(57)【要約】【課題】  糖尿病等の哺乳動物の疾病の治療に適する医療デバイスを提供する。【解決手段】  本医療デバイスは、外表面と内部中空部とを含み、生体適合性を有する殻構造体および、免疫細胞以外の少なくとも一つのタイプの哺乳動物細胞を複数接種してなり、当該内部中空部内に配された、生体適合性を有する多孔スカフォールドからなる。【選択図】        図１
2004243125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面と内部中空部とを含み、生体適合性を有する殻構造体および、
免疫細胞以外の少なくとも一つのタイプの哺乳動物細胞を複数接種してなり、当該内部中空部内に配された、生体適合性を有する多孔スカフォールド
を含む、哺乳動物組織の疾病の治療あるいは修復または再生のために哺乳動物に植え込むのに適した、植え込み可能な医療デバイス。
【請求項２】
外部殻構造体と内部中空部とを含み、生体適合性を有する殻構造体および、
免疫細胞以外の少なくとも一つのタイプの哺乳動物細胞を複数接種してなり、当該内部中空部内に配された、生体適合性を有する多孔スカフォールド
を含む医療デバイスを哺乳動物に植え込むことを含む、哺乳動物の疾病を治療する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免疫細胞以外の少なくとも一つの哺乳動物細胞を接種した多孔スカフォールドを含む、植え込み可能な医療デバイスに関する。このスカフォールドは、哺乳動物の疾病、より具体的には糖尿病の治療に適した、この医療デバイス内に配される。
【背景技術】
【０００２】
罹患組織の修復／再生のための組織への進入を促進する、または、欠陥部位または損傷器官への細胞の引き渡しを促進する生体適合性と生分解性のある構造マトリックスへの臨床的ニーズが存在する。組織を修復し、または器官機能を回復するために生分解性を有するスカフォールドを使用するという試みは、これまでの所、修復プロセスに実質的な変化を与えまたは加速するには不十分であった。糖尿病（ＤＭ）のように、組織に定住する細胞から分泌される生理活性因子の不存在に起因する多くの疾病がある。ＤＭの原因は、膵臓のβ細胞の破壊（タイプＩ）または、ホルモンインスリンに対する筋肉組織もしくは脂肪組織の非感受性（タイプＩＩ）である。現行の治療法としては、食餌療法および運動、経口投与血糖降下剤、インスリン注射、インスリンポンプ療法および全膵臓または膵島の移植がある。ブタ、ウシまたはヒトのインスリンのような内因性物質を毎日注射するのが、もっとも普通の治療法である。全膵臓器官移植がもう一つの治療のやり方である。成人の全膵臓移植は、技術的に複雑な大手術であり、免疫抑制薬を積極的に使用することも必要である。さらに、死体膵臓の利用に限りがあることから、このアプローチの広範な利用には限界がある。全膵臓移植に対し、細胞移植には、組織量の低減、より侵襲性の低い治療、免疫操作へのアクセスおよび移植成分のエンジニアリング等の多くの利点がある。しかしながら、膵島移植は、膵島の激しい免疫拒絶反応により、一般的には最近まで不成功であった。最近の報告によれば、グルココルチコイドフリーの免疫抑制性薬剤投与計画が、不安定型タイプＩの糖尿病患者に著しく役立つことが報告されている。しかしながら、この治療を用いる患者は、腎臓の合併症や口腔の潰瘍を引き起こし易くなり、また、正常血糖を誘導するために多くの膵島（〜９，０００膵島当量（islet equivalents）／ｋｇ）を必要とする。このため、多量の免疫抑制薬の投与を避け、商業的に可能な膵島細胞源を使用する膵島細胞移植法の開発に多くの努力が払われてきた。これにより、選択性透過膜による膵島の遮蔽を含む、マイクロカプセル封入による免疫隔離の概念が生まれた。この膜は、栄養分、酸素、グルコースおよびインスリンのような小さい分子を通過させ、より大きな体液性免疫分子および免疫細胞の通過を制限するものである。理論上は、ＤＭを治療するために、ブタ等の動物の豊富な膵島細胞源を用いて免疫隔離デバイスを使用することができる筈である。しかしながら、実際には、多くの動物モデルや臨床では、デバイスの線維形成、デバイス内への酸素供給が不十分であることおよび小さい体液性免疫分子が通過することにより、膵島が消失し、このアプローチはほとんど成功しなかった。
【０００３】
免疫隔離についての代替アプローチとしては、セルトリ細胞を哺乳動物の非精巣部位に移植することによる免疫学的特権部位の創造がある。この部位により、その後のインスリンを産出する膵島の移植が可能になる。免疫特権部位により、ヒトまたは動物由来の膵島の移植が可能となり得る。このアプローチの欠点の一つに、移植されたセルトリ細胞や膵島が、物理的に移植部位に制限されないことがある。このため、これらの細胞が望ましくない組織部位へ移動し、最終的には、膵島の消失が起こり得る。さらに、セルトリ細胞により創造された免疫特権環境は、膵島がセルトリ細胞の近隣にある場合に非常に有効である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、外表面と内部中空部（lumen）とを含む殻構造体（shell）および、免疫細胞以外の少なくとも一つのタイプの哺乳動物細胞を複数接種してなり、生体適合性を有する多孔スカフォールドを含み、このスカフォールドが内部中空部内に配されている、哺乳動物の疾病の治療あるいは組織の修復または再生への使用に適した植え込み可能な医療デバイス提供することを目的としている。本発明は、また、本発明に係るデバイスを哺乳動物に植え込むことを含む、哺乳動物の疾病の治療あるいは組織の修復または再生の方法を提供することを目的としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、哺乳動物の疾病、より具体的には糖尿病の治療に適したデバイスが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
