(57)【要約】【課題】幹細胞の付着性を向上するとともに付着した細胞の成長を促進可能な生体組織補填材及びその製造方法を提供すること。【解決手段】骨補填材１０は、リン酸カルシウム（例えば、β−ＴＣＰ）多孔体からなる円柱形状の足場材であって、線状成形物１１を交差させてなる網状成形物１２を複数積層して構成されている。網状成形物１２には、線状成形物１１が格子状に交差することによって四角形状の網目１３が形成されており、各網目１３を繋ぐと骨補填材１０の内部まで貫通する孔となる。このとき、各網目１３が隣接する他の網状成形物１２の網目１３と同一位置で重ならないように積層される構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状成形物を交差させてなる網状成形物を積層して構成したことを特徴とする生体組織補填材。
【請求項２】
前記網状成形物が、円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の生体組織補填材。
【請求項３】
線状物成形型内の原料を受け面上に押出して一方向に延びる線状成形物を作成後、該線状成形物と交差する方向に延びる他の線状成形物を作成して網状成形物を形成する工程と、
該網状成形物を積層する工程とを備えていることを特徴とする生体組織補填材の製造方法。
【請求項４】
前記積層する工程が、前記網状成形物を円筒状に巻き取る工程であることを特徴とする請求項３記載の生体組織補填材の製造方法。
【請求項５】
網状物成形型内の原料を受け面上に押出して、網目を有する網状成形物を形成する工程と、
該網状成形物を積層する工程とを備えていることを特徴とする生体組織補填材の製造方法。
【請求項６】
前記積層する工程が、前記網状成形物を円筒状に巻き取る工程であることを特徴とする請求項５記載の生体組織補填材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織欠損部を再生する際に使用される生体組織補填材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨等の生体組織の欠損部に、骨補填材等の生体組織補填材を補填することにより、骨を再生させて欠損部を修復することが可能になってきている。骨補填材としては、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）やリン酸三カルシウム（ＴＣＰ）が知られているが、体内に異物を残さないとする考え方から、例えば、β−ＴＣＰのようなリン酸カルシウム多孔体からなるバルク構造体が足場材として使用される。β−ＴＣＰを骨欠損部の骨細胞に接触させておくと、破骨細胞がβ−ＴＣＰを食べ、骨芽細胞が新しい骨を形成する、いわゆるリモデリングが行われる。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に自家骨に置換されていくことになる（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
植村他２名，「生分解性β−ＴＣＰ多孔材料を用いた骨におけるティッシュエンジニアリング−生体内で強度を増す新しい材料オスフェリオン−」，メディカル朝日，朝日新聞社，２００１年１０月１日，第三０巻，第１０号，ｐ．３８−４１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の骨補填材においては、骨補填材の原料として多孔体を用いてもバルク構造体なので骨髄間葉系幹細胞は骨補填材表面に留まるのみとなってしまい、骨補填材内部まで骨髄間葉系幹細胞を十分に付着させることが困難であった。また、骨補填材に細胞を付着させても補填材内部まで細胞の成長に必要な成分等が浸透せず、一方、細胞老廃物が細胞周辺に貯留されてしまい細胞老廃物の円滑な交換が阻害されてしまう問題があった。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、幹細胞の付着性を向上するとともに付着した細胞の成長を促進可能な生体組織補填材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の生体組織補填材は、線状成形物を交差させてなる網状成形物を積層して構成したことを特徴とする。
また、本発明の生体組織補填材では、前記生体組織補填材であって、前記網状成形物が円筒状に形成されていることが好ましい。
この生体組織補填材によれば、網状成形物が積層されているので、線状成形物の表面積を含めた大きな表面積を確保することが可能となり、より多くの細胞を表面に付着させることができる。また、網目を介して補填材内部まで細胞を付着させやすくするとともに、網目を通して細胞老廃物の交換を容易にして細胞の成長を促進することができる。
【０００６】
