsorbable Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１７２，３４７号に対してもクロス・リファレンスが行なわれており、この特許出願は本特許出願と同一の譲受人に譲渡されていて、本明細書に参考文献として含まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明の開示は一般に一定の細胞外基質の支持骨格材料に関連しており、特に、身体組織を修復および再生するための一定の多孔質な細胞外基質の支持骨格材料および当該支持骨格材料を作成するための一定の方法に関連している。
【０００３】
発明の背景
天然に発生する細胞外基質（ＥＣＭｓ）は組織の再生および再生のために用いられている。このような細胞外基質の一例は小腸粘膜下組織（ＳＩＳ）である。このＳＩＳは多様な解剖構造学的な欠陥部位および外傷性の傷害を修復、支持、および安定化するために用いられている。市場において入手可能なＳＩＳ材料は人間の軟質組織の中に移植された時にその宿主の品質を再造形するブタの小腸粘膜下組織から誘導されている。さらに、このＳＩＳ材料が一定の三次元的な微小構造を伴う一定の天然の基質および宿主の細胞増殖を容易にして組織の再造形を支援する生物化学的な組成物を構成することが教示されている。実際に、このＳＩＳは人体における軟質組織の修復を補助する種々の増殖因子およびグリコスアミノグリカン等のような種々の生物学的な分子を含むことが知られている。このような整形外科の分野において現在用いられているＳＩＳ材料は種々の腱、靭帯および回旋腱板等のような軟質組織を修復または再生するための一定のパッチの形態の一定の乾燥および層状化されている構成において供給されている。
【０００４】
上記のような小腸粘膜下組織は容易に利用可能であるが、別の粘膜下組織の供給源も組織の再造形において有効であることが知られている。これらの供給源は胃、膀胱、消化管、呼吸器、または生殖器の粘膜下組織または肝臓の基底膜を含むがこれらに限定されない。例えば、米国特許第６，３７９，７１０号、同第６，１７１，３４４号、同第６，０９９，５６７号、および同第５，５５４，３８９号を参照されたく、これらのそれぞれは本明細書に参考文献として含まれる。
【０００５】
さらに、ＳＩＳは多くの場合にブタから誘導されているが、種々の粘膜下組織の材料がウシおよびヒツジの供給源を含む種々のブタ以外の供給源から由来または誘導することも可能である。加えて、このようなＥＣＭ材料はまた当該ＥＣＭ材料を誘導する供給源および剥離方法等のような種々の要因により決まる層状筋粘膜、筋性粘膜、粘膜固有層、緻密層および／またはその他の組織材料の種々の部分的な層を含むこともできる。
【０００６】
本明細書において用いられているように、細胞外基質を洗浄、剥離、および／または粉砕すること、またはコラーゲンまたはその他の種々の成分を細胞外基質内において架橋することは天然に発生する細胞外基質の定義に含まれる。また、天然に発生する基質から１種類以上の成分または種々の補助成分を完全にまたは部分的に除去することも天然に発生する細胞外基質の定義に含まれる。しかしながら、上記の天然の成分または補助成分を分離および精製してこれらの精製した成分または補助成分から一定の基質材料を再形成することは上記の天然に発生する細胞外基質の定義には含まれない。従って、ＳＩＳに対して言及されているが、別の天然に発生する細胞外基質（例えば、胃、膀胱、消化管、呼吸器、および生殖器の粘膜下組織、または肝臓基底膜）、および別の類似の供給源（例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ等）も本発明の開示の範囲に含まれることが理解されると考える。したがって、本特許出願においては、上記用語の「天然に発生する細胞外基質（naturally occurring extracellular matrix）」または「天然に発生するＥＣＭ（naturally occurring ECM）」は既に洗浄、加工処理、滅菌処理、および随意的に架橋されている細胞外基質材料を意味することを目的としている。本明細書に参考文献として含まれる、以下の米国特許、すなわち、米国特許第６，３７９，７１０号、同第６，１８７，０３９号、同第６，１７６，８８０号、同第６，１２６，６８６号、同第６，０９９，５６７号、同第６，０９６，３４７号、同第５，９９７，５７５号、同第５，９９３，８４４号、同第５，９６８，０９６号、同第５，９５５，１１０号、同第５，９２２，０２８号、同第５，８８５，６１９号、同第５，７８８，６２５号、同第５，７６２，９６６号、同第５，７５５，７９１号、同第５，７５３，２６７号、同第５，７３３，３３７号、同第５，７１１，９６９号、同第５，６４５，８６０号、同第５，６４１，５１８号、同第５，５５４，３８９号、同第５，５１６，５３３号、同第５，４６０，９６２号、同第５，４４５，８３３号、同第５，３７２，８２１号、同第５，３５２，４６３号、同第５，２８１，４２２号、および同第５，２７５，８２６号は種々の組織の再生および修復のための種々のＥＣＭの使用を開示している。
【０００７】
支持骨格材料の気孔寸法、多孔度、および相互連続性の操作は組織工学の分野においてその重要性を示しつつあり（マー（Ma）およびツアング（Zhang），２００１年，ジャーナル・オブ・バイオメデイカル・マテリアル・リサーチ（J. Biomed. Mater. Res.），５６（４）巻，４６９頁〜４７７頁、マー（Ma）およびチョイ（Choi），２００１年，ティシュー・エンジニアリング（Tissue Eng.），７（１）巻，２３頁〜３３頁）、この理由は、支持骨格材料の気孔寸法および密度／多孔度の考察が種々の細胞の挙動および再生される組織の品質に影響を及ぼすと考えられるからである。実際に、数人の研究者が気孔寸法が種々の多孔質の三次元的な基質における細胞の挙動に影響を及ぼすことをこれまでに示している。例えば、適当な骨の再生を生じるために支持骨格材料の気孔寸法を少なくとも１００ミクロンにする必要があることが当該技術分野において論証されている（クラヴィッター（Klawitter）他，１９７６年，ジャーナル・オブ・バイオメデイカル・マテリアル・リサーチ（J. Biomed. Mater. Res.），１０（２）巻，３１１頁〜３２３頁）。この気孔寸法よりも小さい気孔寸法および相互連続性の場合においては、不十分な品質の骨が再生され、気孔寸法が１０ミクロン乃至４０ミクロンの場合には、その骨の細胞は軟質の線維性脈管状の組織を形成することだけが可能である（ホワイト（White）およびショーズ（Shors），１９９１年，デンタル・クリニカル・オブ・ノース・アメリカ（Dent Clin North Am），３０巻，４９頁〜６７頁））。骨の再生の研究において現在において一致している意見は骨の再生に必要な上記の気孔寸法が１００ミクロン乃至６００ミクロンであることを示している（ショーズ（Shors），１９９９年，オーソピーディックス・クリニカル・オブ・ノース・アメリカ（Orthop Clin North Am），３０（４）巻，５９９頁〜６１３頁、ワング（Wang），１９９０年，ニッポン・セイケイゲカ・ガッキ・ザッシ（Nippon Seikeigeka Gakki Zasshi），６４（９），８４７頁〜８５９頁）。さらに、最適な骨の再生が３００ミクロン乃至６００ミクロンの気孔寸法において生じることが一般に知られている。
【０００８】
同様に、靭帯、腱、軟骨、および線維性軟骨等のような軟質の整形外科的な組織の再生の場合に、その支持骨格材料の気孔寸法が一定の実質的な影響を有すると考えられている。例えば、基礎的な研究により、種々の軟骨細胞（chondrocytes）が２０ミクロン程度の気孔寸法を有する種々の支持骨格材料において適当なタンパク質発現（ＩＩ型コラーゲン）を示し、約８０ミクロンの公称の多孔度を有する種々の支持骨格材料においてＩ型のコラーゲンを生成するように脱分化する傾向があることが示されている（ネーラー（Nehrer）他，１９９７年，バイオマテリアルズ（Biomaterials），１８（１１）巻，７６９頁〜７７６頁）。さらに最近において、種々の靭帯、腱および血管からの細胞（線維芽細胞および内皮細胞）が５乃至９０ミクロンの範囲の異なる気孔寸法を有する種々の支持骨格材料において培養した場合に有意義に異なる活性を示すことが示されている（セーラム（Salem）他，２００２年，ジャーナル・オブ・バイオメデイカル・マテリアル・リサーチ（J Biomed Mater Res），６１（２）巻，２１２頁〜２１７頁）。
【０００９】
概要
一例の実施形態によれば、損傷したまたは病気の組織を修復するための一定の移植可能な支持骨格材料を作成する一定の方法が提供されている。この方法は一定の液体中に一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片または破片を懸濁、混合またはその他の様式で入れる工程を含む。これらの天然に発生する細胞外基質材料および液体は一定の素材に形成される。その後、この液体は除去されて上記素材の中に種々の隙間が形成される。この例示的な実施形態の一例の特定の実施態様において、上記液体は上記の天然に発生する細胞外基質材料および当該材料が懸濁している液体をフリーズ・ドライ処理することにより除去されている。このような様式において、上記液体が昇華することにより上記素材の中に隙間が形成される。
【００１０】
上記支持骨格材料の材料密度および気孔寸法は上記懸濁液の凍結速度を制御することにより変更可能である。また、上記天然に発生する細胞外基質材料の部材片が懸濁している水の量もその結果として得られる支持骨格材料の材料密度および気孔寸法を制御するために変更可能である。
【００１１】
さらに別の実施形態において、組織の修復および／または再生を促進または助長する種々の生物学的な物質が上記支持骨格材料に組み込まれている。この支持骨格材料は化学的にまたは酵素により架橋されている。また、上記の生物学的な物質は支持骨格材料の架橋中に存在することができ、これにより、その架橋した支持骨格材料の中に物理的に細くされる。さらに、この生物学的な物質はリポソームの配給（liposomar delivery）により保護できる。あるいは、これらの生物学的な物質は架橋処理を行なった後に上記支持骨格材料の中に灌流できる。その後、その支持骨格材料からのこれらの生物学的な物質の制御された放出が拡散により達成される。
【００１２】
上記の生物学的な物質はまた上記支持骨格材料に共役的に結合できる。さらに、この生物学的な物質は化学的にまたは酵素により結合される。また、この生物学的な物質はさらに変性または改質することなく結合可能であり、一定のスペーサー・アーム（間隔を保つ腕）を伴って共役結合できる。これらの生物学的な物質の制御された放出は上記支持骨格材料が吸収またはその他の様式で生物学的に崩壊する時に生じる。あるいは、一定のスペーサー・アームが用いられる場合に、このスペーサー・アームは種々の生物学的な条件下において当該スペーサー・アームの分裂を可能にする一定の部位を有することができる。このようなスペーサー・アームの分裂により、上記種々の生物学的な物質が遊離して上記支持骨格材料から拡散する。
【００１３】
別の例示的な実施形態によれば、上述した処理により調製されている組織を修復または再生するための一定の移植可能な支持骨格材料が提供されている。
【００１４】
また、別の態様において、本発明の開示は身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な支持骨格材料を提供している。この支持骨格材料は一定の本体部分の内部表面を定めるために相互接続している天然に発生する細胞外基質の部材片の多孔質な本体部分を備えている。この内部表面は不規則な形状の一定の三次元的な形態を有している。
【００１５】
別の態様において、本発明の開示は身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な装置を提供している。この装置は複数の相互接続している気孔を含む一定の三次元的な網状構造の発泡体を備えている。さらに、これらの相互接続している気孔は不規則な形状を有する三次元的な相互接続している通路を定めている。上記網状構造の発泡体の少なくとも一部分は天然に発生する細胞外基質を含む。
【００１６】
上記装置はさらに組織の修復または治癒を補助する種々の生物学的な物質を含むことができる。これらの装置はその移植部位においてこれら種々の生物学的な物質の制御された放出を行なう。
【００１７】
また、別の態様において、本発明の開示は身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な装置を作成するための一定の方法を提供している。この方法は一定の天然に発生する細胞外基質材料を一定の原料の形態で供給する工程、当該原料の天然に発生する細胞外基質を一定の液体の存在下に粉砕して天然に発生する細胞外基質の一定のスラリーを形成する工程、および当該天然に発生する細胞外基質のスラリーを凍結乾燥して天然に発生する細胞外基質の一定の網状構造の発泡体を形成する工程を含む。
【００１８】
別の態様において、本発明は身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な支持骨格材料を作成するための一定の方法を提供している。この方法は一定の天然に発生する細胞外基質材料を一定の原料の形態で供給する工程、当該原料の天然に発生する細胞外基質を粉砕して天然に発生する細胞外基質の凝集性の部材片を形成する工程、および当該天然に発生する細胞外基質の凝集性の部材片を凍結乾燥して天然に発生する細胞外基質の一定の網状構造の発泡体を形成する工程を含む。
【００１９】
上記方法はさらに上記網状構造の発泡体を一定の生物学的な物質の存在下に架橋することにより当該生物学的な物質を上記支持骨格材料の中に捕捉する工程を含むことができる。あるいは、上記網状構造の発泡体が架橋されて、上記生物学的な物質がその後にその架橋された発泡体の中に灌流される。この支持骨格材料は化学的にまたは酵素により架橋できる。
【００２０】
あるいは、上記方法はさらに一定の生物学的な物質を上記網状構造の発泡体に共役的に結合する工程を含む。この生物学的な物質は化学的にまたは酵素により共役的に結合することが可能である。さらに、この生物学的な物質は一定のスペーサー・アームを伴って共役的に結合できる。
【００２１】
