(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱細胞化組織マトリックス材料を製造するための生体組織原料を収集し、前記原料は、動物の皮膚、軟骨、血管、半月板、胃、小腸、大腸、隔膜、腱、靭帯、神経組織、膀胱及び尿道を含むがそれらに限定されず、コラーゲンを含有する組織を切断して分離し、１〜２０ミリメートルの小塊又は小片に切断する原料収集のステップ１と、
ステップ１で得た小塊又は小片を２％の炭酸ナトリウムで４〜４８時間浸漬し又はｐＨが１０．５〜１２．５のほかのアルカリ性溶液で浸漬する原料消毒のステップ２と、
ステップ２で浸漬した小塊又は小片を、０．１〜２．０％のデオキシコール酸ナトリウム、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル又は１０〜２００単位／リットルの中性酵素で４〜３６時間脱細胞化処理する脱細胞化処理のステップ３と、
ステップ３で脱細胞化処理された小塊又は小片を、材料１キログラムあたり１〜６リットルの生理食塩水又はほかの中性等浸透圧溶液で２〜５回洗浄し、各回が１〜１２時間である脱細胞化組織マトリックス材料の洗浄のステップ４と、
ステップ４で洗浄された脱細胞化組織マトリックス材料の小塊又は小片を粉砕機で微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料に粉砕して研磨する脱細胞化組織マトリックスの粉砕のステップ５と、
ステップ５で得た微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料の一部を、ｐＨが２．８〜３．５の塩酸又は酢酸溶液５〜２００ｍＭに浸漬して１〜２４時間酸性化処理し、さらにマトリックス材料をヒドロゲル状粒子に粉砕して研磨し、水酸化ナトリウム溶液でｐＨを４．０〜６．５に調節する酸性化処理のステップ６と、
２０〜３０℃の室温で、６０〜９０％の比率で、微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料と４０％〜１０％で酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス粒子とを均一に混合して包装金型に注入する混合及び金型注入のステップ７と、
脱細胞化組織マトリックス材料の懸濁液を収容した金型を−２０℃以下の冷凍庫に入れて冷凍し、又は１回目解凍した後に再冷凍することによりその懸濁液のギャップ構造を向上させる凍結処理のステップ８と、
冷凍した材料をＸ−線、γ線又は電子線で処理する放射処理のステップ９と、
ステップ９で処理された脱細胞化組織マトリックス材料を、常温下で保存可能な多孔質細胞増殖用足場に製造するステップ１０と、を含み、前記動物にはヒトが含まれないことを特徴とする構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法。
【請求項２】
前記ステップ１０では、多孔質細胞増殖用足場の脱細胞化組織マトリックス材料は繊維直径が２〜２５０ミクロン、長さが１００〜３０００ミクロンの微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料、及び粒子直径が２〜１５０ミクロンの酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料であることを特徴とする請求項１に記載の構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法。
【請求項３】
マトリックス材料は、脱細胞化組織マトリックス材料の総含有量が１０〜１００ｍｇ／ｃｍ３であり、細胞増殖用足場の全ギャップ率が９０〜９９％であり、口径の２５ミクロンより大きいギャップ率が８０〜９８％であることを特徴とする請求項２に記載の構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法。
【請求項４】