本発明の生体組織補填材の製造方法は、線状物成形型内の原料を受け面上に押出して、一方向に延びる線状成形物を作成後、該線状成形物と交差する方向に延びる他の線状成形物を作成して網状成形物を形成する工程と、該網状成形物を積層する工程とを備えていることを特徴とする。
この製造方法によれば、線状成形物同士の間隔及び太さを調整することによって、網状成形物の網目の大きさ及び形状を自在に制御して製造することができる。
【０００７】
本発明では、前記生体組織補填材の製造方法であって、前記積層する工程が、網状成形物を円筒状に巻き取る工程であることが好ましい。
この製造方法によれば、網状成形物を円筒状に巻き取って積層するので、円筒状に巻取る際の外径によって網目同士が交差する面積を調整し、また、巻取り時の巻取り密度を変えることによって生体組織補填材の内部密度を変化させることができる。この結果、気孔率を制御することができ、多孔性を高めて細胞の付着性を向上するとともに細胞老廃物の円滑な交換を容易にして、十分な量の細胞を付着して成長させることができる。
【０００８】
本発明の生体組織補填材の製造方法は、網状物成形型内の原料を受け面上に押出して、網目を有する網状成形物を形成する工程と、該網状成形物を積層する工程とを備えていることを特徴とする。
この製造方法によれば、網状物成形型内の原料を押出して網状成形物を形成するので、網状物成形型の網目形状の大きさ及び形状を予め設定することによって、容易に網状成形物を成形することができる。
【０００９】
本発明では、前記生体組織補填材の製造方法であって、前記積層する工程が、前記網状成形物を円筒状に巻き取る工程であることが好ましい。
この製造方法によれば、網状物成形型によって形成した網状成形物を円筒状に巻き取るので、巻き取り状態によって積層状態を調整して補填材全体の気孔率を制御することができ、細胞の付着性を向上させるとともに細胞老廃物の円滑な交換を容易にさせて、十分な量の細胞を付着して成長させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態に係る骨補填材（生体組織補填材）１０及びその製造方法ついて、図１から図７を参照して説明する。
骨補填材１０は、リン酸カルシウム（例えば、β−ＴＣＰ）多孔体からなる円柱形状の足場材であって、図１に示すように、線状成形物１１を交差させてなる網状成形物１２を複数積層して構成されている。
網状成形物１２には、線状成形物１１が格子状に交差することによって四角形状の網目１３が形成されており、各網目１３を繋ぐと骨補填材１０の内部まで貫通する孔となる。このとき、各網目１３が隣接する他の網状成形物１２の網目１３と同一位置で重ならないように積層されている。
【００１１】
本実施形態に係る骨補填材１０の製造方法について説明する。
この骨補填材１０の製造方法は、図２及び図３に示すように、線状物成形型１４内の原料１５を受け面１６上に押出して、一方向に延びる線状成形物１１を作成後、この線状成形物１１と交差する方向に延びる他の線状成形物１１を作成して網状成形物１２を形成する工程（Ｓ０１）と、網状成形物１２を複数積層する工程（Ｓ０２）とを備えている。以下、各工程について説明する。
【００１２】
網状成形物１２を形成する工程（Ｓ０１）では、まず、例えば、特開平５−２３７１７８号公報に開示されている方法によって、混合発泡させた水性の発泡スラリを調整したものにβ―ＴＣＰから作製した顆粒状成形体を混合してスラリ状に形成した原料１５を作製する。この原料１５を線状物成形型１４内に充填する。
この線状物成形型１４の上部には、図４に示すように、漏斗状に形成された原料注入口１７が形成されている。一方、下部には、原料注入口１７の下端部と連通する通路１８が形成されている。
原料注入口１７から充填した原料１５は、この通路１８から押出されて受け面１６上に排出される。
【００１３】
このとき、線状物成形型１４の下方に配設された受け面１６を、図３（ａ）に示すように、受け面１６を支持するローラー１９を回転すると、受け面１６が一方向に移動するとともに表面に原料１５が線状に蓄積されて線状成形物１１が形成される。
受け面１６の端部まで形成した後は、線状物成形型１４を受け面１６の移動方向と垂直方向に移動して、すでに形成された線状成形物１１と所定の間隔で離間する位置に、上記作業を繰り返して新たな線状成形物１１を形成する。
続いて、図３（ｂ）に示すように、受け面１６を固定した状態で、この線状成形物１１と交差する方向に線状物成形型１４を原料１５を押出しながら移動させて、他の線状成形物１１を形成する。こうして、受け面１６上に、図５に示すような四角形状の網目１３を有する網状成形物１２を形成する。
【００１４】
続いて、網状成形物１２を複数積層する工程（Ｓ０２）について説明する。
この工程では、網状成形物１２を図６に示すように積層する。このとき、各網状成形物１２が分離しないように、シアノアクリレート系（オクチル−２−シアノアクリレート）フィブリン糊等の生体用接着剤にて固定する。