本明細書において開示されている上記の移植可能な装置はＳＩＳ等のような種々のＥＣＭの三次元的な多孔質の支持骨格材料である。従って、本発明の開示の教示に基く一定の移植片が適当な生物化学物質（上記ようなＥＣＭにおいて天然に見られる種々のコラーゲン、増殖因子、グルコスアミノグリカン等および／または当該移植片に結合または捕捉されている外部から生物学的に加えられた任意の物質）だけではなく移植による所望の細胞の活性を可能にするための適当な物理的な微小構造を有していると言う二重の利点を有することが明らかである。これらの移植可能な装置は半月板等のような病気のまたは損傷した線維軟骨、病気のまたは損傷した関節軟骨、病気のまたは損傷した骨、病気のまたは損傷した靭帯、腱、またはその他の体内における種々の接合組織の治療において用いられる種々の装置に対して、整形外科分野において治療的な有用性があると思われる。
【００２２】
本発明の開示の上記およびその他の特徴は以下の添付図面および説明により明らかになる。
【００２３】
図面の詳細な説明
本発明の開示は損傷したまたは病気の組織を修復または再生するために一定の患者の体内に移植するための一定の多孔質な支持骨格材料に関連している。この多孔質な支持骨格材料は一定の天然に発生する細胞外の材料により構成されている。例えば、この支持骨格材料はＳＩＳにより構成可能である。本明細書においてさらに詳細に説明されているように、上記の多孔質な支持骨格材料の材料密度および気孔寸法は共に一定の支持骨格材料の設計における種々の要求に適合するために変更可能である。
【００２４】
上記の多孔質な支持骨格材料は一定の細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁することにより作成できる。本明細書において用いられているように、用語の「部材片（または破片）（piece）」は任意の線維、細片、リボン、裂片、フィラメント、細断片、小片、フラグメント、部分、フレーク、スライス、切片、切断片またはその他の固形または固形状の材料の部分を意味することを目的としている。また、本明細書において用いられているように、用語の「懸濁（suspending）」は一定の実際的な懸濁状態が形成されるか否かによらず一定の液体中における一定の固形物（例えば、ＥＣＭの部材片）の何らかの配置状態を含むことを目的としている。従って、この用語の「懸濁」は一定の液体中における一定の固形物の何らかの混合状態または一定の液体中における一定の固形物の何らかの別の配置状態を含むことを目的としている。従って、この用語の「懸濁」は種々の懸濁物に限定されることを目的としているのではなく、一定の液体中に存在している一定の固形物を有する何らかの素材を意味することを目的としている。
【００２５】
いずれの場合においても、上記の細胞外基質材料の部材片および液体による懸濁は、例えば、一定の「スラリー（slurry）」等のような一定の素材を形成する。さらに、この液体はこれに続いて上記素材から除去されて、その内部に隙間が形成できる。この液体は多数の異なる様式で除去可能である。例えば、以下において詳細に説明されているように、この液体は一定のフリーズ・ドライ処理における昇華により除去できる。あるいは、この液体は上記懸濁物を一定の無加熱状態の真空処理または一定の制御された加熱処理を伴う真空処理のいずれかにかけることにより除去することも可能である。また、上記液体は超音波により上記懸濁物から除去することもできる。さらに、マイクロ波エネルギー、ＲＦエネルギー、ＵＶエネルギー、または任意の別の種類のエネルギー（またはこれらの組み合わせ）もまた上記液体を上記懸濁物から除去するために利用できる。また、上記液体は上記懸濁物を通して空気を強制的に通気するか吸引することにより除去することも可能である。また、上記懸濁物は上記液体を除去するために遠心処理することが可能である。さらに、上記液体は、例えば、一定のアルコールの使用により除去可能な一定の水溶性の充填剤を含むことができる。要するに、本発明の開示はあらゆる液体の除去処理による上記懸濁物からの液体の除去を考慮に入れている。
【００２６】
上記において示唆されているように、当該技術分野における熟練者により知られている任意の別の処理と共に、上記懸濁物から液体を除去するための上記の処理方法の任意のものが利用可能であるが、本発明の開示における各方法は本明細書において一定の凍結乾燥処理（すなわち、フリーズ・ドライ処理）に関連して例示的に説明されている。しかしながら、このような説明が本質的に例示的であることに過ぎないこと、および上記懸濁物から液体を除去するための上記の処理方法の任意の１個以上が一定の支持骨格材料の設計またはプロセス設計に適合するために利用可能であることが当然に理解されると考える。
【００２７】
また、上記において示唆されているように、本発明の開示における上記の多孔質な支持骨格材料を作成するための一例の有用な方法は凍結乾燥による方法である。この場合に、一定の細胞外基質材料の部材片が一定の液体の中に懸濁される。その後、この懸濁物が凍結された後に凍結乾燥される。この懸濁物を凍結することにより、液体が氷の結晶に変化する。その後、これらの氷の結晶が上記の凍結乾燥処理中に真空条件下において昇華し、これにより、それまでに氷の結晶により占められていた各空間部分においてその材料中に隙間が残る。この結果として得られる支持骨格材料の材料密度および気孔寸法は、とりわけ、上記懸濁物の凍結速度および／または上記凍結処理の開始時に上記細胞外基質材料が懸濁している水の量を制御することにより変更可能である。
【００２８】
上記方法の特定の例として、凍結乾燥処理による一定の多孔質なＳＩＳの支持骨格材料の作成方法が詳細に説明されている。しかしながら、この実施例が一定のＳＩＳの支持骨格材料に関連して本明細書において説明されているが、別の細胞外基質材料により構成されている一定の支持骨格材料の作成方法も一定の類似の様式で実行可能であることが当然に認識されると考える。
【００２９】
一定の所望の気孔寸法および密度を有する一定の多孔質な支持骨格材料を作成する場合の第１の工程は粉砕したＳＩＳの調達である。例示的に、はさみで切断したＳＩＳのランナー片（約６インチの長さ）をアーシェル・ラボラトリーズ社（Urshel Laboratories）（バルパライソ、インディアナ州）から市場において入手可能な一定の１７００シリーズ・コミトロール（Comitrol）（商標）装置の中に配置する。このＳＩＳ材料は一定の液体の存在下において加工処理された後に上記装置の出口において一定の容器の中に収集される。その後、この材料に対して同様の条件下において上記装置により２回目の処理が行なわれる。一例の方法において、一定の液体（例えば、水）が上記ＳＩＳ材料と同時に上記装置の入口の中に導入される。この結果として得られる材料は水中に一定の実質的に均一な様式で懸濁しているＳＩＳ材料（約２００ミクロンの太さ×１ｍｍ乃至５ｍｍの長さの細く長いＳＩＳの線維）の一定の「スラリー（slurry）」である。なお、この懸濁液は上記粉砕処理の一定の副産物として形成されているものとして本明細書において説明されているが、上記ＳＩＳの部材片が当該技術分野における熟練者において知られている別の様式で上記液体（すなわち、水）の中に懸濁可能であることが当然に認識されると考える。さらに、ＳＩＳを粉砕するための別の方法が知られているが、本発明の開示の目的において、粉砕したＳＩＳがリボン状のまたはひも状の線維を含み、この場合に、このようなＥＣＭおよびＳＩＳの個々の部材片の少なくとも一部がそれぞれの幅および厚さよりも大きな長さを有していることが理解されると考える。このような線維は、望まれる場合に、組み合わせて一定のフェルト状の材料を形成することが可能である。
【００３０】
使用するブレードの選択、水の使用の有無、使用する水の量、各ブレードの回転速度、および材料が装置を通過する回数等を含む加工処理の各パラメーターは上記１７００シリーズ・コミトロール（Comitrol）（商標）装置により変更可能である。一例として、毎分約２ガロンの水の一定の流量、および約９３００ｒｐｍの一定速度におけるブレード動作を伴って、アーシェル・ラボラトリーズ社（Urschel Laboratories）からのカッティング・ヘッド１４００８４−１０および一定のベリカット（Vericut）シールド・インペラーが使用可能である。これらのパラメーターにおける上記装置内の最初の通過により、異なる寸法の線維質のＳＩＳ材料が製造され、２回目の通過により一定のさらに均一な寸法のＳＩＳ線維が製造される。例えば、このように粉砕処理した材料は、以下の処理、すなわち、上記粉砕処理したＳＩＳの懸濁液またはスラリーを遠心分離し、過剰の水を注ぎ除いて、残留しているスラリーを一定の皿の中に注ぎ入れることにより、本明細書において記載されている例示的な種々の実施形態に関連して使用する場合に望まれる材料に一致性を有しているか否かを決定するために試験することができる。すなわち、手により、上記皿の中の一定の少量の粉砕したＳＩＳ材料を親指と人差し指との間において摘んでその皿から穏やかに持ち上げる。例示的に、上記の親指と人差し指との間に摘まれている部分から先において、少なくとも少量のさらに別のＳＩＳが上記の摘まれている材料と共に持ち上がる（「摘み試験（pinch test）」）。すなわち、このさらに別のＳＩＳ材料は、粉砕したＳＩＳ材料の個々の部材片が混じり合っているか相互に絡まっているために、上記の親指と人差し指との間の材料と共に持ち上がる。
【００３１】
上記用語の「凝集性のＥＣＭ（cohesive ECM）」、「凝集性のＳＩＳ（cohesive SIS）」、「凝集性のＥＣＭの部材片（cohesive ECM pieces）」および「凝集性のＳＩＳの部材片（cohesive SIS pieces）」は個々のＥＣＭまたはＳＩＳの部材片の１種類以上の形状にかかわらず、特定の条件下（重力条件下等）において一体に密集した状態を保つＥＣＭまたはＳＩＳの分離している部材片の一定の素材を形成するために混じり合うか絡み合う（湿潤状態か乾燥状態において）ことのできるＥＣＭまたはＳＩＳの部材片を製造するために既に粉砕されているかその他の様式で物理的に処理されているＥＣＭまたはＳＩＳの材料をそれぞれ示すために本明細書において用いられている。このＥＣＭまたはＳＩＳの材料が凝集性の部材片を含むことを示す一例の方法が上段において説明されている「摘み試験（pinch test）」である。さらに、製造した最終的なＥＣＭまたはＳＩＳの製品の試験もまたその基材が凝集性のＥＣＭまたはＳＩＳの部材片を含んでいたことの証拠を提供できる。例示的に、これらのＥＣＭまたはＳＩＳの部材片はこれらが上記の発泡体構造を製造するために用いられる方法を通して一体化した状態を維持する程度に互いに対して（またはその混合物またはスラリー中における別の部材片に対して）十分な凝集性を有している。このような凝集性のＳＩＳの部材片の例が図９および図１０の走査電子顕微鏡の各画像において示されている。
【００３２】
その後、上記の粉砕したＳＩＳの懸濁液を凍結および凍結乾燥（すなわち、フリーズ・ドライ処理）する。特に、このＳＩＳ懸濁液は形成される氷の結晶の大きさを制御するために一定の制御された温度降下の速度で凍結される。凍結が終わると、その材料を自然に融解させることなく、凍結乾燥処理により減圧および低温の条件下において氷の結晶を直接的に一定の蒸気に昇華させる。このことにより、それぞれの氷の結晶によりそれまでに占められていた空間部分に複数の空孔または隙間が残る。
【００３３】
上記の懸濁液を一定の所望の温度に凍結するための任意の市場において入手可能な凍結装置が使用できる。同様に、任意の市場において入手可能な凍結乾燥装置が上記の凍結乾燥処理において使用可能である。この凍結乾燥処理を行なうための一例の装置がビルテイス・ゲネシス（Virtis Genesis）（商標）シリーズの凍結乾燥装置であり、この装置はニューヨーク州ガーデイナーのＳＰインダストリーズ社（SP Industries, Inc.）から市場において入手可能である。
【００３４】
上記製造方法の種々のプロセス・パラメーターは種々の気孔寸法および材料密度を変更した種々の支持骨格材料を製造するために変更することができる。例えば、上記懸濁液を凍結する速度、当該懸濁液の中に存在する水の量、上記細胞外基質材料の緻密さはそれぞれ異なる種々の気孔寸法および材料密度を有する種々の支持骨格材料を製造するために変更可能である。
【００３５】
例えば、一定の比較的に大きな気孔寸法および一定の比較的に低い材料密度を有する種々の支持骨格材料を製造するために、上記細胞外基質の懸濁液を約−２０℃の一定温度まで一定の遅い制御された速度（例えば、−１℃／分以下）で凍結した後に、その結果として得られた素材の凍結乾燥処理を行なうことができる。また、一定の比較的に小さな気孔寸法および一定の比較的に高い材料密度を有する種々の支持骨格材料を製造するためには、上記細胞外基質の懸濁液を、上記凍結処理の前にその材料を遠心分離処理することにより、緻密に固めてその液体（例えば、水）を一定の実質的に均一な様式で除去することができる。その後、結果として得られた細胞外基質材料の素材を液体窒素によりフラッシュ凍結してからその素材の凍結乾燥処理を行なう。また、一定の中程度の気孔寸法および一定の中程度の材料密度を有する種々の支持骨格材料を製造するためには、上記細胞外基質材料は最初に凍結処理の前にこの材料を遠心分離処理してその液体（例えば、水）の一部分を一定の実質的に均一な様式で除去することにより緻密に固められる。その後、この結果として得られた細胞外基質材料の素材が約−８０℃の一定温度まで一定の比較的に速い速度（例えば、−１℃／分以上）で凍結された後に、その素材の凍結乾燥処理が行なわれる。
【００３６】
実施例１
実施例１は一定の比較的に大きな気孔寸法および一定の比較的に低い材料密度を有する一定の多孔質なＳＩＳ支持骨格材料の製造方法を示している。このような支持骨格材料は−２０℃まで一定の遅い制御された速度（−１℃／分以下）で一定の粉砕したＳＩＳの懸濁液を凍結することにより得られる。この手順は以下のようである。すなわち、先ず、粉砕したＳＩＳを上述したように製造する。具体的に言えば、はさみで切断したＳＩＳのランナー片（約６インチの長さ）を上述したアーシェル・コミトロール（Urschel Comitrol）装置等のような一定の適当な粉砕装置の中に入れる。次に、このように粉砕処理したＳＩＳを上記装置の出力口において一定の容器の中に集める。その後、この集めた材料に対して前と同一の条件下において上記装置を通して２回目の処理を行なう。この結果として得られた素材は水中に比較的に均一に懸濁しているＳＩＳ材料（約２００ミクロンの太さ×１ｍｍ乃至５ｍｍの長さの細く長いＳＩＳ線維）の一定の「スラリー（slurry）」である。
【００３７】
次に、以下のように一定の低速凍結エタノール槽を調製する。すなわち、４個の２４個ウェル型培養プレートを保持するために十分に大きな一定の平底型のプラスチック容器の中に約１センチメートルのヘッド部分が得られるように十分なエタノールを注ぎ入れる。その後、この容器を一定の−２０℃の凍結装置の中に入れる。さらに、これら４個の空の２４個ウェル型プレートのそれぞれの質量を記録する。その後、無菌条件による一定の無菌フード下において、一定の約３ｍｌ分量の上記の粉砕したＳＩＳ材料を上記組織培養プレートの各ウェルまたは井戸の中に入れる。さらに、この材料による完充状態の各プレートの質量を記録する。その後、これらの培養プレートを上記エタノール凍結槽の中に入れて一晩にわたり自然に凍結させる。