前記足場では、微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料は乾燥重量比で６０％〜９０％であり、前記酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料は乾燥重量比で４０％〜１０％であることを特徴とする請求項２に記載の構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は材料科学、組織工学及び再生医療の分野に適用される、化学架橋が不要で、生物学的活性を有し、安定した三次元構造及び構造記憶特徴を有する多孔質細胞増殖用足場の製造方法に関し、具体的には構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
病変、創傷又は外科手術によって人体の軟組織の欠損を引き起こすことが多く、人体自体の再生に所要の軟組織は現代医学が解決しなければならない難題である。国内外では様々な軟組織欠損修復用の充填材とドレッシングが開発されており、人工合成高分子材料と天然バイオマテリアルで製造されたヒドロゲル及び多孔質スポンジ類充填材を含む。動物組織を原料として酸処理又は酵素処理して精製されたコラーゲンは、コラーゲンヒドロゲルに製造され、化学架橋処理を適宜行うことによってヒドロゲル製剤におけるコラーゲンの安定性を高め、人体内で分解しにくくなる。コラーゲン懸濁液又はヒドロゲルを凍結乾燥して多孔質コラーゲンスポンジ材料に製造し、更なる化学架橋固定処理によって、スポンジ材料におけるコラーゲンの安定性を向上させるだけでなく、コラーゲンスポンジ材料の多孔質構造特性を保持することもできる。多孔質コラーゲンスポンジ材料は臨床医学において創傷の止血、組織欠損部位の充填、及び薬物担体等に広く用いられている。
【０００３】
中国特許文献ＣＮ１２３５９４７Ｃ、ＣＮ１０１５４９１７１Ｂはそれぞれ、このようなコラーゲンスポンジ材料を製造する具体的な方法を提案している。特許文献ＣＮ１２３５９４７Ｃには、常温で、塩酸又は酢酸溶液で豊富なコラーゲンを含有する動物組織（皮膚、軟骨、靭帯、腱等）を浸漬し、酵素分解して動物組織細胞外コラーゲンフレームワークを得て、研磨しホモジェナイズ処理してコラーゲン懸濁液を得て、コラーゲン懸濁液を金型に注入し、加圧成形し、凍結乾燥してコラーゲンスポンジ充填剤を製造して、凍結乾燥前又は凍結乾燥後に化学架橋剤で処理するという技術案が提案されている。特許文献ＣＮ１０１５４９１７１Ｂには、高純度のＩＩ型コラーゲン溶液を抽出した後、ポリエチレングリコールでＩＩ型コラーゲン溶液を濃縮し、次にカルボジイミド及びＮ−ヒドロキシスクシンイミドを架橋剤として濃縮後のＩＩ型コラーゲンを架橋し、凍結乾燥してコラーゲンスポンジを得るという技術案が提案されている。
【０００４】
上記の技術案はいずれも化学架橋によってコラーゲンスポンジを得るが、欠陥も明らかであり、酸性化及び酵素分解により製造されたコラーゲンスポンジは安定性が劣り、生物学的活性が不足し分解速度が速すぎる等の欠点がある。
【０００５】
また、技術分野では、コラーゲンスポンジの製造過程においてヒアルロン酸ナトリウム、キトサン、キチン、コンドロイチン硫酸等のほかの生体高分子材料を添加することによって複合スポンジ材料を製造し、且つコラーゲンスポンジの生物学的性能を改善するという手法もある。例えば、中国特許文献ＣＮ１０１８６２４７５Ｂには、コラーゲン溶液にヒアルロン酸ナトリウムを添加し、化学架橋によって複合したコラーゲン材料を得るという技術案が提案されている。中国特許文献ＣＮ１０３００７３３６Ａには、魚皮コラーゲンにキトサンを添加し、凍結乾燥して架橋を行い、さらに二次凍結乾燥して魚皮コラーゲンベース複合スポンジを製造するという技術案が提案されている。化学架橋処理によってコラーゲンスポンジの安定性を高め、ヒアルロン酸やキトサン等のほかの生体高分子を含有するコラーゲンスポンジ複合材が生物学的活性に優れているが、放射線滅菌後、これらのスポンジ材料の安定性が著しく低下し、大面積の軟組織充填又は創傷修復時に深刻な炎症が生じやすくなってしまう。
【０００６】
上記技術案は、化学架橋処理によってコラーゲンスポンジの安定性を高め、且つヒアルロン酸やキトサン等のほかの生体高分子を含有するコラーゲンスポンジ複合材が生物学的活性に優れている。それにも関わらず、実際に、放射線滅菌後にこれらのスポンジ材料の安定性が著しく低下し、特に大面積の軟組織充填又は創傷修復時に深刻な炎症が生じやすい問題がある。