こうして、図１に示す骨補填材１０が形成される。この骨補填材１０を欠損部の大きさにあわせて最適な大きさに切断して使用する。
【００１５】
この骨補填材１０によれば、網状成形物１２が積層されているので、線状成形物１１の周囲に大きな表面積を確保することが可能となり、より多くの細胞を表面に付着させることができる。また、網目１３を介して骨補填材１０の内部まで細胞を付着させやすくするとともに、網目１３を通して形成される貫通孔を介して細胞老廃物の交換を容易にすることができる。
また、この骨補填材１０の製造方法によれば、線状成形物１１を互いに交差させて網状成形物１２を形成するので、網状成形物１２の網目１３の大きさ及び形状を自在に制御して製造することができる。この結果、積層後の気孔率を補填部位に最適なものとするようにできる。
【００１６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填材の製造方法について、図７及び図８を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第２の実施形態が上記第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では    網状成形物１２を線状成形物１１を交差させて製造しているのに対して、第２の実施形態では網状成形物１２を網状物成形型２０によって作成しているとした点である。
本実施形態に係る骨補填材１０は、第１の実施形態と同様の構成を有する。この骨補填材１０の製造方法は、網状物成形型２０内の原料を受け面１６上に押出して、網目１３を有する網状成形物１２を形成する工程（Ｓ１１）と、この網状成形物１２を複数積層する工程（Ｓ０２）とを備えている。以下、各工程について説明する。
【００１７】
網状成形物１２を形成する工程（Ｓ１１）では、まず、第１の実施形態と同様にして原料１５を作製する。この原料１５を網状物成形型２０内に充填する。
この網状物成形型２０は、図８に示すように、一方向に延びる回転軸２１の内部に原料注入口２２が形成されている。この回転軸２１を中心軸として、外周部には円筒体２３が設けられており、円筒体２３の円筒外周面には、格子状に形成されたスリット２４が、原料注入口２２と連通して設けられている。
原料注入口２２から充填した原料１５は、このスリット２４から押出されて排出される。このとき、受け面１６を円筒体２３の中心軸に対して垂直方向に移動しながら円筒体２３を回転軸２１まわりに回転させながら排出すると、図５に示すような四角形状の網目１３を有する網状成形物１２を形成する。
【００１８】
こうして形成された網状成形物１２に対して、第１の実施形態と同様の網状成形物１２を複数積層する工程（Ｓ０２）を実施することによって、第１の実施形態と同様な構成の骨補填材１０を得る。
この骨補填材１０によれば、第１の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
また、この骨補填材１０の製造方法によれば、網状物成形型２０内の原料１５を押出して網状成形物１２を直接形成するので、網状物成形型２０の格子形状の大きさ及び形状を予め設定することによって、網目１３を自在にかつ容易に設定して網状成形物１２を成形することができる。
【００１９】
次に、本発明の第３の実施形態に係る生体組織補填材及びその製造方法について、図９及び図１０を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第３の実施形態が上記第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態に係る骨補填材１０では、網状成形物１２が複数積層して形成されているのに対して、第３の実施形態に係る骨補填材３０では、網状成形物１２が巻き取られて形成されているとした点である。
【００２０】
本実施形態に係る骨補填材３０は、第１の実施形態と同様にリン酸カルシウム（例えば、β―ＴＣＰ）多孔体からなり、図９に示すように、格子状の網目１３を有する網状成形物１２が円筒状に構成されている。網状成形物１２に形成されている各網目１３は、径方向に隣接する他の網目１３と互いに同一位置で重ならないように巻き取られている。
【００２１】
次に、本実施形態に係る骨補填材３０の製造方法について説明する。
この製造方法は、図１０に示すように、第１の実施形態と同様にして網状成形物１２を形成する工程（Ｓ０１）と、網状成形物１２を円筒状に巻き取る工程（Ｓ１２）とを備えている。以下、各工程について説明する。
【００２２】
網状成形物１２を形成する工程（Ｓ０１）では、第１の実施形態と同様の方法によって、線状物成形型１４から網状成形物１２を作製する。