【００３８】
その後、上記の凍結プレートを上記エタノール槽から除去して、上述したビルテイス・ゲネシス（Virtis Genesis）シリーズの凍結乾燥装置等のような一定の適当な凍結乾燥装置の中に入れる。次に、凍結したＳＩＳ材料を自然に溶かすことなく、凍結乾燥処理により減圧および低温の条件下に氷の結晶を蒸気に直接的に昇華させる。このことにより、複数の気孔または隙間がそれまでに上記氷の結晶により占められていた空間部分の中に残る。この場合に、この凍結乾燥処理において用いた各パラメーターは８時間にわたる１３℃の一次乾燥温度における第１の期間に続き、４時間にわたる３５℃の二次乾燥温度における第２の期間を含む。
【００３９】
上記の凍結乾燥工程が完了した後に、上記の各プレートを凍結乾燥装置から除去して、各プレートの質量を決定して記録する。この処理における結果が以下の表においてまとめられている。
【表１】
2005523733.tif 000002
【００４０】
相対的な気孔寸法を可視化するために各サンプルの表面の一定の走査電子顕微鏡画像を撮影した。これらの気孔寸法は約６００ミクロン乃至約７００ミクロンである。上記実施例１に従って調製した各サンプルを示す一定の画像が図１において示されている。
【００４１】
種々の気孔寸法が図１乃至図３および図８におけるような一定の発泡体の外表面部および図４乃至図７におけるような一定の発泡体の断面のそれぞれの走査電子顕微鏡画像により決定できる。これらの画像はそれぞれの気孔寸法の範囲を決定するために標準的な市場において入手可能な画像分析ソフトウェアと共に使用可能である。図４乃至図６は一定の発泡体の中における気孔寸法を測定および推定するための適当な市場において入手可能なソフトウェアによる結果をそれぞれ示している。この技法を用いて上記実施例１の発泡体が６００ミクロン乃至７００ミクロンの範囲内の気孔を有していることが決定されている。なお、このサンプルはさらに小さな気孔を含むことも可能である。
【００４２】
実施例２
この実施例２は一定の比較的に中程度の気孔寸法および一定の比較的に中程度の材料密度を有する一定の多孔質なＳＩＳ支持骨格材料の製造方法を示している。このような支持骨格材料は上記の粉砕したＳＩＳ材料を遠心分離処理により固めて、一定の比較的に低い温度まで（すなわち、−８０℃まで）一定の比較的に速い速度で（上記実施例１に比較して）凍結した後に、その結果として得られた素材を凍結乾燥処理することにより得られる。この手順は以下のようである。すなわち、最初に、粉砕したＳＩＳを上記実施例１に関連して説明されているように製造する。具体的に言えば、はさみで切断したＳＩＳのランナー片（約６インチの長さ）を一定の適当な粉砕装置の中に２回通すことにより水中において比較的に均一に懸濁しているＳＩＳ材料（約２００ミクロンの太さ×１ｍｍ乃至５ｍｍの長さの細く長いＳＩＳ線維）の一定の「スラリー（slurry）」を製造する。
【００４３】
次に、４個の空の２４個ウェル型プレートのそれぞれの質量を記録する。その後、無菌条件による一定の無菌フード下において、一定の約３ｍｌ分量の上記の粉砕したＳＩＳ材料を上記組織培養プレートの各ウェル中に入れる。さらに、この材料による完充状態のプレートのそれぞれの質量を記録する。
【００４４】
その後、以下の技法の使用により遠心分離処理するために各プレートの重量を釣り合わせる。すなわち、２個のプレートを天秤に置き、これらの２個のプレートが釣り合うまで、比較的に軽いプレートの各ウェルの間の領域にＲＯ水を加える。その後、これら２個のプレートを遠心分離装置の中において互いに向かい合うように配置して、７分間にわたり３０００ｒｐｍにおいて遠心分離処理する。この処理の終了後に、各プレートを遠心分離装置から除去して、これらから水を除く。次に、各プレートのそれぞれの質量を記録する。さらに、残りのプレートについてこの遠心分離および質量測定の処理を繰り返す。
【００４５】
その後、上記のプレートを各試料が完全に凍結するまで一定の−８０℃の凍結装置の中に入れる。それぞれの材料の量に応じて、完全に凍結する時間が、例えば、約１分乃至約３０分等のように変わることが有り得る。その後、凍結した各プレートを上記フリーザーから除去して、一定の適当な凍結乾燥装置の中に入れて上記実施例１に関連して説明されているものと同様のパラメーター（すなわち、８時間にわたる１３℃の一次乾燥温度における第１の期間に続き、４時間にわたる３５℃の二次乾燥温度における第２の期間）において凍結乾燥処理する。
【００４６】
上記凍結乾燥工程の完了後に、各プレートを凍結乾燥装置から除去して、各プレートの質量を決定して記録する。この方法による結果が以下の表においてまとめられている。
【表２】
2005523733.tif 000003
【００４７】
上記実施例１のサンプルの場合と同様に、相対的な気孔寸法を可視化するために上記実施例２に従って調製した各サンプルの表面の一定の走査電子顕微鏡画像を撮影した。さらに、この実施例２に従って調製した各サンプルを示す一定の画像が図２において示されている。また、気孔寸法を決定するための上述した技法により、このサンプルが約１００ミクロン乃至１５０ミクロンの範囲内の気孔を有していることが分かった。
【００４８】
実施例３
この実施例３は一定の比較的に小さな気孔寸法および一定の比較的に高い材料密度を有する一定の多孔質なＳＩＳ支持骨格材料の製造方法を示している。このような支持骨格材料は上記実施例２におけるよりもさらに高い一定の密度に上記の粉砕したＳＩＳ材料を固めて、液体窒素によりこれらのサンプルをフラッシュ凍結処理した後に、凍結乾燥処理を行なうことにより得られる。この手順は以下のようである。すなわち、最初に、粉砕したＳＩＳを上記実施例１および実施例２に関連して説明されているように製造する。具体的に言えば、はさみで切断したＳＩＳのランナー片（約６インチの長さ）を一定の適当な粉砕装置の中に２回通すことにより水中において比較的に均一に懸濁しているＳＩＳ材料（約２００ミクロンの太さ×１ｍｍ乃至５ｍｍの長さの細く長いＳＩＳ線維）の一定の「スラリー（slurry）」を製造する。この処理の後に、結果として得られた素材を一定の積載重量下に遠心分離処理する。この積載重量は以下のように調製する。コバン（Coban）の４８個の切片を５０ｍｍの長さで５ｍｍの幅（無延伸状態）の部材片に切り出す。その後、これらの部材片を引き伸ばして１ｃｍの直径で２ｍｍの厚さの一定のポリエチレン・ディスクの外縁部の周りに巻き付ける。必要であれば、各切片を整形して、上記コバンの各切片を上記ディスクの周囲に２回巻き付けることもできる。次に、４個の空の２４個ウェル型プレートのそれぞれの質量を記録する。その後、無菌条件による一定の無菌フード下において、一定の約３ｍｌ分量の上記の粉砕したＳＩＳ材料を上記組織培養プレートの各ウェル中に入れる。さらに、この材料による完充状態のプレートのそれぞれの質量を記録する。その後、上記実施例２に関連して説明されているように各プレートの重量を釣り合わせて遠心分離処理する。その後、水を各プレートから排出して、遠心分離処理したプレートのそれぞれの質量を記録する。この処理の完了後に、各プレートの各ウェルを２：１の一定の比率で組み合わせることによりプレートの数を４個から２個に減らす。さらに、少量の材料のウェルを多量の材料の各ウェルと混合して各ウェルにおいてある程度に一貫している量のＳＩＳ材料を得る試みを行なう。その後、このようにして完充したプレートの質量を記録する。次に、上記コバンを巻き付けた各ポリエチレン・ディスクを各ウェルの中に入れる。その後、上記２個のプレートを上記実施例２に関連して説明されている技法によりその重量を釣り合わせる。次に、これらのプレートを５分間にわたり３０００ｒｐｍで遠心分離処理する。その後、各プレートを遠心分離装置から除去して、水をこれらから排除し、ポリエチレン・ディスクも除去する。次に、各プレートの質量を再び記録する。さらに、これら２個のプレートの重量を（上記実施例２に関連して説明されている様式と同様の一定の様式で）再び釣り合わせて、各プレートを７分間にわたり３０００ｒｐｍで再び遠心処理した。この処理の終了後に、水を再び各プレートから除去して、各プレートの質量を再び記録する。
【００４９】
上記の遠心分離処理と同時に、一定の液体窒素槽を一定の広口型の液体窒素容器の中に液体窒素を注ぎ入れることにより調製する。上記の各プレートはこの槽が準備されるまで遠心分離装置の中に保持されている。その後、各プレートがこの槽の中に浸漬されて、約１５秒間にわたりこの液体の中に保持される。この窒素槽から取り出す際に、各プレートは解凍を避けるために一定の−８０℃の凍結装置の中に速やかに入れられる。その後、これらの凍結したプレートはフリーザーから取り出されて、一定の適当な凍結乾燥装置の中に配置されて上記実施例１および実施例２に関連して説明されているのと同様のパラメーター（すなわち、８時間にわたる１３℃の一次乾燥温度における第１の期間に続き、４時間にわたる３５℃の二次乾燥温度における第２の期間）に従って凍結乾燥処理される。
【００５０】
上記凍結乾燥工程の完了後に、各プレートを凍結乾燥装置から除去して、各プレートの質量を決定して記録する。この方法による結果が以下の表においてまとめられている。
【表３】
2005523733.tif 000004
【００５１】
上記実施例１および実施例２の各サンプルの場合と同様に、相対的な気孔寸法を可視化するために上記実施例３に従って調製した各サンプルの表面の一定の走査電子顕微鏡画像を撮影した。また、この実施例３に従って調製した各サンプルを示す一定の画像が図３において示されている。さらに、気孔寸法を決定するための上記の技法を用いて、上記サンプルが約４０ミクロン乃至６０ミクロンの範囲内の気孔を有していることが分かった。このような気孔寸法は図４乃至図６においてそれぞれ矢印により示されている。
【００５２】
図１乃至図８の操作電子顕微鏡の各画像において示されているように、図示の各ＥＣＭ発泡体は複数の相互接続している気孔を定めている網状の天然に発生するＥＣＭによる一定の三次元的な網状構造を含んでいる。この発泡体はその高さ、幅、および厚さの全体を通してこれらの気孔を有している。これらの気孔は連続状であり相互接続して上記発泡体の外表面部（図１乃至図３および図８を参照されたい）から当該発泡体の内部（図４乃至図７の各断面を参照されたい）まで延びている複数の不規則に形付けられた相互接続している通路を定めている。また、これらの相互接続している通路は三次元的である。なお、上述したように、各気孔の寸法、すなわち、上記の相互接続している通路に対応する最大の寸法は上記のような製造方法を制御することにより制御可能である。
【００５３】
上記の相互接続している各通路はその移植片の内部における細胞の移動を容易にして、生体内における効率的な栄養素の交換を可能にしている。これらの相互接続している通路はまた種々の生体活性物質、生物学的に誘導されている物質（例えば、種々の刺激因子）、細胞および／または生物学的な潤滑剤、生体相容性の無機材料、合成ポリマーおよび生体ポリマー（例えば、コラーゲン）を移植の前に上記ＥＣＭの長さ、幅および厚さの全体を通して伝達する一定の手段も提供している。また、このような気孔により定められている相互接続している通路は、上記発泡体を化学的に架橋するために用いられる種々の化合物等のような、上記の製造方法の途中において用いられる種々の材料のための通路としても作用する。さらに、これらの相互接続している通路ならびに上記発泡体の外表面部は上記種々の材料が担持される種々の部位としても作用できる。
【００５４】
上記の各実施例において示されているように、上記処理の各パラメーターは特定の用途に対応する所望の多孔度を有する一定のＥＣＭ発泡体を製造するために変更可能である。例えば、種々の骨細胞に関連する種々の用途に対応する比較的に低い密度（および比較的に高い多孔度）を有する一定の発泡体を製造すること、および種々の軟骨細胞に関連する種々の用途に対応する比較的に高い密度（および比較的に低い多孔度）を有する一定の発泡体を製造することが望ましいと考えられる。
【００５５】
さらに、本明細書において記載されている種々のＥＣＭ発泡体は架橋することもできる。具体的に言えば、本明細書において記載されているＥＣＭ発泡体は化学的にまたは物理的に架橋できる。
【００５６】
上記の図１乃至図８の走査電子顕微鏡の各画像において見られるように、図示の各ＥＣＭ発泡体は天然に発生する細胞外基質の相互接続している部材片を含んでいる。さらに、図４乃至図７の各ＥＣＭ発泡体の断面の走査電子顕微鏡画像において示されているように、天然に発生する細胞外基質の相互接続している部材片は上記発泡体に不規則な形状の一定の三次元的な形態を有する一定の内表面部を備えている。また、上記ＥＣＭ発泡体の各面部の走査電子顕微鏡画像において示されているように、上記の相互接続している天然に発生する細胞外基質の部材片は上記発泡体に不規則な形状の三次元的な形態を有する一定の外表面部を備えている。これらの不規則な三次元的な形態および相互接続している各通路により、本発明の開示の種々のＥＣＭ発泡体は天然に発生するＥＣＭの一定の比較的に大きな表面積を形成している。さらに、このような天然に発生するＥＣＭの大きな表面積は種々の生物学的な物質、生物学的に誘導されている物質、細胞、生体相容性のポリマーおよび生体相容性の無機材料が移植前に固定することのできる一定の比較的に大きな表面積を提供していることにおいて有利であると言える。加えて、例示されている各ＥＣＭ発泡体は種々の細胞が生体内において結合可能である天然に発生するＥＣＭの一定の比較的に大きな表面積を形成している。
【００５７】
上記のＥＣＭ発泡体の各製品は上記以外のＥＣＭ製品の密度よりも実質的に低い密度を有して作成することができる。比較のために、市場において入手可能なレストア（RESTORE）（登録商標）製品である一定のＥＣＭ積層体の密度は０．４６６±０．０７４ｇ／ｃｃである。また、「デバイシーズ・フロム・ナチュラリー・オカーリング・バイオロジカリー・デライブド・マテリアルズ（Devices from Naturally Occurring Biologically Derived Materials）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４２号，ＤＥＰ−７４８）において記載されているような粉砕および硬質化したＳＩＳにより構成されている一定のＥＣＭ製品は０．７４７±０．０５９ｇ／ｃｃの一定の密度を有して作成されている。さらに、「メニスカス・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Meniscus Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４１号，ＤＥＰ−７４５）において記載されているような増強したＳＩＳ積層体により構成されている一定のＥＣＭ製品は０．９３３±０．０６１ｇ／ｃｃの一定の密度を有して作成されている。