疾病の治療あるいは哺乳動物組織の修復または再生に使用される、組織スカフォールドを含む植え込み可能なデバイスについて以下に開示する。図１に、この植え込み可能なデバイスの斜視図を示す。植え込み可能なデバイス２は、内部中空部１０とこれを囲む殻構造体４からなっている。殻構造体４は、外表面８から内部中空部１０まで延在する細孔６を有することが好ましい。内部中空部の体積は少なくとも１×１０-8ｃｍ3 であり、少なくとも３×１０-8ｃｍ3 が好ましい。殻構造体４は、（たとえば、筒状、球状、矩形状、菱形状、星形状等の）種々の三次元形状を有し得る。たとえば、通常、殻構造体４は長軸を有し、断面を円形、楕円形または多角形にすることができる。製造が容易であることから、筒形状が好ましい。図１には、筒形状の植え込み可能なデバイス２が示されている。この筒形状の植え込み可能なデバイスの端部は、キャップ封止されていても、図１のように開放されていてもよい。植え込み可能なデバイス２の外表面８には、栄養分の進入と細胞排出物の排出とを可能とする多数の細孔６がある。細孔６の表面積は、一般的に、外表面の表面積の約９５％までを占める。細孔６のサイズは、約０．１μｍ〜約５００μｍの範囲とし得る。植え込み可能なデバイス２の内部１０には、スカフォールド１２が含まれる。スカフォールド１２には、（たとえば、ヤーンやトウの）複数の生体適合性を有する繊維、多孔質の生体適合性のあるフォーム、またはこれら二つの組み合わせが含まれる。
【０００７】
繊維スカフォールドは、生体適合性のある繊維から製造される。加工されていない繊維に比べずっと低いかさ密度の充填となる、加工繊維（textured fibers）から製造されるのが好ましい。加工繊維のかさ密度が低いことにより、かなりの数の細胞を植え込むことや繊維スカフォールド１２を殻構造体４の内部に保持することが可能となる。多孔フォームマトリックスとしては、エラストマー性のもので、孔径が５μｍ〜２００μｍの範囲のものが好ましい。スカフォールド１２には、細胞または細胞物質および、用途によってはオプションで、他の生物学的に活性なまたは薬学的に活性な化合物、付着因子、遺伝子、ペプチド、蛋白質、ヌクレオチド、炭水化物または合成分子が装着される。
【０００８】
植え込み可能なデバイス２の殻構造体４とスカフォールド１２とには、生体適合性を有する材料が含まれる。この材料は吸収性でも非吸収性でもよい。本デバイスには、生体適合性を有する材料で、柔軟性を有し、これにより患者への刺激を最小限にできるものを含めることが好ましい。殻構造体が、生理的温度より低いガラス転移点を有するポリマーまたはポリマーブレンド物を含むことが好ましい。あるいは、本デバイスが、柔軟性を与えるための可塑剤をブレンドしたポリマーを含んでいてもよい。
【０００９】
殻構造体やスカフォールドを製造するために、多くの生体適合性を有する吸収性および非吸収性の材料を使用することができる。殻構造体やスカフォールドを製造するために使用できる非吸収性の材料として適当なものには、ポリアミド、ポリエステル（たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、これらのコポリマーおよびブレンド物）、フルオロポリマー（たとえば、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリビニリデンフルオリド、これらのコポリマーおよびブレンド物）、ポリオレフィン、オルガノシロキサン（たとえば、ダウ・コーニング（Dow Corning）社のSILASTIC（登録商標）シリコーンチューブ等のポリジメチルシロキサンゴム）、ポリビニル樹脂（たとえば、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン等）およびこれらのブレンド物があるが、これらに限られるわけではない。
【００１０】
さらに、スカフォールド１２が天然物由来のバイオポリマーを含んでいてもよい。ここで使用される「バイオポリマー」は、ヒアルロン酸（ＨＡ）、動物由来のコラーゲン、組み替え型コラーゲン、エラスチン、アルギン酸塩、コンドロイチン硫酸、キトサン、小腸粘膜下組織（ＳＩＳ）およびこれらのブレンド物を含むものと理解される用語であるが、これらに限定することを意図するものではない。これらのバイオポリマースカフォールドは、さらに、架橋剤を導入し、または枝部残基の疎水性を変えることにより、その機械的性質や分解特性を高めるように改質することもできる。バイオポリマーは、デバイスの中空部中で凍結乾燥しても、デバイスの中空部中に直接注入してもよい。
【００１１】
ポリエステルも、殻構造体またはスカフォールドを製造するのに使用できる、周知の商業的に利用可能な合成ポリマーである。本デバイスを製造するために最も好ましいポリエステルはポリエチレンテレフタレートである。一般的に、繊維を製造するために使用されるポリエチレンテレフタレートポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は３０，０００（Ｍｗ）より大きい。４０，０００（Ｍｗ）より大きいことが好ましく、約４２，０００（Ｍｗ）〜約４５，０００（Ｍｗ）の範囲にあることが最も好ましい。これらのポリマーから形成されるフィラメントは、５ｇ／ｄｅより大きい強力を有するべきである。７ｇ／ｄｅより大きいことが好ましい。ポリエチレンテレフタレートヤーンは、通常、イー・アイ・デュポン社（E.I. DuPont）、ヘキスト・セラニーズ社（Hoechst Celanese）のような種々の繊維メーカーから入手することができる。商業的に利用できる繊維で、ヘキスト・セラニーズ社から商標名TREVIRA（登録商標）高強力タイプ７１２および７８７ポリエステル糸として購入できるものが好ましい。
【００１２】