網状成形物１２を円筒状に巻き取る工程（Ｓ１２）では、この網状成形物１２の１枚を図１１に示す巻取ロール３１に接触させた状態で巻取ロール３１を軸回りに回転する。このとき、巻取ロール３１の外周面に沿って網状成形物１２が巻き取られる。巻き取り後は、網状成形物１２の端部が分離しないように、シアノアクリレート系（オクチル−２−シアノアクリレート）フィブリン糊等の生体用接着剤にて固定する。
こうして、図９に示す骨補填材３０が形成される。この骨補填材３０を生体内の欠損部の大きさにあわせて最適な大きさに切断して使用する。
【００２３】
この骨補填材３０によれば、１枚の網状成形物１２が円筒状に巻き取られて構成されているので、巻取ロール３１の径を自在に変えて巻取り径を調整することによって網目同士が交差する面積を調整し、また、密度を変化させることができる。この結果、気孔率を制御して多孔性を高めることができるので、細胞の付着性が向上するとともに細胞老廃物の円滑な交換を容易にし、十分な量の細胞を付着して成長させることができる。
【００２４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第３の実施形態において、網状成形物１２を形成する工程にて線状物成形型１４ではなく、網状物成形型２０を用いて骨補填材を成形してもよい。この場合も、上述と同様に、網状物成形型２０によって形成した網状成形物１２を円筒状に巻き取るので、巻き取り状態によって積層状態を調整して補填材全体の気孔率を制御することができ、上記第３の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
また、網目１３形状は四角形状に限らず、三角形状等の多角形状や円弧状形状であってもかまわない。
さらに、原料１５は、生体組織に親和性のある材料であればβ―ＴＣＰのみならず、リン酸カルシウム系セラミックス等やこれらを組み合わせたものでも構わない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した本発明は以下の効果を奏する。
本発明の生体組織補填材によれば、高い気孔率を備えるので、幹細胞の付着性を向上するとともに、内部まで付着した細胞も新陳代謝を活発化して成長を促進することができる。
また、本発明の生体組織補填材の製造方法によれば、網状成形物を形成する工程と、網状成形物を厚さ方向に積層する工程とを備えているので、気孔率を自在に調整して、生体の欠損部に最適な生体組織補填材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における生体組織補填材の概要を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における生体組織補填材の製造フローを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における生体組織補填材の製造工程の一部を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態における生体組織補填材の製造工程の一部を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態における網状成形物を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態における生体組織補填材の製造工程の一部を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態における生体組織補填材の製造フローを示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態における生体組織補填材の製造工程の一部を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態における生体組織補填材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における生体組織補填材の製造フローを示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態における生体組織補填材の製造工程の一部を示す図である。
【符号の説明】
１０、３０  骨補填材（生体組織補填材）
１１  線状成形物
１２  網状成形物
１３  網目
１４  線状物成形型
１５  原料
１６  受け面
２０  網状物成形型
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004298544.tif 000010
【図９】
2004298544.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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