【００５８】
上述したように、本発明の開示のＥＣＭ発泡体は種々の生体活性物質、生物学的に誘導されている物質、細胞および／または刺激因子、生体相容性の無機材料および／または生体相容性のポリマー（例えば、種々の生体相容性の合成ポリマーおよび生体ポリマー）およびこれらの材料の２種類以上の組み合わせ物を製造時において組み合わせることができる。例示的に、種々の細胞が上記ＥＣＭ発泡体の三次元的な空間全体に接種可能であり、種々の生物学的な材料が製造時に上記ＥＣＭ発泡体において乾燥可能であり、種々の生物学的材料および上記ＥＣＭ発泡体が同時に凍結乾燥可能であり、さらに、種々の生物学的材料が上記ＥＣＭ発泡体に対して共役的に連結できる。なお、上記の各材料の１種類以上を上記ＥＣＭ発泡体の形成前にその原料のＥＣＭ材料に対して結合、架橋、またはその他の方法により組み込むことが考慮されている。あるいは、これらの材料は凍結乾燥処理後にその最終的なＥＣＭ発泡体に対して結合、架橋、またはその他の方法により組み込むことも可能であると考えられる。さらに、上記の方法の種々の組み合わせが使用可能である。例えば、共役的に連結しているＥＣＭ発泡体および生物学的な潤滑剤の一定の移植片を移植して、さらに同一のまたは異なる１種類以上の生物学的な潤滑剤の付加的な関節内注射をその手術中、手術後、または手術中および手術後の両方において行なうことができる。
【００５９】
一例の実施形態において、上記の生物学的な物質は物理的な捕捉手段により本発明の開示のＥＣＭ発泡体の中において隔離されている。一例の方法において、この生物学的な物質はリポソームの配給（liposomar delivery）により上記のような捕捉中に保護できる。
【００６０】
上記の例示的な実施形態の一例の態様において、上記発泡体は上記の生物学的な物質の存在下に架橋されている。例えば、この発泡体は一定の所望の濃度において生物学的な物質の存在下に培養することができる。その後、この発泡体は化学的にまたは酵素により架橋される。種々の架橋剤が当業界において知られており、リボースおよびその他の糖類、酸化剤および脱水熱法等を含むがこれらに限定されない手段が使用可能である。一例の架橋剤は塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）等のような一定の水溶性のカルボジイミドである。また、スタロス，Ｊ．Ｖ．（Staros, J. V.），バイオケミストリー（Biochemistry），２１巻，３９５０頁〜３９５５頁，（１９８２年）により記載されているように、スルホ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドを上記のＥＤＣ架橋剤に加えることができる。さらに、一例の方法において、上記発泡体は約０．１ｍＭ乃至約１００ｍＭ、特に約２．５ｍＭ乃至約２５ｍＭの一定濃度で上記ＥＤＣを含有している一定の水溶液中において架橋できる。その後、過剰の反応物および副産物が一定の塩類溶液による洗浄により除去される。
【００６１】
あるいは、上記発泡体は酵素により架橋できる。例えば、上記発泡体はトランスグルタミナーゼにより架橋できる。このトランスグルタミナーゼは上記ＥＣＭ発泡体中のグルタミンおよび／またはレジンのアミノ酸残基の共役的な架橋において触媒的に作用する。この例示的な方法において、上記発泡体は最初にこの生物学的な物質により培養される。その後、この発泡体は塩化カルシウムおよびトランスグルタミナーゼを含有している一定の水溶液の中に浸漬される。次に、温度が約１時間乃至約２４時間の一定期間にわたり３７℃まで上げられる。その後、過剰の反応物および副産物が一定の塩類溶液による洗浄により除去される。なお、上記ＥＣＭ発泡体を酵素により架橋するために別の酵素も使用可能であることが当然に認識されると考える。例えば、リシル・オキシダーゼの系統群の酵素が利用可能である。
【００６２】
上記の架橋剤が上記の生物学的な物質に対して無反応性であるように選択されることが認識されると考える。例えば、カルボジイミドはヒドロキシル基、アミン基、またはボルボキシレート基に対して反応するが、トランスグルタミナーゼはグルタミンおよびリジンのアミノ酸残基に対して反応する。それゆえ、望ましいと考えられる生物学的な物質がこれらの反応性の基のいずれかを有する場合には、一定の代替的な架橋剤を用いるか、その生物学的な物質を架橋後にその発泡体の中に灌流する。すなわち、この架橋した発泡体を一定時間の期間にわたり上記の生物学的な物質の溶液中において（静的または動的に）培養することによりその生物学的な物質を架橋した発泡体の中に自然に灌流することができる。なお、上記の培養時間が上記生物学的な物質の濃度ならびに上記発泡体の架橋の量に応じて変化することが認識されると考える。すなわち、上記生物学的な物質の濃度が低いほど、および／または、上記架橋の量が大きいほど、その培養時間は長くなる。
【００６３】
本発明の開示における別の態様において、上記の生物学的な物質は上記発泡体から一定の制御された様式で放出される。この放出速度は上記発泡体からの生物学的な物質の拡散速度である。また、この放出速度は上記発泡体中に捕捉されている生物学的な物質の濃度および／またはその発泡体の架橋の程度により決まる。例えば、図１１は架橋状態および無架橋状態の発泡体からのＦＩＴＣ標識したウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）の放出を比較している。すなわち、３０分後に、約８０％乃至１００％のＦＩＴＣ−ＢＳＡが無架橋状態の発泡体から溶液中に放出されていた。これに対して、２時間後に、約２０％のＦＩＴＣ−ＢＳＡだけが架橋状態の発泡体から放出していた。
【００６４】
別の例示的な実施形態において、上記の生物学的な物質は上記ＥＣＭの発泡体に共役的に結合している。このような生物学的な物質は直接的に結合するか、一定のスペーサー・アームを伴って共役的に結合できる。この共役的な結合の方法は上記の生物学的な物質における反応性の基、ＥＣＭ発泡体におけるアミノ酸側鎖の反応性、および／またはスペーサー・アームの反応性により異なる。例えば、上記の生物学的な物質が一定の反応性の水酸基、アミノ基、またはカルボキシレート基を含む場合に、一定の水溶性のカルボジイミドがこの生物学的な物質を上記発泡体に共役的に結合するために使用できる。あるいは、上記の生物学的な物質が一定のペプチド、タンパク質、細胞、または一定のグルタミンまたはリジンのアミノ酸残基を含む何らかの別の生物学的な物質である場合には、この生物学的な物質はトランスグルタミナーゼにより上記発泡体に共役的に結合できる。
【００６５】
上記のように共役的に結合している生物学的な物質は上記発泡体の吸収またはその他の生物学的な崩壊により当該発泡体から一定の制御された様式で放出できる。あるいは、この生物学的な物質は当該物質を上記発泡体に結合しているスペーサー・アームの分裂により一定の制御された様式で放出できる。従って、このスペーサー・アームは還元（すなわち、一定のジスルフィド結合）または加水分解を含むがこれらに限定されない反応により分裂可能な一定の分裂可能な連結部分とすることができる。例示的に、このスペーサー・アームは当該アーム部分が上記の生物学的な物質に結合している場所において分裂できる。
【００６６】
本発明の開示における上記の生物学的な物質が発泡体以外のＥＣＭの異なる形態に物理的に捕捉されるか共役的に結合することが可能であることが当該技術分野における熟練者により認識されると考える。このようなＥＣＭの別の形態は種々の積層状態、粉砕状態、またはゲル状の構成を含む。本明細書において用いられているように、上記用語の「生物学的な物質（biological agents）」は種々の生体活性物質、生物学的に誘導されている物質、および／または細胞を含むことを目的としている。
【００６７】
上記の「生体活性物質（Bioactive agents）」は以下のような、すなわち、種々の化学走性物質、治療剤（例えば、種々の抗生物質、ステロイド系および非ステロイド系の鎮痛薬および抗炎症薬、免疫抑制剤および抗癌薬等のような抗拒絶物質）、種々のタンパク質（例えば、種々の短鎖ペプチド、骨形態発生性タンパク質、糖タンパク質およびリポタンパク質）、細胞結合媒介物質、生物学的に活性なリガンド、インテグリン結合性シーケンス、種々のリガンド、種々の増殖および／または分化物質（例えば、表皮増殖因子、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＴＧＦ−βＩ−ＩＩＩ、増殖および分化の各因子、脈管内皮増殖因子、線維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、インスリン由来増殖因子および形質転換増殖因子、副甲状腺ホルモン、副甲状腺関連タンパク質、ｂＦＧＦ、ＴＧＦβ上科因子、ＢＭＰ−２、ＢＭＰ−４、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−１２、ソニック・ヘッジホッグ（sonic hedgehog）、ＧＤＦ５、ＧＤＦ６、ＧＤＦ８、ＰＤＧＦ）、特定の増殖因子のアップレギュレーションに影響を及ぼす小形分子、テネイシンＣ、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、フィブロネクチン、デコリン（decorin）、トロンボエラスチン、トロンビン由来ペプチド、ヘパリン結合性ドメイン、ヘパリン、ヘパラン硫酸、ＤＮＡフラグメントおよびＤＮＡプラスミドの１種類以上を含む。また、別の上記のような物質が整形外科の分野において治療的価値を有する場合には、これらの物質の少なくとも一部が本発明の開示の概念における有用性を有することが予想され、このような物質は特別に限定されない限りにおいて上記の「生体活性物質（（bioactive agent）および（bioactive agents））」の意味に当然に含まれると考えられる。
【００６８】
上記の「生物学的に誘導されている物質（Biologically derived agents）」は以下のような、すなわち、骨（自家移植片、同種移植片および異種移植片）および骨の種々の誘導体、例えば、半月板組織を含む軟骨（自家移植片、同種移植片および異種移植片）および種々の誘導体、靭帯（自家移植片、同種移植片および異種移植片）および種々の誘導体、例えば、粘膜下組織を含む腸管組織の種々の誘導体（自家移植片、同種移植片および異種移植片）、例えば、粘膜下組織を含む胃組織の種々の誘導体（自家移植片、同種移植片および異種移植片）、例えば、粘膜下組織を含む膀胱組織の種々の誘導体（自家移植片、同種移植片および異種移植片）、例えば、粘膜下組織を含む消化管組織の種々の誘導体（自家移植片、同種移植片および異種移植片）、例えば、粘膜下組織を含む呼吸器組織の種々の誘導体（自家移植片、同種移植片および異種移植片）、例えば、粘膜下組織を含む生殖器組織の種々の誘導体（自家移植片、同種移植片および異種移植片）、例えば、肝臓基底膜を含む肝臓組織の種々の誘導体（自家移植片、同種移植片および異種移植片）、皮膚組織の種々の誘導体、高濃度血小板血漿（ＰＲＰ）、低濃度血小板血漿、骨髄吸引液、鉱物質除去化骨基質、インスリン由来増殖因子、全血、フィブリンおよび血液クロットの１種類以上を含む。さらに、精製したＥＣＭおよびその他のコラーゲン供給源もまた上記の「生物学的に誘導されている物質」の中に含まれるべきであると考えられる。また、別の上記のような物質が整形外科の分野において治療的価値を有する場合には、これらの物質の少なくとも一部が本発明の開示の概念における有用性を有することが予想され、このような物質は特別に限定されない限りにおいて上記の「生物学的に誘導されている物質（（biologically derived agent）および（biologically derived agents））」の意味に当然に含まれると考えられる。
【００６９】
上記の「生物学的に誘導されている物質（Biologically derived agents）」はまた生体再造形可能な種々の膠原性（collageneous）の組織基質も含む。さらに、この表現の「生体再造形可能な膠原性組織基質（bioremodelable collagenous tissue matrix）」および「天然に発生する生体再造形可能な膠原性組織基質（naturally occurring bioremodelable collageneous tissue matrix）」は皮膚、動脈、静脈、心膜、心臓弁、硬膜、靭帯、骨、軟骨、膀胱、肝臓、胃、筋膜および腸管、腱、および同類の供給源から成る群から選択される天然組織から誘導されている種々の基質を含む。この「天然に発生する生体再造形可能な膠原性（collageneous）組織基質」は洗浄、加工、滅菌、および随意的に架橋されている基質材料を意味することを目的としているが、種々の天然の線維を精製して精製した天然の線維から一定の基質材料を再形成することは一定の天然に発生する生体再造形可能な膠原性（collageneous）組織基質の定義には含まれない。さらに、上記用語の「生体再造形可能な膠原性組織基質（bioremodelable collageneous tissue matrices）」は「種々の細胞外基質（extracellular matrices）」をその定義内に含む。
【００７０】
上記の「細胞（Cells）」は以下のような、すなわち、種々の軟骨細胞、線維軟骨細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨膜細胞、骨髄細胞、間葉細胞、間質細胞、幹細胞、胚芽幹細胞、脂肪組織から由来または誘導した前駆体細胞、末梢血液先祖細胞、成人組織から単離した幹細胞、遺伝的に形質転換した細胞、軟骨細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、骨細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、骨膜細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、骨髄細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、間葉細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、間質細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、幹細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、胚芽幹細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、成人組織から単離した前駆体細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、末梢血液先祖細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、成人組織から単離した幹細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物、および遺伝的に形質転換した細胞および別の細胞の一定の組み合わせ物の１種類以上を含む。さらに、別の細胞が整形外科の分野において治療的価値を有していることが分かった場合には、これらの細胞の少なくとも一部が本発明の開示の概念における有用性を有することが予想され、このような細胞は特別に限定されない限りにおいて上記の「細胞（（cell）および（cells））」の意味に当然に含まれると考えられる。