【０００７】
米国特許文献ＵＳ２０１２／０２６３７６３Ａ１には、繊維化後の脱細胞化に基づく組織マトリックススポンジ材料が記載されている。該材料の製造方法は、豚の皮を原料とし、脂肪除去、凍結超薄切片、脱細胞化と脱抗原化、洗浄、繊維化ホモジェナイズ、ウイルス不活性化、滅菌を行い、脱細胞化マトリックス懸濁液を凍結乾燥して組織マトリックススポンジ材料に製造し、凍結乾燥したスポンジ材料をエチレンオキシド又は放射線で滅菌することができる。該方法による積極的な効果については、化学架橋を行わずに、該細胞外組織マトリックス材料の元の組織マトリックスの基本構造特徴を良好に保持し、コラーゲン成分に加えて、ほかの重要な細胞外組織マトリックス成分、例えばエラスチン、フィブリン、プロテオグリカン等をさらに含み、製造プロセスには酸処理、酵素分解処理の過程が不要になり、該スポンジ材料は生体適合性に優れ、宿主細胞の急速な成長をサポートし、コラーゲンの安定性が高く、炎症反応を低減させる。しかしながら、この方法によって得られる該スポンジ材料は構造強度が劣り、弾性が低く、加圧されると崩れやすく変形しやすく、元の材料の構造を保持できなく、元の形状が回復不能であるという問題がある。
【０００８】
上記文献に開示された技術的方法をまとめたところ、酸分解又は酵素分解して精製されたコラーゲンヒドロゲルで多孔質コラーゲンスポンジ材料を製造する場合であっても、脱細胞化してホモジェナイズされた組織マトリックス材料懸濁液で多孔質コラーゲンスポンジ材料を製造する場合であっても、従来の技術では、ヒドロゲル又は懸濁液を凍結乾燥し、更なる化学架橋処理によって材料の機械的強度とスポンジ材料におけるコラーゲンの安定性を向上させ、化学架橋処理によって、組織マトリックス材料が多孔細胞増殖用足場として持つ多くの優れた天然特性を奪われてしまうという顕著な問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＣＮ１２３５９４７Ｃ
【特許文献２】ＣＮ１０１５４９１７１Ｂ
【特許文献３】ＣＮ１０１８６２４７５Ｂ
【特許文献４】ＣＮ１０３００７３３６Ａ
【特許文献５】ＵＳ２０１２／０２６３７６３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする技術課題は、優れた生体適合性及び完全な生分解性を有するとともに、細胞増殖、インビボ及びインビトロでの組織や臓器の成長をサポートする構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明が前記問題を解決する技術的解決手段は以下のとおりである。構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法であって、脱細胞化組織マトリックス材料を製造するための生体組織原料を収集し、前記原料は、人体又は動物の皮膚、軟骨、血管、半月板、胃、小腸、大腸、隔膜、腱、靭帯、神経組織、膀胱及び尿道を含むがそれらに限定されず、豊富なコラーゲンを含有する組織を切断して分離し、１〜２０ミリメートルの小塊又は小片に切断する原料収集のステップ１と、ステップ１で得た小塊又は小片を２％の炭酸ナトリウムで４〜４８時間浸漬し又はｐＨが１０．５〜１２．５のほかのアルカリ性溶液で浸漬する原料消毒のステップ２と、ステップ２で浸漬した小塊又は小片を、０．１〜２．０％のデオキシコール酸ナトリウム、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル又は１０〜２００単位／リットルの中性酵素で４〜３６時間脱細胞化処理する脱細胞化処理のステップ３と、ステップ３で脱細胞化処理された小塊又は小片を、材料１キログラムあたり１〜６リットルの生理食塩水又はほかの中性等浸透圧溶液で２〜５回洗浄し、各回が１〜１２時間である脱細胞化組織マトリックス材料の洗浄のステップ４と、ステップ４で洗浄された脱細胞化組織マトリックス材料の小塊又は小片を粉砕機で微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料に粉砕して研磨する脱細胞化組織マトリックスの粉砕のステップ５と、ステップ５で得た微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料を、ｐＨが２．