殻構造体とスカフォールドとを作製するために、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリビニリデンフルオリド、これらのコポリマーおよびブレンド物等の種々のフルオロポリマーを使用することもできる。現時点では、ポリビニリデンフルオリドホモポリマーと、ポリビニリデンフルオリドとヘキサフルオロプロピレンのコポリマーとのブレンド物が好ましい。
【００１３】
以前述べたごとく、本出願の目的に関し、用語ポリプロピレンには、アタクチックポリプロピレンが含まれるが、アイソタクチックポリプロピレンおよびシンジオタクチックポリプロピレンやこれらのブレンド物、並びにヘテロタクチックポリプロピレンやポリエチレンとのブレンド物で、主としてアイソタクチックポリプロピレンまたはシンジオタクチックポリプロピレンからなるものおよび、主としてプロピレンと、エチレン等の他のα−オレフィンとからなるコポリマーが好ましい。繊維を製造するためのポリプロピレン材料としては、その他のポリマーをブレンドしないまたはその他のモノマーを共重合しないアイソタクチックポリプロピレンが好ましい。本発明に係る柔軟なポリプロピレン繊維を製造する方法としては、約２６０，０００（Ｍｗ）〜約４２０，０００（Ｍｗ）の（Ｍｗ）を有するアイソタクチックポリプロピレンホモポリマーのペレットを原料として使用することが好ましい。好ましい品質等級のポリプロピレンは、粉末およびペレットの形状で商業ベースで入手可能である。
【００１４】
本発明に係る殻構造体またはスカフォールドの作製には、種々の生体吸収性のポリマーを使用できる。生体適合性と生体吸収性とを有するポリマーとして適切なものの例としては、脂肪族ポリエステル、ポリ（アミノ酸）、コポリ（エーテル・エステル）、ポリアルキレンオキサレート、ポリアミド、チロシン由来のポリカーボネート、ポリ（イミノカーボネート）、ポリオルトエステル、ポリオキサエステル、ポリアミドエステル、アミン基含有ポリオキサエステル、ポリアンヒドリド、ポリフォスファゼン、コラーゲン、エラスチン、生体吸収性を有するスターチ等のバイオポリマーおよびこれらのブレンド物からなる群から選ばれたポリマーがあるが、これらに限定されるわけではない。
【００１５】
本発明における使用に特に適するものとしては、脂肪族ポリエステル、コポリマーおよびブレンド物からなる群から選ばれた生体適合性を有する吸収性ポリマーがあり、Ｄ−，Ｌ−乳酸およびＤ−，Ｌ−およびメソのラクチド等のラクチド、グリコール酸等のグリコリド、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノン、ｐ−ジオキサノンのアルキル置換誘導体（たとえば６，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２−オン）、トリメチレンカーボネート、１，３−ジオキサノンのアルキル置換誘導体、δ−バレロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε−デカラクトン、ヒドロキシブチレート、ヒドロキシバレレート、１，４−ジオキセパン−２−オンおよびそのダイマー、１，５，８，１２−テトラオキサ・シクロテトラデカン−７，１４−ジオン、１，５−ジオキセパン−２−オンのホモポリマーおよびコポリマー並びにこれらのポリマーブレンド物等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００１６】
時に本明細書において、単に、ラクチドおよびグリコリドのホモポリマーやコポリマーと呼称される、ラクチドおよびグリコリド並びにグリコリドとε−カプロラクトンとのコポリマーから製造される繊維が好ましい。繊維として使用するには、約８０重量％〜約１００重量％がグリコリドで残余がラクチドである組成から製造されるコポリマーがより好ましい。約８５重量％〜約９５重量％がグリコリドで残余がラクチドである組成から製造されるコポリマーが最も好ましい。
【００１７】
フォームスカフォールドは、グリコリド、ラクチド、ポリジオキサノンおよびε−カプロラクトンのホモポリマーおよびコポリマーまたはブレンド物から構成することが好ましい。グリコリドとε−カプロラクトンとのコポリマーがより好ましい。６５／３５のグリコリド／ε−カプロラクトンコポリマーが最も好ましい。
【００１８】
ここで使用される用語「グリコリド」は、ポリグリコール酸を含むものと解される。さらに、用語「ラクチド」はＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、これらのブレンド物並びに乳酸ポリマーおよびコポリマーを含むものと解される。
【００１９】
当技術分野において周知のごとく、所望の性能特性を得るために本発明において使用されるポリマーの分子量（Mw）を変更することが可能である。しかしながら、脂肪族ポリエステルについては、２５℃において０．１ｇ／ｄＬのヘキサフルオロイソプロパノール溶液で測定した場合、１ｇあたり約０．５デシリットル（ｄＬ／ｇ）〜約５．０デシリットル（ｄＬ／ｇ）のインヘレント粘度を与える分子量（Ｍｗ）を有することが好ましい。１ｇあたり約０．７デシリットル（ｄＬ／ｇ）〜３．５デシリットル（ｄＬ／ｇ）の範囲がより好ましい。
【００２０】
上述のごとく、殻構造体４の外表面８は、細孔６で穿孔され、植え込み可能なデバイス２の内部中空部１０へ栄養分を進入させ、そこから細胞排出物を排出させるための通路となっていることが好ましい。殻構造体４は、分解するにつれ水性溶媒により浸透できるようになり得る、１以上の吸収性ポリマーから作製することが好ましい。吸収性ポリマーとしては、天然由来のものでも合成物由来のものでもよい。殻構造体用の吸収性ポリマーとしては、生理的温度より低いガラス転移点を有し、それ故、軟らかい組織中に植え込まれた場合刺激がより少ないであろうことが最も好ましい。殻構造体用のポリマーとしては、ε−カプロラクトンまたはｐ−ジオキサノンの量の多い（少なくとも３０重量％の）コポリマーが好ましい。特に好ましい組成としては、約３５重量％〜約４５重量％のε−カプロラクトンと約５５重量％〜約６５重量％のグリコリドまたはラクチド（または乳酸）およびこれらの混合物よりなるエラストマーコポリマーがある。もう一つの特に好ましい組成としては、ｐ−ジオキサノンのホモポリマーまたは約０〜約８０重量％のｐ−ジオキサノンと約０〜約２０重量％のラクチドまたはグリコリドおよびこれらの組み合わせを含むコポリマーがある。