【００７１】
上記の「生物学的な潤滑剤（Biological lubricants）」はヒアルロン酸ナトリウム等のようなヒアルロン酸およびその塩類、デルマタン硫酸等のようなグリコスアミノグリカン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸およびケラタン硫酸、種々のムチン糖タンパク質（例えば、ルブリシン（lubricin））を含む骨膜液および骨膜液の種々の成分、ビトロネクチン、トリボネクチン（tribonectins）、関節軟骨表面領域タンパク質、表面活性リン脂質、潤滑性糖タンパク質Ｉ，ＩＩ、および雄鶏冠（rooster comb）ヒアルロネート等を含む。この「生物学的な潤滑剤」はまた英国リーズのデピュイ・インターナショナル社（DePuy International, Ltd.）から欧州において入手可能であり、イスラエル国レホボットのバイオ−テクノロジー・ジェネラル（イスラエル）社（Bio-Technology General (Israel) Ltd.）により製造されているアースリースＴＭ（ARTHREASETM）高分子量ヒアルロン酸ナトリウム、ニュージャージー州リッジフィールドのバイオマトリクス社（Biomatrix, Inc.）により製造されていて、ペンシルベニア州フィラデルフィアのワイエス−エイエルスト・ファーマシューティカルズ社（Wyeth-Ayerst Pharmaceuticals）により配給されているシンビスク（SYNVISC）（登録商標）ハイラン（Hylan）Ｇ−Ｆ２０、ニューヨーク州ニューヨークのサノフィ−シンセラボ社（Sanofi-Synthelabo, Inc.）から入手可能であり、イタリア国パジュアのフィデイアＳ．ｐ．Ａ社（FIDIA S.P.A）により製造されているハイラガン（HYLAGAN）（登録商標）ヒアルロン酸ナトリウム、および１％、１．４％および２．３％（眼科学的使用用）の濃度でニュージャージー州ピーパックのファーマシア・コーポレーション社（Pharmacia Corporation）から入手可能であるヘアロン（HEALON）（登録商標）ヒアルロン酸ナトリウム等のような種々の市販製品を含むことも目的としている。また、別の上記のような物質が整形外科の分野において治療的価値を有する場合には、これらの物質の少なくとも一部が本発明の開示の概念における有用性を有することが予想され、このような物質は特別に限定されない限りにおいて上記の「生物学的な潤滑剤（（biological luburicant）および（biological luburicants））」の意味に当然に含まれると考えられる。
【００７２】
上記の「生体相容性のポリマー（Biocompatible polymers）」は種々の合成のポリマーおよび種々の生体ポリマー（例えば、コラーゲン等）の両方を含むことを目的としている。このような生体相容性のポリマーの例はポリ（Ｌ−ラクチド）（ＰＬＬＡ）およびポリグリコリド（ＰＧＡ）等のような種々の［アルファ］−ヒドロキシカルボン酸のポリエステル、ポリ−ｐ−ジオキサノン（ＰＤＳ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリビニル・アルコール（polyvinyl alchohol）（ＰＶＡ）、ポリエチレン・オキシド（ＰＥＯ）、米国特許第６，３３３，０２９号および同第６，３５５，６９９号において開示されている種々のポリマー、および種々のプロテーゼ移植片の構成において利用されている種々のポリマーまたはコポリマーの任意の別の生体吸収性で生体相容性のポリマー、コポリマーまたは種々のポリマーまたはコポリマーの混合物を含む。加えて、新しい生体相容性で生体吸収性の材料が開発される場合に、これらの材料の少なくとも一部がその材料により種々の固定手段が作成可能になる有用な材料になることが予想される。従って、上記の材料は例示のみを目的として示されており、本発明の開示が特許請求の範囲において特別に記載されていない限り任意の特定の材料に限定されないことが当然に理解されると考える。
【００７３】
上記の「生体相容性の無機材料（Biocompatible inorganic materials）」はヒドロキシアパタイト、全種類のリン酸カルシウム、リン酸アルファ−トリカルシウム、リン酸ベータ−トリカルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、種々のリン酸カルシウムの多形体、セラミック粒子、およびこれらの材料の組み合わせ物等のような種々の材料を含む。また、別の上記のような物質が整形外科の分野において治療的価値を有する場合には、これらの物質の少なくとも一部が本発明の開示の概念における有用性を有することが予想され、このような物質は特別に限定されない限りにおいて上記の「生体相容性の無機物質（（biocompatible inorganic material）および（biocompatible inorganic materials））」の意味に当然に含まれると考えられる。
【００７４】
種々の生体活性物質、生物学的に誘導されている物質、細胞、生物学的な潤滑剤、生体相容性の無機材料、生体相容性のポリマーの種々の組み合わせ物が上記本発明の開示の種々の支持骨格材料と共に使用可能であることが予想される。
【００７５】
また、標準的な種々の滅菌技法が本発明の開示の種々の製品と共に使用可能であることが予想される。
【００７６】
例示的に、種々の軟骨細胞等のような生活細胞により接種される実施形態の一例において、一定の滅菌処理した移植片を種々の生活細胞により接種し、これに続いて、その使用した細胞型に対して適当な一定の培地内において包装することができる。例えば、ダルベッコ修飾イーグル培地（Dulbecco’s Modified Eagle Medium）（ＤＭＥＭ）を含む一定の細胞培養培地が、細胞型に対して適当と思われる濃度および輸送条件等において、種々の可欠アミノ酸、グルコース、アスコルビン酸、ピルビン酸ナトリウム、殺真菌薬、抗生物質等のような標準的な添加物と共に使用可能である。
【００７７】
本発明の開示のＥＣＭ発泡体が、２００２年６月１４日に出願されている「ハイブリッド・バイオロジック−シンセチック・バイオアブソーバブル・スキャフォルズ（Hybrid Biologic-Synthetic Bioabsorbable Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１７２，３４７号と共に、本特許出願と同時に出願されていて、それぞれの内容全体が本明細書に参考文献として含まれている、以下の特許出願、すなわち、「メニスカス・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Meniscus Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４１号，ＤＥＰ−７４５）、「デバイシーズ・フロム・ナチュラリー・オカーリング・バイオロジカリー・デライブド・マテリアルズ（Devices from Naturally Occurring Biologically Derived Materials）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４２号，ＤＥＰ−７４８）、「カーテイレイジ・リペア・アパレイタス・アンド・メソッド（Cartilage Repair Apparatus and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４３号，ＤＥＰ−７４９）、「ユニタリー・サージカル・デバイス・アンド・メソッド（Unitary Surgical Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号ＤＥＰ−７５０）、「ハイブリッド・バイオロジック／シンセチック・ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャフォルド（Hybrid Biologic/Synthetic Porous Extracellular Matrix Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４４号，ＤＥＰ−７５１）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４５号，ＤＥＰ−７５２）、「ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャフォルド・アンド・メソッド（Porous Extracellular Matrix Scaffold and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４６号，ＤＥＰ−７４７）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・スキャフォルド・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Scaffolds and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１８０号，ＤＥＰ−７６３）において開示されているそれぞれの概念と共に組み合わせることが可能であると予想される。例えば、整形外科の種々の用途において、移植処理がその移植部位へのヒアルロン酸の投与を含む一定の治療プログラムを伴うかこれに従うことが望ましいと考えられる。
【００７８】
上記から分かるように、本発明の開示の概念は多数の利点を提供している。例えば、本発明の開示の概念は一定の支持骨格材料の設計の要求に対して適合するために変更可能な種々の機械的特性を有することのできる一定の多孔質の移植可能な支持骨格材料の製造方法を提供している。例えば、気孔寸法および材料密度を変更して一定の所望の機械的な構成を有する一定の支持骨格材料を提供することができる。とりわけ、このような支持骨格材料の気孔寸法および材料密度の多様性は内部を通過する一定の所望量の細胞移動を提供すると共に、一定の所望量の構造的な剛性を提供する一定の支持骨格材料を設計する場合に特に有用である。加えて、本発明の開示の概念によれば、移植における所望の細胞活性を可能にする適当な物理的な微小構造を有するだけでなく、種々のＥＣＭ等において天然に見られるような生物化学的組成（種々のコラーゲン、増殖因子、グリコスアミノグリカン等）を有している種々の移植可能な装置が製造可能になる。
【００７９】
天然に発生する細胞外基質は精製した細胞外基質に優る種々の利点を提供すると考えられるが、本発明の開示が精製した細胞外基質にも適用可能であることが考慮されている。従って、天然に発生する細胞外基質をその細胞外基質の物理的な粉砕の前に精製することが可能になると予想される。この精製は一定の細胞外基質を物理的に粉砕する前にコラーゲン以外の実質的に全ての物質を除去するためにその天然に発生する細胞外基質を処理することを含むと考えられる。また、この精製は種々の糖タンパク質、グリコスアミノグリカン、プロテオグリカン、脂質、非膠原性タンパク質および核酸（ＤＮＡおよびＲＮＡ）を実質的に除去するために実施できると考えられる。
【００８０】
上記の開示は種々の変更および代替的な形態が可能であるが、その特定の代表的な実施形態が各添付図面において例示のために示されていて詳細に説明されている。しかしながら、これらの開示されている特定の形態に本発明の開示を限定することを全く目的としていないこと、および、これとは逆に、この目的が当該開示の趣旨および範囲に該当する全ての変更例、等価物、および代替物を含むことであることが当然に理解されると考える。
【００８１】
本明細書において記載されている装置および方法の種々の特徴から生じる本発明の開示の複数の利点が存在している。さらに、本発明の開示における装置および方法の代替的な種々の実施形態が上記の記載されている特徴の全てを含まないがこれらの特徴の利点の少なくとも一部から依然として恩恵を受けている可能性があることに注目する必要がある。また、当該技術分野における通常の熟練者は本発明の開示における特徴の１個以上を含み、本発明の開示の趣旨および範囲内に該当する一定の装置および方法のそれぞれ固有の実施方法を容易に考え出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
上記の詳細な説明は特に以下の添付図面に基いている。
【図１】一定の比較的に大きな気孔寸法および一定の比較的に低い材料密度を有している一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の表面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像である。
【図２】一定の比較的に中程度の気孔寸法および一定の比較的に中程度の材料密度を有している一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の表面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像である。
【図３】一定の比較的に小さな気孔寸法および一定の比較的に高い材料密度を有している一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の表面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像である。
【図４】矢印により示されている一例の気孔を伴う一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の断面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像であり、この画像は図１乃至図３の各画像よりも大きな一定の倍率において示されている。