８〜３．５の塩酸又は酢酸溶液５〜２００ｍＭに浸漬して１〜２４時間酸性化処理し、さらにマトリックス材料をヒドロゲル状粒子に粉砕して研磨し、水酸化ナトリウム溶液でｐＨを４．０〜６．５に調節する酸性化処理のステップ６と、２０〜３０℃の室温で、６０〜９０％の比率で微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料と４０〜１０％で酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス粒子とを均一に混合して包装金型に注入する混合及び金型注入のステップ７と、脱細胞化組織マトリックス材料の懸濁液を収容した金型を−２０℃以下の冷凍庫に入れて冷凍し、又は１回目解凍した後に再冷凍することによりその懸濁液のギャップ構造を向上させる凍結処理のステップ８と、冷凍した材料をＸ−線、γ線又は電子線で処理する放射処理のステップ９と、ステップ９で処理された脱細胞化組織マトリックス材料を、化学架橋が不要で、生物学的活性を有し、安定した三次元構造及び構造記憶特徴を有する固体の多孔質細胞増殖用足場材料に製造するステップ１０と、を含むことを特徴とする。また、本発明において、ステップ１０では、多孔質細胞増殖用足場の脱細胞化組織マトリックス材料は繊維直径が２〜２５０ミクロン、長さが１００〜３０００ミクロンの微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料、及び粒子直径が２〜１５０ミクロンの酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料である。マトリックス材料は脱細胞化組織マトリックス材料の総含有量が１０〜１００ｍｇ／ｃｍ３であり、細胞増殖用足場の全ギャップ率が９０〜９９％であり、そして、口径の２５ミクロンより大きいギャップ率が８０〜９８％である。前記足場で���、微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料は乾燥重量比で６０％〜９０％であり、前記酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料は乾燥重量比で４０％〜１０％である。
【発明の効果】
【００１２】
従来技術に比べて、本発明に係る製造方法で製造された足場は化学架橋が不要で、生物学的活性を有し、安定した三次元構造及び構造記憶特徴を有する多孔質細胞増殖用足場であり、繊維又は絮状の脱細胞化組織材料と酸性化されたヒドロゲル脱細胞化組織材料とを所定比率で混合し、凍結／融解押し出し及び放射工程を行ってなる特殊性能を有する多孔質材料である。該足場は、優れた生体適合性及び完全な生分解性を有するとともに、細胞増殖、インビボ及びインビトロでの組織や臓器の成長をサポートし、人体の軟組織創傷と欠損の修復に適する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の一実施例の構造模式図である。
【図２】図２は図１に示される足場製品の示差走査熱量計（ＤＳＣ）のサーモグラム図である。
【図３】図３は足場製品を構成する２種類の材料の安定性と粒子直径との関係を示した曲線である。
【図４】図４は図１に示される足場製品の示差走査熱量計のサーモグラム図である。
【図５】図５は本発明の構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図５に示すように、本発明は構造記憶特性を有する細胞増殖用足場の製造方法に関し、脱細胞化組織マトリックス材料を製造するための生体組織原料を収集し、前記原料は、人体又は動物の皮膚、軟骨、血管、半月板、胃、小腸、大腸、隔膜、腱、靭帯、神経組織、膀胱及び尿道を含むがそれらに限定されず、豊富なコラーゲンを含有する組織を切断して分離し、１〜２０ミリメートルの小塊又は小片に切断する原料収集のステップ１と、ステップ１で得た小塊又は小片を２％の炭酸ナトリウムで４〜４８時間浸漬し又はｐＨが１０．５〜１２．５のほかのアルカリ性溶液で浸漬する原料消毒のステップ２と、ステップ２で浸漬した小塊又は小片を、０．