【００２１】
殻構造体４は、スカフォールドがその中に配置できればどのような形状でもよい。殻構造体は当初開口部を有していてもよく、スカフォールド１２を配置した後シールすることができる。殻構造体４は、成形、溶接、流延、押し出し、射出成形、機械加工、またはこれらの組み合わせ等の従来からあるポリマー加工技術で作製することができる。これらの従来手法は、当技術分野にとって周知であり、参照により本願明細書に包含されるエンサイクロピーディア・オブ・ポリマーサイエンス・アンド・エンジニアリング（Encyclopedia of Polymer Science and Engineering）に記載されている。溶融押し出しは、迅速で、廉価で、スケールの拡大縮小が可能であり、対象となる多くのポリマーについて溶媒無しで実行できるため、好ましい処理方法である。処理温度の低下および／または構造体（construct）の物性の変更のため、ポリマーに処理助剤や可塑剤を添加することができる。ポリマーのガラス転移点を低下させることにより処理温度を低下させるために、溶媒のような処理助剤を添加することができる。ついで、助剤を、熱および／または真空により除去し、または、ポリマーが最小限の溶解度を有し、しかも処理助剤と混合し得る第二の溶媒中に押し出された構造体を通すことにより除去することができる。たとえば、メチレンクロライドまたはクロロホルムのようなハロゲン化溶媒を、ラクチドおよびε−カプロラクトンのホモポリマーおよびコポリマーに添加することができる。押し出しの後、溶媒を、蒸発、真空吸引および／または加熱により、除去することができる。これらの溶媒は、押し出し物を、ハロゲン化溶媒と混合し得るアルコールのような第二の溶媒に通すことにより抽出することもできる。加工性、柔軟性または伸展性を向上させるためにポリマー中に可塑剤を組み入れることもできる。典型的には、これらの材料は、ポリマーの自由体積を増大させることにより作用する。たとえば、クエン酸エステル、リンゴ酸エステルおよびカプリル酸エステルの多くが、多くの脂肪族ポリエステルを可塑化するように作用する。所与のポリマーまたはコポリマーに対応するオリゴマーも系の可塑化のために使用することができる。
【００２２】
一般的に、殻構造体４中の細孔６は、栄養分の進入と細胞排出物の排出とが可能な程度の大きさを有する。この細孔は、その断面の直径が、約０．１μｍより大きく、約５００μｍより小さいことが好ましい。細孔６の断面積は、デバイス２の外表面の約９５％までを占める。細孔は、適切であればどのような穿孔技術（たとえば、注射針の使用、機械的穿孔またはレーザー穿孔）を使用して形成することもできる。その代わりに、溶媒または水に溶解可能な個体を壁のポリマーに含有させ、後でチューブを溶媒中に浸漬することにより浸出させ、孔を形成することもできる。また、糖のような生体適合性を有する水溶性の粒子、アミノ酸、ＰＶＰのようなポリマー、ゼラチンのような蛋白質、ヒアルロン酸のような炭水化物およびある種のカルボキシメチルセルロースを使用する場合には、これらの粒子を含んだデバイスを植え込むことができる。体液に曝されると、これらの細孔形成性の粒子が浸出し、または分解でき、これにより、細孔が形成される。大部分の細孔がデバイスの壁を完全に貫通し、デバイス２の内部中空部１０への栄養分の進入とそこからの細胞排出物の排出のための通路を形成するものでなければならない。植え込み可能なデバイス２が１以上の開放端を有する場合には、この植え込み可能なデバイスの開放端をシールすることも、開放のままにしておくこともできるが、開放のままにしておくことが好ましい。
【００２３】
本発明に係るもう一つの態様では、植え込み可能なデバイスの少なくともひとつの端部を、生体適合性を有する吸収性または非吸収性のプラグで、部分的または完全に塞ぐ。この後、たとえばデバイス２の植え込みの後、このプラグを除去し、細胞を含みまたは含まないスカフォールドをデバイス２の開放端に挿入することができる。オプションとして、除去したプラグまたは新しいプラグをデバイス２の開放端に挿入することができる。
【００２４】
本デバイスにおいて使用するのに適する繊維は、溶融紡糸プロセスまたは溶液紡糸のような従来の紡糸プロセスを使用して作製することができる。紡糸後、当技術分野で知られた方法でヤーンをクエンチし、紡糸仕上げ剤で処理し、延伸し、アニールすることができる。これらの繊維から作製した繊維スカフォールドは、２０％を超える空隙率を有するべきである。約２５％〜約９５％がより好ましく、約３０％〜約９０％が最も好ましい。
【００２５】
繊維スカフォールドは、約０．２デニール〜約１０デニールの範囲のフィラメントから作製されるべきである。約０．８デニール〜約６デニール範囲が好ましく、約１デニール〜約３デニール範囲がより好ましい。フィラメントは、通常、約２０デニール〜約４００デニール範囲の束（ヤーン）として押し出される。約５０デニール〜約１００デニールの範囲が好ましい。繊維は、繊維スカフォールドに必要なかさ密度または空隙率が得られるように処理する必要がある。この用途のために好ましいヤーンは加工糸である。繊維スカフォールドを形成するために使用できる加工糸には、バルキーヤーン、コイルヤーン、コアバルキーヤーン（core bulked yarn）、皺寄せ糸（crinkle yarn）、絡み糸（entangled yarn）、改質ストレッチヤーン、ノントルクヤーン、セットヤーン、ストレッチヤーンおよびトルクヤーン並びにこれらの組み合わせのような多くの形態がある。