【図５】矢印により示されている複数の例の気孔を伴う一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の断面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像であり、この画像は図１乃至図３の各画像よりも大きな一定の倍率において示されている。
【図６】矢印により示されている複数の例の気孔を伴う一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の断面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像であり、この画像は図１乃至図３の各画像よりも大きな一定の倍率において示されている。
【図７】一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の断面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像であり、この画像は図１乃至図３の各画像よりも大きな一定の倍率において示されている。
【図８】一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料の表面を示している一定の走査電子顕微鏡による画像であり、この画像は図１乃至図３の各画像よりも大きな一定の倍率において示されている。
【図９】凝集性のＳＩＳの部材片の一定の素材を示している一定の走査電子顕微鏡による画像である。
【図１０】凝集性のＳＩＳの部材片の一定の素材を示している一定の走査電子顕微鏡による画像である。
【図１１】ＦＩＴＣ−ＢＳＡの存在下に架橋されている一定の多孔質な網状構造のＳＩＳの連続気泡型発泡体の支持骨格材料からの共役結合したＦＩＴＣ−ＢＳＡの制御された拡散を示している一定の棒グラフである。
【図１】
2005523733.tif 000005
【図２】
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【図３】
2005523733.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005523733.tif 000011
【図８】
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【図９】
2005523733.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年2月10日(2003.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な支持骨格材料を作成する方法において、
一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程、
前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片および液体をフリーズ・ドライ処理する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項２】
さらに、前記細胞外基質材料および液体を凍結して当該液体により氷の結晶を形成する工程を含み、この凍結工程が前記フリーズ・ドライ処理工程の前に行なわれる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フリーズ・ドライ処理工程がさらに前記氷の結晶を一定の真空の存在下に直接的に蒸気に昇華させる処理を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記フリーズ・ドライ処理工程が一定の多孔質な本体部分を形成するために前記液体を昇華する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらに、前記細胞外基質材料を前記部材片に粉砕する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記細胞外基質材料が小腸粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、胃粘膜下組織、消化管粘膜下組織、呼吸器粘膜下組織、生殖器粘膜下組織、および肝臓基底膜から成る群から選択される材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
さらに、前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記細胞外基質材料および前記液体をフラッシュ凍結する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに、前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を固める工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を遠心処理する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記天然に発生する細胞外基質材料および前記液体を一定の制御された温度降下速度で凍結する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記凍結工程が前記支持骨格材料の気孔寸法を変更するために前記温度降下速度を変更する処理を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記組み込み工程が
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記細胞外基質材料に共役的に結合させる処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
身体組織を修復または再生するための移植可能な支持骨格材料において、
一定の方法により調製されている一定の多孔質な本体部分を備えており、前記方法が
一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程、
前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片および液体をフリーズ・ドライ処理する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料の中に組み込む工程を含む移植可能な支持骨格材料。
【請求項１８】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記天然に発生する細胞外基質材料および液体を凍結して当該液体により氷の結晶を形成する工程を含み、この凍結工程が前記フリーズ・ドライ処理工程の前に行なわれる請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項１９】
前記フリーズ・ドライ処理工程がさらに前記氷の結晶を一定の真空の存在下に直接的に蒸気に昇華させる処理を含む請求項１８に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２０】
前記フリーズ・ドライ処理工程が前記液体を昇華する処理を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２１】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記天然に発生する細胞外基質材料を前記部材片に粉砕する工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２２】
前記天然に発生する細胞外基質材料が小腸粘膜下組織、胃粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、消化管粘膜下組織、呼吸器粘膜下組織、生殖器粘膜下組織、および肝臓基底膜から成る群から選択される材料を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２３】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料および前記液体をフラッシュ凍結する工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２４】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を固める工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２５】
前記多孔質な本体部分を調製するための方法がさらに前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を遠心処理する工程を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２６】
前記組み込み工程が
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２７】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項２６に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２８】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項２６に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項２９】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記細胞外基質材料に共役的に結合させる処理を含む請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項３０】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項１７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項３１】
身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な装置を作成する方法において、
一定の天然に発生する細胞外基質材料を一定の原料の形態で供給する工程、
天然に発生する細胞外基質の一定のスラリーを形成するために前記原料の天然に発生する細胞外基質を一定の液体の存在下に粉砕する工程、
天然に発生する細胞外基質の一定の連続気泡型の発泡体を形成するために前記天然に発生する細胞外基質のスラリーを凍結乾燥する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記連続気泡型の発泡体の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項３２】
前記天然に発生する細胞外基質の連続気泡型の発泡体がコラーゲン以外の分子を含み、当該コラーゲン以外の分子が前記原料の形態の天然に発生する細胞外基質の中に存在している請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記組み込み工程が
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記細胞外基質材料に共役的に結合させる処理を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
一定の生物学的な物質を含む細胞外基質の発泡体。
【請求項３９】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項３８に記載の発泡体。
【請求項４０】
一定の細胞外基質の発泡体を作成する方法において、一定の生物学的な物質を前記発泡体の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項４１】
前記組み込み工程が
前記発泡体を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記発泡体を架橋する処理を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記発泡体を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該発泡体を架橋する処理を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記発泡体を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該発泡体を架橋する処理を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記発泡体に共役的に結合させる処理を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な支持骨格材料を作成する方法において、
一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程、
前記天然に発生する細胞外基質の部材片および液体を一定の素材に形成する工程、
前記素材の中に複数の隙間を形成するために前記液体を除去する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記素材の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項４７】
前記除去工程が前記液体を昇華させる処理を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記除去工程が前記液体を蒸発させる処理を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
さらに、
一定の天然に発生する細胞外基質を一定の原料の形態で供給する工程、および
前記天然に発生する細胞外基質の部材片を形成するために当該天然に発生する細胞外基質材料を粉砕する工程を含み、この天然に発生する細胞外基質の部材片が前記原料の形態の天然に発生する細胞外基質よりも小さい請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