１〜２．０％のデオキシコール酸ナトリウム、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル又は１０〜２００単位／リットルの中性酵素で４〜３６時間脱細胞化処理する脱細胞化処理のステップ３と、ステップ３で脱細胞化処理された小塊又は小片を、材料１キログラムあたり１〜６リットルの生理食塩水又はほかの中性等浸透圧溶液で２〜５回洗浄し、各回が１〜１２時間である脱細胞化組織マトリックス材料の洗浄のステップ４と、ステップ４で洗浄された脱細胞化組織マトリックス材料の小塊又は小片を粉砕機で微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料に粉砕して研磨する脱細胞化組織マトリックスの粉砕のステップ５と、ステップ５で得た微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料を、ｐＨが２．８〜３．５の塩酸又は酢酸溶液５〜２００ｍＭに浸漬して１〜２４時間酸性化処理し、さらにマトリックス材料をヒドロゲル状粒子に粉砕して研磨し、水酸化ナトリウム溶液でｐＨを４．０〜６．５に調節する酸性化処理のステップ６と、２０〜３０℃の室温で、６０〜９０％の比率で微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料と４０〜１０％で酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス粒子とを均一に混合して包装金型に注入する混合及び金型注入のステップ７と、脱細胞化組織マトリックス材料の懸濁液を収容した金型を−２０℃以下の冷凍庫に入れて冷凍し、又は１回目解凍した後に再冷凍することによりその懸濁液のギャップ構造を向上させる凍結処理のステップ８と、冷凍した材料をＸ−線、γ線又は電子線で処理する放射処理のステップ９と、ステップ９で処理された脱細胞化組織マトリックス材料を、化学架橋が不要で、生物学的活性を有し、安定した三次元構造及び構造記憶特徴を有する固体の多孔質細胞増殖用足場材料に製造するステップ１０と、を含む。また、本発明において、ステップ１０では、多孔質細胞増殖用足場の脱細胞化組織マトリックス材料は繊維直径が２〜２５０ミクロン、長さが１００〜３０００ミクロンの微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料、及び粒子直径が２〜１５０ミクロンの酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料である。マトリックス材料は脱細胞化組織マトリックス材料の総含有量が１０〜１００ｍｇ／ｃｍ３であり、細胞増殖用足場の全ギャップ率が９０〜９９％であり、そして、口径の２５ミクロンより大きいギャップ率が８０〜９８％である。前記足場では、微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料は乾燥重量比���６０％〜９０％であり、前記酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料は乾燥重量比で４０％〜１０％である。
【００１５】
例えば、図１は、本発明に係る一部の製品の形態構造模式図である。図面において、（Ａ）は円板状と円筒状の細胞増殖用足場を示し、（Ｂ）は直径が１．８センチ、高さが３．０センチの柱状細胞増殖用足場の（指で握られる）加圧作用での収縮形態を示し、（Ｃ）は（指で握られる）加圧解除後に足場が元の安定した三次元構造と形状に完全に回復することを示す。具体的には、該製造された細胞増殖用足場は１立方センチあたり４３ｍｇの脱細胞化マトリックス材料を含有し、すなわち組織マトリックスの含有量が乾燥重量で４．３％である。細胞増殖用足場は弾性に優れ、直径が１．８センチ、高さが３センチの円筒状の足場は加圧作用で高さが５ミリメートルになるまで収縮可能であり、加圧解除後に足場は元の安定した三次元構造と形状に完全に回復し、複数回繰り返して加圧されても変形しない。
【００１６】