これらのヤーンを製造する方法は、よく知られており、仮撚り法、絡み合わせ（entanglement）（たとえば、ロトセット（rotoset）またはエアジェットによる絡み合わせ）、捲縮（たとえば、ギア捲縮、エッジ捲縮またはスタッファボックス捲縮）およびニット−デニットがある。繊維は、仮撚り法、スタッファボックス法またはニット−デニットの繊維加工法で加工されることが好ましい。フィラメントは、高度の永久捲縮やランダムループまたはランダムコイルを持つように加工される。現時点では、捲縮繊維が好ましい。クリンピングにより、フィラメントの方向が捲縮点でその角度を変える。それぞれの捲縮点における変更角度は１０°より大きいことが好ましい。捲縮は種々の方法で行うことができるが、押し出されたフィラメントをスタッファボックスに通すことにより、非常に容易に行うことができる。
【００２６】
繊維スカフォールドとしては、吸収性ポリマーから作製された加工繊維が好ましく、天然または合成由来のいずれでもよい。それぞれの繊維フィラメントは、２０μｍ未満の直径を有することが好ましく、１５μｍ未満の直径を有することが最も好ましい。このことにより、フィラメントには、チューブの中空部を完全に充填し、細胞が殻構造体の中空部にコロニー形成に適した表面を与えるに十分な柔軟性が与えられる。繊維は、通常の皮下植え込みでは、（加水分解および／または酵素の活動による）生分解に１月を超える期間を要し、かつ６ヶ月以内に完全に生分解することが好ましい。１ヶ月と４ヶ月の間であることがより好ましい。繊維スカフォールドを作製するのによいポリマーの例としては、２５℃において０．１ｇ／ｄＬのヘキサフルオロイソプロパノール溶液で測定した場合、１ｇあたり約０．７デシリットル（ｄＬ／ｇ）〜約１．５デシリットル（ｄＬ／ｇ）の間のインヘレント粘度を有する、９０％グリコリド（またはグリコール酸）と１０％のラクチド（または乳酸）のコポリマーがある。
【００２７】
繊維スカフォールドを使用する場合の最も著しい利点は、繊維を殻構造体の内部に容易に配置できることである。たとえば、加工繊維を引き伸ばし、ついで、殻構造体を押し出しし、成形し、あるいはコーティングしまたは加工繊維の周りに形造ることができる。引き伸ばした繊維の周りに殻構造体を配置した後は、緊張を緩和し、繊維が捲縮した形状を取り、殻構造体内部の空間を埋められるようにすることができる。加工繊維は、非常に長い長さでスプールに巻き取り、芯−鞘またはワイアコーティング押し出しプロセスの芯として連続的に供給することができる。鞘に溶融ポリマーを使用し、引き伸ばした繊維と共に押し出しし、延伸することができる。この芯鞘構造体を所望の長さに切断することにより、個々の単位を造ることができる。チューブの壁に孔を開けて細孔を形成することにより、穿孔を作製することができる。
【００２８】
繊維の小さい束を引き伸ばし、圧縮するか、強い機械的処理に掛けることができる。これは、デバイスを小型化する上で重要な考慮点である。サブミリメートルのデバイスを形成する場合、小さな寸法の殻構造体の中にフィットさせるためには、充填にかなりのストレスが不可避となる。小型化は、デバイスの植え込み後の患者の痛みと不快感を最小限にするのに非常に重要である。圧縮可能な繊維を使用することにより、より小型のデバイスを使用でき、患者の観点から好ましい。
【００２９】
一見すると、単純な直線状の繊維で殻構造体を充填することが好ましいように思えるが、直線状の繊維は、時間が経過するに従い、殻構造体の下の方に束状にたまり、多数の細胞の進入に適した環境を提供できない。さらに、直線状の繊維の場合、操作中に繊維がデバイスから脱落しないようにデバイス構造を変更する必要もでてくるであろう。繊維を密に充填したり編み込んだりして殻構造体中にフィットした脱落止め（interference）とすると、細胞のコロニー形成に充分な空隙がなくなるであろう。繊維の加工により、細胞数密度の高いコロニーの形成に必要な空隙率を維持しつつ、繊維をスペースに効果的に充填することができる。この加工繊維の低密度特性により、貯蔵及び操作中に充填状態が密になることについて心配することなく、殻構造体の壁にフィットした脱落止めが実現できる。
【００３０】
加工繊維は、プリフォームしたチューブ中に充填することもできるが、フィラメントの周りに、押し出しによりチューブを成形することもできる。充填プロセスの間は、フィラメントを直線方向に引き伸ばしておくことが好ましい場合がある。これにより、繊維はラジアル方向に圧縮され、緩和した状態で占める直径よりずっと小さい直径を持つことになる。チューブの中空部の空隙容積は、３０％より大きいことが好ましく、５０％より大きいことが更に好ましい。緩和状態では、加工フィラメントは、デバイスの中空部を完全に充填すべきであり、チューブ壁が充填物に与える圧縮力により、中空部内に適切に配置されるべきである。
【００３１】
加工繊維を充填したチューブを造るプロセスとしては、引き伸ばしたフィラメントの周りに、連続的にチューブを押し出し成形することが好ましい。これは、加工繊維をスプールに巻き付け、テンションを掛けて、エクストルーダのダイ穴を通して、芯として供給し、その周りにポリマー壁よりなる鞘を連続的に押し出し成形することで達成できる。その後、機械的にまたは電磁放射線（たとえばレーザーアブレーション）を用いて、ポリマー壁を貫通して穿孔を行うことができる。充填物を痛めずに壁を完全に貫通するように、穴あけ深さを調節することが特に好ましい。電磁放射線を使用する場合、チューブ壁を貫通するアブレーションにちょうど十分なエネルギー集中を行うことによりこれを実現することができる。他の方法としては、加工繊維を細いワイヤまたは針に掛け、ついで、テンション下、加工フィラメントをチューブ中に引き入れることにより、プリフォームされたチューブに充填することができる。さらに、圧力差（たとえば真空または空気吹き込み）により、チューブを通して加工フィラメントを引っ張り込むことにより、プリフォームされたチューブに充填することが可能である。この構成では、チューブの穿孔を、中空部への充填の前に行っても後に行ってもよい。加工繊維を充填したチューブは２，３ｍｍより長い長さに切断される。５ｍｍより長いことがより好ましい。