前記天然に発生する細胞外基質材料が小腸粘膜下組織、胃粘膜下組織、呼吸器粘膜下組織、消化管粘膜下組織、生殖器粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、および肝臓基底膜から成る群から選択される材料を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記形成工程が前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を固める処理を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
前記組み込み工程が
前記素材を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記素材を架橋する処理を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項５３】
前記素材を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該素材を架橋する処理を含む請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記素材を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該素材を架橋する処理を含む請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記素材に共役的に結合させる処理を含む請求項４６に記載の方法。
【請求項５６】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項４６に記載の方法。
【請求項５７】
身体組織を修復または再生するための移植可能な支持骨格材料において、
一定の方法により調製されている一定の多孔質な本体部分を備えており、前記方法が
（ｉ）一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程、（ｉｉ）前記細胞外基質の部材片および液体を一定の素材に形成する工程、（ｉｉｉ）前記素材の中に複数の隙間を形成するために前記液体を除去する工程、および（ｉｖ）少なくとも１種類の生物学的な物質を前記素材の中に組み込む工程を含む移植可能な支持骨格材料。
【請求項５８】
前記除去工程が前記液体を昇華させる処理を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項５９】
前記除去工程が前記液体を蒸発させる処理を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６０】
前記多孔質な支持骨格材料を調製するための方法がさらに前記天然に発生する細胞外基質材料を前記部材片に粉砕する工程を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６１】
前記天然に発生する細胞外基質材料が小腸粘膜下組織、胃粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、消化管粘膜下組織、呼吸器粘膜下組織、生殖器粘膜下組織、および肝臓基底膜から成る群から選択される材料を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６２】
前記形成工程が前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片を固める処理を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６３】
前記組み込み工程が
前記素材を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記素材を架橋する処理を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６４】
前記素材を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該素材を架橋する処理を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６５】
前記素材を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該素材を架橋する処理を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６６】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記素材に共役的に結合させる処理を含む請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【請求項６７】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項５７に記載の移植可能な支持骨格材料。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
関連出願に対するクロス・リファレンス
同時係属の「メニスカス・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Meniscus Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，７９４号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４１号，ＤＥＰ−７４５）、「デバイシーズ・フロム・ナチュラリー・オカーリング・バイオロジカリー・デライブド・マテリアルズ（Devices from Naturally Occurring Biologically Derived Materials）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，７１９号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４２号，ＤＥＰ−７４８）、「カーテイレイジ・リペア・アパレイタス・アンド・メソッド（Cartilage Repair Apparatus and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３４７号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４３号，ＤＥＰ−７４９）、「ユニタリー・サージカル・デバイス・アンド・メソッド（Unitary Surgical Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３４４号（代理人明細書番号ＤＥＰ−７５０）、「ハイブリッド・バイオロジック／シンセチック・ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャホルズ（Hybrid Biologic/Synthetic Porous Extracellular Matrix Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３４１号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４４号，ＤＥＰ−７５１）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，６０６号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４５号，ＤＥＰ−７５２）、「ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャフォルド・アンド・メソッド（Porous Extracellular Matrix Scaffold and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３５４号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４６号，ＤＥＰ−７４７）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・スキャフォルド・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Scaffolds and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３３４号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１８０号，ＤＥＰ−７６３）に対してクロス・リファレンスが行なわれており、これらのそれぞれは本特許出願と同一の譲受人に譲渡されており、これらのそれぞれは本特許出願と同時に出願されていて、これらのそれぞれは本明細書に参考文献として含まれる。また、２００２年６月１４日に出願されている「ハイブリッド・バイオロジック・シンセチック・バイオアブソーバブル・スキャフォルズ（Hybrid Biologic-Synthetic Bioabsorbable Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１７２，３４７号に対してもクロス・リファレンスが行なわれており、この特許出願は本特許出願と同一の譲受人に譲渡されていて、本明細書に参考文献として含まれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記のような小腸粘膜下組織は容易に利用可能であるが、ＥＣＭの別の供給源も組織の再造形において有効であることが知られている。これらの供給源は胃、膀胱、消化管、呼吸器、または生殖器の粘膜下組織または肝臓の基底膜を含むがこれらに限定されない。例えば、米国特許第６，３７９，７１０号、同第６，１７１，３４４号、同第６，０９９，５６７号、および同第５，５５４，３８９号を参照されたく、これらのそれぞれは本明細書に参考文献として含まれる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらに別の実施形態において、組織の修復および／または再生を促進または助長する種々の生物学的な物質が上記支持骨格材料に組み込まれている。この支持骨格材料は化学的にまたは酵素により架橋されている。また、上記の生物学的な物質は支持骨格材料の架橋中に存在することができ、これにより、その架橋した支持骨格材料の中に物理的に細くされる。さらに、この生物学的な物質はリポソームの配給により保護できる。あるいは、これらの生物学的な物質は架橋処理を行なった後に上記支持骨格材料の中に灌流できる。その後、その支持骨格材料からのこれらの生物学的な物質の制御された放出が拡散により達成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
その後、上記の凍結プレートを上記エタノール槽から除去して、上述したビルテイス・ゲネシス（Virtis Genesis）シリーズの凍結乾燥装置等のような一定の適当な凍結乾燥装置の中に入れる。次に、凍結したＳＩＳ材料を自然に溶かすことなく、凍結乾燥処理により減圧および低温の条件下に氷の結晶を蒸気に直接的に昇華させる。このことにより、複数の気孔または隙間がそれまでに上記氷の結晶により占められていた空間部分の中に残る。この場合に、この凍結乾燥処理において用いた各パラメーターは８時間にわたる−１３℃の一次乾燥温度における第１の期間に続き、４時間にわたる３５℃の二次乾燥温度における第２の期間を含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
その後、上記のプレートを各試料が完全に凍結するまで一定の−８０℃の凍結装置の中に入れる。それぞれの材料の量に応じて、完全に凍結する時間が、例えば、約１分乃至約３０分等のように変わることが有り得る。その後、凍結した各プレートを上記フリーザーから除去して、一定の適当な凍結乾燥装置の中に入れて上記実施例１に関連して説明されているものと同様のパラメーター（すなわち、８時間にわたる−１３℃の一次乾燥温度における第１の期間に続き、４時間にわたる３５℃の二次乾燥温度における第２の期間）において凍結乾燥処理する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
上記の遠心分離処理と同時に、一定の液体窒素槽を一定の広口型の液体窒素容器の中に液体窒素を注ぎ入れることにより調製する。上記の各プレートはこの槽が準備されるまで遠心分離装置の中に保持されている。その後、各プレートがこの槽の中に浸漬されて、約１５秒間にわたりこの液体の中に保持される。この窒素槽から取り出す際に、各プレートは解凍を避けるために一定の−８０℃の凍結装置の中に速やかに入れられる。その後、これらの凍結したプレートはフリーザーから取り出されて、一定の適当な凍結乾燥装置の中に配置されて上記実施例１および実施例２に関連して説明されているのと同様のパラメーター（すなわち、８時間にわたる−１３℃の一次乾燥温度における第１の期間に続き、４時間にわたる３５℃の二次乾燥温度における第２の期間）に従って凍結乾燥処理される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
上記のＥＣＭ発泡体の各製品は上記以外のＥＣＭ製品の密度よりも実質的に低い密度を有して作成することができる。比較のために、市場において入手可能なレストア（RESTORE）（登録商標）製品である一定のＥＣＭ積層体の密度は０．４６６±０．０７４ｇ／ｃｃである。また、「デバイシーズ・フロム・ナチュラリー・オカーリング・バイオロジカリー・デライブド・マテリアルズ（Devices from Naturally Occurring Biologically Derived Materials）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，７１９号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４２号，ＤＥＰ−７４８）において記載されているような粉砕および硬質化したＳＩＳにより構成されている一定のＥＣＭ製品は０．７４７±０．０５９ｇ／ｃｃの一定の密度を有して作成されている。さらに、「メニスカス・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Meniscus Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，７９４号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４１号，ＤＥＰ−７４５）において記載されているような増強したＳＩＳ積層体により構成されている一定のＥＣＭ製品は０．９３３±０．０６１ｇ／ｃｃの一定の密度を有して作成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