例えば、図２に示すように、０．５％のデオキシコール酸ナトリウム溶液で脱細胞化された組織マトリックス材料の示差走査熱量計（ＤＳＣ）のサーモグラム図であり、図において、（Ａ）は微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料を示し、（Ｂ）は５０ｍＭの酢酸溶液で処理された脱細胞化組織マトリックスヒドロゲル状粒子を示し、（Ｃ）は７０％の微繊維状の脱細胞化組織マトリックス材料と３０％の酸性化処理されたヒドロゲル状の粒子で製造してなる細胞増殖用足場を示す。具体的には、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で材料の熱安定性を比較して測定したところ、（Ａ）は微繊維状又は絮状の組織マトリックス材料を示し、（Ｂ）は酸性化処理されたヒドロゲル状組織マトリックス材料を示し、（Ｃ）は乾燥重量比で７０％の微繊維状の脱細胞化組織マトリックス材料及び３０％の酸性化処理されたヒドロゲル状粒子で製造してなる細胞増殖用足場を示す。微繊維状又は絮状の組織マトリックス材料は初期変性温度が５６．７℃であり、エンタルピーが−５６．４Ｊ／ｇｄｗ（グラム乾燥重量）であり、酸性化処理されたヒドロゲル状組織マトリックス材料は初期変性温度が３９．０℃であり、エンタルピーが−３９．４Ｊ／ｇｄｗであり、酸性化処理されたコラーゲン三重螺旋構造が膨らんでルースにあり、不安定になることが分かり、最終的に製造された細胞増殖用足場は初期変性温度が５５．３℃であり、エンタルピーが−５４．３Ｊ／ｇｄｗであり、天然の豚の皮の細胞外マトリックス材料の安定性をほぼ保持する。
【００１７】
例えば、図３に示すように、０．５％のデオキシコール酸ナトリウム溶液で脱細胞化処理され、５０ｍＭの酢酸で処理された脱細胞化組織マトリックスヒドロゲル状粒子の安定性と粒子直径との関係を示した曲線である。具体的には、５０ｍＭの酢酸で処理された脱細胞化組織マトリックスヒドロゲル状粒子の安定性は粒子直径に関係している（図３）。平均粒子直径が１４０ミクロンから約１５ミクロンに減少する場合、初期変性温度は５５℃から３５℃に下がり、人体の正常体温よりも低い。ヒドロゲル状粒子が小さいほど、熱安定性が悪い。
【００１８】
上記図面を参照して、一般外科、整形外科、形成外科、組織工学及び再生医療等の分野に広く用いられている構造記憶特性を有する細胞増殖用足場が如何に本発明の製造方法によって実現されるかは明らかになる。
【００１９】
より詳細には、細胞増殖用のマトリックス材料とは、性質が異なる２種類の脱細胞化組織マトリックス材料により所定比率で構成される材料であり、すなわち、脱細胞化組織マトリックス材料は人体又は動物の皮膚、軟骨、血管、半月板、胃、小腸、大腸、隔膜、腱、靭帯、神経組織、膀胱、及び尿道等由来のものを含むが、それらに限定されない。豊富なコラーゲンを含有する組織を切断して分離し、１〜２０ミリメートルの小塊又は小片に切断して入手する。性質が異なる２種類の脱細胞化組織マトリックス材料を入手した後、構造記憶特性を有する細胞増殖用足場を製造できる。例えば、まず、生体細胞増殖用足場の組織構造問題を解決し、本例に係る足場は、繊維直径が２〜２５０ミクロン、長さが１００〜３０００ミクロンの微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料と粒子直径が２〜１５０ミクロンの酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料とを、それぞれの乾燥重量比で混合した後、金型注入、凍結、押し出し、放射、再交絡工程によって構成され、ここで、細胞増殖用のマトリックス材料は細胞増殖用足場のマトリックス材料であり、マトリックス材料は脱細胞化組織マトリックス材料の総含有量を１０〜１００ｍｇ／ｃｍ３、細胞増殖用足場の全ギャップ率を９０〜９９％の範囲に限定すべきであり、そして、口径の２５ミクロンより大きいギャップ率を８０〜９８％の範囲に限定する。