【００３２】
別法としては、本発明に係るスカフォールド１２に、不織繊維スカフォールドを含めることができる。図４は、内部中空部１０とその周りにある殻構造体４とを含む植え込み可能なデバイス２を示している図である。植え込み可能なデバイス２の中空部１０は、不織繊維の形状のスカフォールド１２で充填されている。
【００３３】
不織物スカフォールドは、湿式（wet-lay）または乾式（dry-lay）作製技術を用いて作製することができる。熱的プロセスを用いて、植え込み可能なデバイスの不織物スカフォールドの繊維を他の生分解性を有するポリマーと融着すると、植え込み可能なデバイスの不織繊維スカフォールドの構造的完全性をさらに高めることができる。たとえば、粉体形状のポリε−カプロラクトン（ＰＣＬ）のような生体吸収性の熱可塑性ポリマーまたはコポリマーを、不織物スカフォールドに添加し、ついで、繊維の構造に影響を与えずに、ＰＣＬ粒子が溶融する穏やかな加熱処理を行うことができる。この粉体は、低融点を有し、後のプロセスでバインダーとして作用し、不織物スカフォールドの引っ張り強さと剪断強さを高める。ＰＣＬの粉体粒径は１０μｍ〜５００μｍ（直径）の範囲が好ましい。１０μｍ〜１５０μｍ（直径）がより好ましい。追加のバインダーとしては、ポリ乳酸、ポリジオキサノン、ポリグリコール酸およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれた生分解性を有するポリマーバインダーがある。
【００３４】
別法として、もう一つの生分解性を有するポリマーの溶液で、不織物スカフォールドをスプレーコーティングまたはディップコーティングすることにより、不織物スカフォールドの繊維を融着することができる。
【００３５】
また、別法として、本発明に係る植え込み可能なデバイス２の中空部にあるスカフォールド１２に生分解性を有するフォームを含めることができる。図３は、内部中空部１０とその周りにある殻構造体４とを含む植え込み可能なデバイス２を示している図である。植え込み可能なデバイス２の中空部１０は、多孔フォームの形のスカフォールド１２で充填されている。
【００３６】
フォームスカフォールドは、当業者にとって周知の種々の技術により形成することができる。たとえば、出発ポリマー材料を、凍結乾燥、超臨界溶媒発泡、ガス注入押し出し、ガス注入成形または、抽出可能な物質（たとえば、食塩、砂糖または同様な適切な材料）を用いる流延成形でフォームを形成することが可能である。
【００３７】
ある態様によれば、凍結乾燥のようなポリマー−溶媒相分離技術で、植え込み可能なデバイスのフォームスカフォールドを作製することができる。しかしながら、一般的には、二つの相に分離するのに、ポリマー溶液を（ａ）熱的に誘導されたゲル化／結晶化、（ｂ）非溶媒誘導方式による溶媒相とポリマー相の分離、（ｃ）化学的に誘導された相分離および（ｄ）熱的に誘導されたスピノーダル分解の四つの技術のどれでも使用することが可能である。ポリマー溶液は、二つの独立した相または二つの二相連続相に、制御されたやり方で分離される。続いて、溶媒相を除去すると、通常、バルクのポリマーより密度が小さく、μｍ範囲の細孔を有する多孔質の構造体が得られる。
【００３８】
フォームスカフォールドの作製に関与する工程には、凍結乾燥すべきポリマーについての適切な溶媒の選択と、ポリマーをこの溶媒に溶解した均一なポリマー溶液の作製が含まれる。ポリマー溶液は、ついで、凍結と真空乾燥のサイクルに供される。この凍結工程で、ポリマー溶液が相分離し、真空乾燥工程で、昇華および／または乾燥により溶媒を除去することにより、多孔質のポリマー構造体、すなわち相互に連結した開放気泡型の多孔フォームが得られる。
【００３９】
フォームスカフォールド成分の製造に適した溶媒としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチレンフルオリド（ＤＭＦ）およびポリジオキサノン（ＰＤＯ）アセトン、Ｃ２〜Ｃ５アルコールの酢酸エステル（たとえば、酢酸エチルおよびｔ−ブチルアセテート）、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキソラン−２−オン（エチレンカーボネート）、ジメチルカーボネート、ベンゼン、トルエン、ベンジルアルコール、ｐ−キシレン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、１，２−ジクロロメタン、ジメチルスルホキシドおよびこれらの混合物があるが、これらに限られるわけではない。これらの溶媒の中で、１，４−ジオキサンが好ましい。溶媒によるポリマーの均一溶液は、標準的な技術で作製される。
【００４０】
適用できるポリマー濃度や利用できる溶媒量は、それぞれの系に応じて異なる。一般的には、溶液中のポリマー量は約０．５重量％〜約９０重量％の範囲にでき、所与の溶媒に対するポリマーの溶解度およびフォームスカフォールド中における希望する最終的特性等の因子に応じて、約０．５重量％〜約３０重量％の範囲が好ましい。
【００４１】