一例の実施形態において、上記の生物学的な物質は物理的な捕捉手段により本発明の開示のＥＣＭ発泡体の中において隔離されている。一例の方法において、この生物学的な物質はリポソームの配給により上記のような捕捉中に保護できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
上記の「生物学的に誘導されている物質（Biologically derived agents）」はまた生体再造形可能な種々の膠原性の組織基質も含む。さらに、この表現の「生体再造形可能な膠原性組織基質（bioremodelable collagenous tissue matrix）」および「天然に発生する生体再造形可能な膠原性組織基質（naturally occurring bioremodelable collagenous tissue matrix）」は皮膚、動脈、静脈、心膜、心臓弁、硬膜、靭帯、骨、軟骨、膀胱、肝臓、胃、筋膜および腸管、腱、および同類の供給源から成る群から選択される天然組織から誘導されている種々の基質を含む。この「天然に発生する生体再造形可能な膠原性組織基質」は洗浄、加工、滅菌、および随意的に架橋されている基質材料を意味することを目的としているが、種々の天然の線維を精製して精製した天然の線維から一定の基質材料を再形成することは一定の天然に発生する生体再造形可能な膠原性組織基質の定義には含まれない。さらに、上記用語の「生体再造形可能な膠原性組織基質（bioremodelable collagenous tissue matrices）」は「種々の細胞外基質（extracellular matrices）」をその定義内に含む。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
上記の「生物学的な潤滑剤（Biological lubricants）」はヒアルロン酸ナトリウム等のようなヒアルロン酸およびその塩類、デルマタン硫酸等のようなグリコスアミノグリカン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸およびケラタン硫酸、種々のムチン糖タンパク質（例えば、ルブリシン（lubricin））を含む骨膜液および骨膜液の種々の成分、ビトロネクチン、トリボネクチン（tribonectins）、関節軟骨表面領域タンパク質、表面活性リン脂質、潤滑性糖タンパク質Ｉ，ＩＩ、および雄鶏冠（rooster comb）ヒアルロネート等を含む。この「生物学的な潤滑剤」はまた英国リーズのデピュイ・インターナショナル社（DePuy International, Ltd.）から欧州において入手可能であり、イスラエル国レホボットのバイオ−テクノロジー・ジェネラル（イスラエル）社（Bio-Technology General (Israel) Ltd.）により製造されているアースリース（ARTHREASE）（商標）高分子量ヒアルロン酸ナトリウム、ニュージャージー州リッジフィールドのバイオマトリクス社（Biomatrix, Inc.）により製造されていて、ペンシルベニア州フィラデルフィアのワイエス−エイエルスト・ファーマシューティカルズ社（Wyeth-Ayerst Pharmaceuticals）により配給されているシンビスク（SYNVISC）（登録商標）ハイラン（Hylan）Ｇ−Ｆ２０、ニューヨーク州ニューヨークのサノフィ−シンセラボ社（Sanofi-Synthelabo, Inc.）から入手可能であり、イタリア国パジュアのフィデイアＳ．ｐ．Ａ社（FIDIA S.P.A）により製造されているハイラガン（HYLAGAN）（登録商標）ヒアルロン酸ナトリウム、および１％、１．４％および２．３％（眼科学的使用用）の濃度でニュージャージー州ピーパックのファーマシア・コーポレーション社（Pharmacia Corporation）から入手可能であるヘアロン（HEALON）（登録商標）ヒアルロン酸ナトリウム等のような種々の市販製品を含むことも目的としている。また、別の上記のような物質が整形外科の分野において治療的価値を有する場合には、これらの物質の少なくとも一部が本発明の開示の概念における有用性を有することが予想され、このような物質は特別に限定されない限りにおいて上記の「生物学的な潤滑剤（（biological luburicant）および（biological luburicants））」の意味に当然に含まれると考えられる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
上記の「生体相容性のポリマー（Biocompatible polymers）」は種々の合成のポリマーおよび種々の生体ポリマー（例えば、コラーゲン等）の両方を含むことを目的としている。このような生体相容性のポリマーの例はポリ（Ｌ−ラクチド）（ＰＬＬＡ）およびポリグリコリド（ＰＧＡ）等のような種々の［アルファ］−ヒドロキシカルボン酸のポリエステル、ポリ−ｐ−ジオキサノン（ＰＤＯ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリビニル・アルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレン・オキシド（ＰＥＯ）、米国特許第６，３３３，０２９号および同第６，３５５，６９９号において開示されている種々のポリマー、および種々のプロテーゼ移植片の構成において利用されている種々のポリマーまたはコポリマーの任意の別の生体吸収性で生体相容性のポリマー、コポリマーまたは種々のポリマーまたはコポリマーの混合物を含む。加えて、新しい生体相容性で生体吸収性の材料が開発される場合に、これらの材料の少なくとも一部がその材料により種々の整形外科装置が作成可能になる有用な材料になることが予想される。従って、上記の材料は例示のみを目的として示されており、本発明の開示が特許請求の範囲において特別に記載されていない限り任意の特定の材料に限定されないことが当然に理解されると考える。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
本発明の開示のＥＣＭ発泡体が、２００２年６月１４日に出願されている「ハイブリッド・バイオロジック−シンセチック・バイオアブソーバブル・スキャフォルズ（Hybrid Biologic-Synthetic Bioabsorbable Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１７２，３４７号と共に、本特許出願と同時に出願されていて、それぞれの内容全体が本明細書に参考文献として含まれている、以下の特許出願、すなわち、「メニスカス・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Meniscus Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，７９４号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４１号，ＤＥＰ−７４５）、「デバイシーズ・フロム・ナチュラリー・オカーリング・バイオロジカリー・デライブド・マテリアルズ（Devices from Naturally Occurring Biologically Derived Materials）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，７１９号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４２号，ＤＥＰ−７４８）、「カーテイレイジ・リペア・アパレイタス・アンド・メソッド（Cartilage Repair Apparatus and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３４７号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４３号，ＤＥＰ−７４９）、「ユニタリー・サージカル・デバイス・アンド・メソッド（Unitary Surgical Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３４４号（代理人明細書番号ＤＥＰ−７５０）、「ハイブリッド・バイオロジック／シンセチック・ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャフォルド（Hybrid Biologic/Synthetic Porous Extracellular Matrix Scaffolds）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３４１号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４４号，ＤＥＰ−７５１）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・デバイス・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Device and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，６０６号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４５号，ＤＥＰ−７５２）、「ポーラス・エクストラセルラー・マトリクス・スキャフォルド・アンド・メソッド（Porous Extracellular Matrix Scaffold and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３５４号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１４６号，ＤＥＰ−７４７）、「カーテイレイジ・リペア・アンド・リジェネレーション・スキャフォルド・アンド・メソッド（Cartilage Repair and Regeneration Scaffolds and Method）」を発明の名称とする米国特許出願第１０／１９５，３４４号（代理人明細書番号第２６５２８０−７１１８０号，ＤＥＰ−７６３）において開示されているそれぞれの概念と共に組み合わせることが可能であると予想される。例えば、整形外科の種々の用途において、移植処理がその移植部位へのヒアルロン酸の投与を含む一定の治療プログラムを伴うかこれに従うことが望ましいと考えられる。


【手続補正書】
【提出日】平成16年4月14日(2004.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体組織を修復または再生するための一定の移植可能な支持骨格材料を作成する方法において、
一定の天然に発生する細胞外基質材料の部材片を一定の液体の中に懸濁する工程、
前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片および液体をフリーズ・ドライ処理する工程、および
少なくとも１種類の生物学的な物質を前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料の中に組み込む工程を含む方法。
【請求項２】
前記フリーズ・ドライ処理工程が前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片、前記少なくとも１種類の生物学的な物質、および前記液体を同時に凍結乾燥する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記細胞外基質材料を前記液体の存在下に前記部材片に粉砕する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記懸濁工程が前記天然に発生する細胞外基質材料の凝集性の部材片を前記液体の中に懸濁する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記細胞外基質材料が小腸粘膜下組織、膀胱粘膜下組織、胃粘膜下組織、消化管粘膜下組織、呼吸器粘膜下組織、生殖器粘膜下組織、および肝臓基底膜から成る群から選択される材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記組み込み工程が
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を少なくとも１種類の生物学的な物質を含有している一定の溶液と共に培養する処理、および
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理が一定の水溶性のカルボジイミドの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理がトランスグルタミナーゼの使用により当該フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料を架橋する処理を含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記組み込み工程が前記生物学的な物質を前記細胞外基質材料に共役的に結合させる処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記生物学的な物質が一定の生体活性物質、一定の生物学的に誘導されている物質、および一定の細胞から成る群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記組み込み工程が前記フリーズ・ドライ処理工程の前に前記少なくとも１種類の生物学的な物質を懸濁する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記フリーズ・ドライ処理工程が前記天然に発生する細胞外基質材料の部材片、前記少なくとも１種類の生物学的な物質、および前記液体を同時に凍結乾燥する処理を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記組み込み工程が前記少なくとも１種類の生物学的な物質を前記フリーズ・ドライ処理した細胞外基質材料の中に物理的に捕捉する処理を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法により作成されている一定の製品。
【国際調査報告】
2005523733.tif 000016
2005523733.tif 000017