細胞増殖用足場の製造過程では、好適には、足場における微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料が乾燥重量比で６０％〜９０％であり、酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料が乾燥重量比で４０％〜１０％であるように比率を調整すべきであり、金型注入工程では、微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料と酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス材料とを均一に混合して懸濁液を形成して金型に注入し、凍結工程では、−２０℃以下の条件下でγ線放射処理を行い、金型内における混合懸濁液を氷晶にし、又は少なくとも２回以上の凍結−融解過程によって金型内における混合懸濁液を凍結工程を行い、押し出し、再交絡工程では、氷晶を押し出し懸濁液における微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料と酸性化処理されたヒドロゲル状の脱細胞化組織マトリックス粒子材料とを再交絡させて、安定した三次元構造及び構造記憶特徴を有する多孔質細胞増殖用足場材料を製造する。上記工程によって、安定した三次元構造及び構造記憶特徴を有する多孔質細胞増殖用足場材料で様々な形態の足場製品を製造できる。
【実施例】
【００２０】
実施例１
屠殺して脱毛した直後の豚から新鮮な皮を収集し、皮下脂肪と表皮を機械的に除去し、厚さが約１．５ミリメートルの真皮を取る。皮膚中の血液とほかの汚れを洗浄し、皮膚上に残った毛を手動で抜く。豚の真皮を約１ｃｍ角の小塊に切断し、精製水できれいに洗浄する。２００グラムの真皮原料を秤量して１リットルの高密度ポリプロピレンフラスコに入れ、２％の炭酸ナトリウム及び１０ｍＭの水酸化ナトリウムを含有するアルカリ溶液を８００ミリリットル添加し、振動テーブルで２０時間処理する（ｐＨ＝１２．５）。アルカリ溶液で処理した後、０．５Ｍの酢酸溶液で中和させる。中和後の溶液を除去し、０．５％のデオキシコール酸ナトリウムと５ｍＭのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムとを含有する５ｍＭの２−［４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル］エタンスルホン酸緩衝液（ｐＨ＝７．５）を８００ミリリットル添加し、室温下で、振動テーブルで一晩（約２０時間）処理して脱細胞化する。脱細胞化処理された小塊の真皮材料を無菌生理食塩水で２回迅速に洗い流し、各回が３０〜６０分間である。小塊の真皮材料を高速研磨機で研磨し、細かい脱細胞化組織マトリックス材料を製造し、組織粒子の平均幅を５００〜２０００ミクロンの間とし、長さを２０００〜５０００ミクロンの間とする。遠心法でマトリックス材料を収集し、上澄みを除去する。無菌生理食塩水を添加し、遠心沈降したマトリックス材料を懸濁させ、さらにマトリックス材料を遠心洗浄する。０．１％の過酢酸溶液を８００ミリリットル添加し、６０分間処理する。マトリックス材料を遠心処理して収集する。無菌生理食塩水を用い、懸濁、振動、遠心処理及び収集を行い、マトリックス材料を２回洗浄し、各回が３０〜６０分間である。マトリックス材料５０グラムあたりに１０ｍＭのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムリン酸塩緩衝溶液（ｐＨ＝７．５）を５００ミリリットル添加し、高速研磨機で研磨して粉砕し、微繊維状又は絮状の脱細胞化組織マトリックス材料を製造し、微繊維の直径を２〜２５０ミクロンの間、長さを１００〜３０００ミクロンの間とする。遠心処理して、上澄みを除去し、遠心沈降したマトリックス微繊維材料を収集する。微繊維状又は絮状のマトリックス材料を０．９％の塩水に懸濁させ、細胞外組織マトリックス材料の懸濁液を得て、懸濁液における微繊維マトリックス材料の含有量が４．９％である。次に微繊維状又は絮状のマトリックス材料の一部を取り、酢酸を添加し、最終的な酢酸濃度を５０ｍＭとする。酸性化処理によって、マトリックス材料を膨張させた後、高速研磨機で継続的に研磨し、大きさが１０〜２５０ミクロンのヒドロゲル粒子を製造し、酸性化されたヒドロゲルのｐＨを水酸化ナトリウム溶液で６．５に調整し、ヒドロゲル材料の含有量が１．５％である。微繊維状又は絮状の組織マトリックス材料と酸性化処理されたヒドロゲル状の組織マトリックス材料とを乾燥重量比７０％：３０％で混合する。混合後のマトリックス材料の懸濁液を円板状と円筒状の金型に注入し、−２０℃の冷蔵庫に入れて凍結する。氷結によって多孔質構造を形成する。凍結後、２５ｋＧｙでγ線放射処理を行い、構造記憶特徴を有する安定した細胞増殖用足場を得て、室温���で保存できる。