組織スカフォールドデバイス中に装着する細胞物質には、用途や疾病に応じて、血管組織または無血管組織から分離した哺乳動物の細胞があり得る。さらに、細胞を標準的な培養条件下で培養して細胞数を拡充し、ついで、培養皿から細胞を取り出し、デバイスの植え込みの前または後に、スカフォールド中に投与することもできる。別法として、分離した細胞をデバイス中に直接注入し、ついで、インビボの植え込みの前に、適切な生物学的マトリックスの増殖および沈着を促進する条件下で培養することもできる。分離した細胞を、インビボの植え込み前に、さらにインビトロの培養を行うことなく、直接デバイスのスカフォールド中に注入するのが好ましい形態である。さらに、植え込み可能なデバイスに接種された細胞が免疫細胞以外の細胞であるのも好ましい形態である。本明細書における免疫細胞は、獲得性のあるいは生得の免疫反応に関与する細胞の一部である細胞を意味する。これらの細胞としては、中性好性白血球、好酸球、好塩基球、リンパ球、単球、Ｔ細胞、Ｂ細胞、形質細胞、抗原提示細胞、ナチュラルキラー細胞、マクロファージおよび樹状細胞が挙げられるが、これらに限られるわけではない。
【００４２】
本発明に係るスカフォールドに接種できまたはこのスカフォールドで培養できる細胞としては、骨髄細胞、間葉細胞、間質細胞、幹細胞、胚幹細胞、血管細胞、脂肪組織由来の前駆細胞、骨髄由来の始原細胞、腸管細胞、膵島、セルトリ細胞、β細胞、膵島の前駆体、β細胞の前駆体、末梢血始原細胞、成人の組織から分離した幹細胞および形質転換した細胞またはこれらの細胞の組み合わせを挙げることができるが、これらに限られるわけではない。本発明に係るスカフォールドに接種される細胞は、たとえば、植え込みの直前の１日に満たない短時間で行い、あるいは、植え込み前に、接種されたスカフォールド内での細胞の増殖とマトリックスの統合を可能とするため、たとえば１日を超える長い期間を掛けて培養することができる。
【００４３】
植え込み部位は治療が要求される疾病／傷害組織に応じて決まる。糖尿病（ＤＭ）のような疾病の治療のためには、皮下のスペースまたは網のような臨床的に便利な部位に細胞を接種したスカフォールドを配置することができる。この特定の場合には、本発明に係るデバイスは、異所性部位へのインビボの移植後、投与された膵島を適切な場所にとどめておく媒介者の役割を演じる。
【００４４】
本発明に係るデバイスが、長期に渡る膵島の適切な機能維持にとって本質的である栄養分の移動と移植体の血管再生のための多孔構造を与えると共に、細胞対細胞の接触を強制することになるので、投与された細胞の局在化は、ＤＭの治療に著しい利点を与える。
【００４５】
門脈循環系への注入による膵島の直接移植のこれまでの試みは、糖尿病の長期治療には不十分であった。さらに、生分解性または非分解性のミクロスフィアに同種のまたは異種のβ細胞をカプセル封入する数多くの方法では、血糖値を長期間コントロール状態に維持することに失敗している。これらの失敗は、移植された膵島の血管構造が不十分であることおよび／または免疫拒絶反応に帰因するものであった。
【００４６】
異種または同種の膵島を、膵島の生き残りと移植された膵島の免疫反応の防止の助けとなる同種または異種のセルトリ細胞と組み合わせ投与することによりこの失敗を回避することができる。異種の、同種の、あるいは形質変換したセルトリ細胞は、同種または異種の膵島を免疫保護すると共に腎嚢中で自身を保護できる。本発明に係る植え込み可能なデバイスでは、デバイスへの膵島とセルトリ細胞の共接種と、その後の皮下部位のような臨床的に便利な部位への移植により、アクセスが困難な臨床部位の使用を回避する。このスカフォールドでは、これらの二つのタイプの細胞を一緒にコロニー形成でき、これにより、セルトリ細胞が、血管が新生した基盤を形成できる環境を提供すると共に近隣にある膵島を免疫保護することができる。
【００４７】
別法として、セルトリ細胞を、異所性部位に移植する前にデバイスで培養し、ついで、時間をおいて、移植部位に膵島を投与することができる。もう一つの形態では、インビボの植え込みの前に、膵島とセルトリ細胞とを同時に、植え込み可能なデバイスに注入することができる。さらに他の形態では、膵島またはセルトリ細胞を、デバイスの中空部に注入する前に、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールとポリリシンのコポリマー、アルキドポリエステルのヒドロゲルのような合成ポリマーまたはこれらの組み合わせ中に懸濁させることができる。デバイスの中空部に注入する前に、ヒアルロン酸、コラーゲン、ラミニン、アルギン酸塩またはこれらの組み合わせ等のバイオポリマー中に細胞を懸濁することもできる。
【００４８】
本発明のもう一つの形態では、目標とするタイプの細胞の付着、増殖、分化およびマトリックス統合を促進する生物学的または合成上の因子を含めるため、物理的または化学的手段により、デバイスの中空部中に存在するスカフォールドまたはデバイスの殻構造体を変更・修正することができる。さらに、好ましい生物学的機能の誘発のための因子の制御した放出のために、マトリックスの一部を生理活性因子で構成することもできる。もう一つの形態では、内因性の増殖因子の上方制御に影響を与える小粒子の送出が含められる場合がある。本発明に係るマトリックスを用いて使用できる、増殖因子、細胞外のマトリックス蛋白質および生物学的に関連するペプチドフラグメントには、ＴＧＦ−β１，２，３等のＴＧＦ−β系列のもの、骨形成蛋白質（ＢＭＰ−２，−４，−６，−１２，−１３）、繊維芽細胞増殖因子−１，−２、肝細胞増殖因子、血小板由来の増殖因子−ＡＡ，−ＢＢ、血小板リッチな血漿、インスリン増殖因子（ＩＧＦ−Ｉ，ＩＩ）、増殖分化因子（ＧＤＦ−５，−６，−８，−１０）、血管内皮細胞由来の増殖因子（ＶＥＧＦ）、プレイオトロフィン、エンドセリン、ニコチンアミド、グルカゴン様ペプチド−Ｉ，ＩＩ、副甲状腺ホルモン、テナシン−Ｃ、トロポエラスチン、トロンビン由来のペプチド、ラミニン、フィブロネクチンおよびビトロネクチンのような、接着性細胞外マトリックス蛋白質の細胞およびヘパリン結合領域を含む生物学的ペプチドおよびこれらの組み合わせがあるが、これらに限られるわけではない。生物学的因子は、商業的に供給を受けることも、あるいは、組織から分離精製することもできる。本発明に係る植え込みで使用できる薬剤には、抗拒絶反応剤、鎮痛薬、抗酸化剤、エリスロポエチンのような抗アポトーシス剤、抗腫瘍壊死因子αのような抗炎症剤、抗ＣＤ４４、抗ＣＤ３、抗ＣＤ１５４、ｐ３８キナーゼ抑制剤、ＪＡＫ−ＳＴＡＴ抑制剤、抗ＣＤ２８、アセトアミノフェン、ラパマイシンのような細胞増殖抑制剤、抗ＩＬ２剤およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限られるわけではない。