【００２１】
実施例２
屠殺して脱毛した直後の豚から新鮮な皮を収集し、皮下脂肪と表皮を除去し、皮膚中の血液とほかの汚れを洗浄し、皮膚上に残った小さな毛を手動で抜いた後、豚の真皮を厚さが約２ミリメートル、幅が１ｃｍ角の小塊に切断し、精製水で１回洗浄し、原料を２００グラム秤取し、高密度ポリプロピレンフラスコに入れる。アルカリ液（２％の炭酸ナトリウム、１０ｍＭの水酸化ナトリウム及び０．２％のポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテルを含有する）を添加し、振動テーブルに置いて、アルカリ溶液で２０時間処理する。酢酸溶液を添加して中和させる。０．５％のドデシル硫酸ナトリウム（５ｍＭのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム及び５ｍＭの２−［４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル］エタンスルホン酸緩衝液に溶解する）を添加して脱細胞化し、室温下で、振動テーブルで２０時間振動処理する。無菌生理食塩水で２回迅速に洗い流し、各回が３０〜６０分間である。材料を高速研磨機で、長さが約２．０〜４．０ｍｍ、幅が約０．５〜２．０ｍｍになるまで研磨して粉砕する。遠心処理して、マトリックス材料を収集し、上澄みを除去する。収集したマトリックス材料を０．１％の過酢酸溶液に浸漬して２時間処理する。無菌生理食塩水で１〜２回洗い流し、各回が３０〜６０分間である。生理食塩水で洗い流された材料を１０ｍＭのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムリン酸塩緩衝溶液で洗浄し、高速研磨機で、長さが約５００〜２５００ミリメートル、幅が約５０〜５００ミリメートルになるまで研磨して粉砕し、遠心処理して、マトリックス微繊維を収集し、上澄みを除去する。マトリックス微繊維を０．９％の塩水中に懸濁させ、細胞外組織マトリックス微繊維材料の懸濁液を得て、材料含有量が４．６％である。三分の一の微繊維材料の懸濁液を取り、５０ｍＭの酢酸溶液で材料を希釈し酸性化する。酸性化処理された材料を高速研磨機で研磨して粉砕し、ヒドロゲル材料に製造する。酸性化されたヒドロゲル材料を水酸化ナトリウム溶液で中和させ、ｐＨを６．５に調整し、得たヒドロゲル材料の含有量が１．７％である。微繊維状又は絮状の組織マトリックス材料と酸性化されたヒドロゲル材料とを乾燥重量比８０％：２０％で混合し、混合後のマトリックス材料を金型に注入する。−２０℃の冷凍庫で凍結した後、２５ｋＧｙでγ線放射処理を行い、生体組織細胞増殖用の足場を得る。図４に示すように、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で以下の材料の熱安定性能を比較し測定した。（Ａ）は０．５％のドデシル硫酸ナトリウムで脱細胞化された微繊維状又は絮状の組織マトリックス材料、（Ｂ）は酸性化処理されたヒドロゲル状組織マトリックス材料、（Ｃ）は乾燥重量比で８０％の微繊維状の脱細胞化組織マトリックス材料と２０％の酸性化処理されたヒドロゲル状粒子で製造してなる細胞増殖用足場を示す。０．５％のドデシル硫酸ナトリウムで脱細胞化された微繊維状又は絮状の組織マトリックス材料は初期変性温度が５３．１℃であり、エンタルピーが−４９．２Ｊ／ｇｄｗであり、酸性化処理されたヒドロゲル状組織マトリックス材料は初期変性温度が３４．９℃であり、エンタルピーが−３０．２Ｊ／ｇｄｗであり、最終的に製造された細胞増殖用足場���初期変性温度が５３．３℃であり、エンタルピーが−５０．３Ｊ／ｇｄｗであり、天然の豚の真皮の細胞外マトリックス材料の安定性をほぼ保持する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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