【００４９】
次の例は、哺乳動物の細胞および細胞物質を植え込むための植え込み可能なデバイスの構成を示すものである。当業者ならば、これらの特定の例が本発明の範囲を制限するものではなく、本発明の範囲内で、多くの他の代替となる形態の植え込み可能なデバイスを作製することもできることを認識できよう。
【００５０】
実施例１：加工繊維スカフォールド
繊維の加工を、Techtex（登録商標）ＨＤＣ１０加工機（テクニサービス（Techniservice），ケネットスクエア（Kennett Square），ペンシルベニア州）を使用して実施した。５６デニールの生の（natural）９０／１０グリコリド−コ−ラクチド（２５℃において０．１ｇ／ｄＬのヘキサフルオロイソプロパノール溶液で測定した場合、１ｇあたり約１．１デシリットル（ｄＬ／ｇ）のＩＶ）の九つのスプールを準備した。フィラメントは、約５倍（当初長さの最終長さに対する比）延伸したものであった。フィラメントをクリールに置き、共通の小穴を通して延伸糸を束ねて走らせて、合糸して一本の５０４デニールのトウにした。ヤーンのフィラメント単糸直径は１２μｍ〜２０μｍの間にあった。ゲートテンショナーを通すことにより、それぞれのヤーンに５ｇ〜７ｇのプリテンションをかけた。ついで、セパレータローラー（１５ラップ）を有する加熱ゴデットに大きなヤーントウを通した。このときの加熱ゴデット温度は１３０℃にセットした。ついで、このヤーントウを二つのクリンパーロールにより、スタッファボックスに供給した。スタッファボックスとこれらのローラーとの間のクリアランスは０．０１２インチ（換算値は０．３０ｍｍ）であり、スタッファボックスの温度は約５０℃であった。なお、スタッファボックスは加熱すべきではない。５０℃の昇温は、ゴデットで加熱されたヤーンから供給されたものである。捲縮加工の一様性は、スタッファボックスの捲縮コラム高さ（crimped column height）の正確な制御により維持される。コラム高さは、スタッファボックスに置いた、テイクアップワインダーのインバーターに増速／減速の信号を送る光学センサーにより制御される。スタッファボックスの光学センサーは、スタッファボックスの上から８番目の穴にセットされた。スタッファボックスの後、トウ中のすべてのヤーンを束ね、同一テンショに保つために、加工糸トウを５ｇにセットしたゲートテンショナーを通した。ついで、捲縮ヤーンをオーバーフィードロールに通し、テイクアップワインダーに巻き取る前にヤーンの高テンションを低下させた。テイクアップワインダーの速度は１７０ｍ／分にセットした。得られた加工繊維の画像を図２に示す。
【００５１】
実施例２：殻構造体の形成
ポリ（ｐ−ジオキサノン）（ＰＤＯ）と３５／６５のε−カプロラクトン／グリコリド（ＣＡＰ／ＧＬＹ）コポリマーとの両方からチューブを作製した。２５℃において０．１ｇ／ｄＬのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）溶液で測定したＰＤＯとＣＡＰ／ＧＬＹのインヘレント粘度（ｄＬ／ｇ）は、それぞれ、１．８０と１．３０であった。殻構造体はすべて、窒素気流下、３／４インチ・ブラベンダー（登録商標）・シングルスクリュー・エクストルーダー（シー・ダブリュー・ブラベンダー（登録商標）インスツルメント社（C.W. Brabender(R) Instrument, Inc.），南ハッケンザック（So. Hackensack），ニュージャージー州）を使用して押し出し成形した。数種類の内径寸法と外径寸法とを有する殻構造体を作製した。押し出し成形殻構造体の押し出し条件を表１に示す。すべての殻構造体は、ダイを出た直後に、５℃〜１０℃の冷却水を満たした１２フィート（換算値は３．６６ｍ）の冷却バス中を走らせた。ＣＡＰ／ＧＬＹ殻構造体について、（２フィート〜３フィート（換算値は６１ｃｍ〜９１ｃｍ）までの）短いセグメントに切断し、ポリマーを固化するため、室温で一端から吊り下げた。
【表１】
2004243125.tif 000003
【００５２】
押し出し成形の後、カミソリ刃を使用して、殻構造体を所望の長さ（２ｃｍ〜２．５ｃｍ）に切断した。膜の穿孔は、レゾネチックス社（Resonetics, Inc.）（ナシュア（Nashua），ニューハンプシャー州）で、１９３ｎｍの波長で動作するエクシマーレーザー（ラムダ−フィジック社（Lambda-Physik）ＥＭＧ２０１ＭＳＣ  エクシマーレーザー）を使用して行った。このレーザーは、マスク投影イメージングビーム供給システムと三軸（ＸＹθ）コンピュータ動作コントロールシステムとよりなるレゾネチックス社の加工ステーションと連結した。膜壁を貫通する１００μｍ〜５００μｍの範囲の孔サイズのものが作製された。種々異なる殻構造体についての穿孔パラメータを表２に示す。
【表２】
2004243125.tif 000004
【００５３】
実施例３：繊維スカフォールドを有する、植え込み可能な組織スカフォールドの形成
実施例１の加工繊維充填材を実施例２で説明した殻構造体中に、次のようにして配置した。加工繊維を小さな針または細いワイヤフィラメントに取り付け、殻構造体中を通した。繊維は殻構造体の長さに切断した。利用できる空隙率は、殻構造体の内部中空部の容積、殻構造体内部に配置された加工糸の重量および使用した繊維の密度から計算した。表３は、これらの構造寸法と得られた空隙率とのいくつかを示す。
【表３】
2004243125.tif 000005
【００５４】
実施例４：フォームスカフォールドを有する、植え込み可能な組織スカフォールドの形成
この例では、デバイスの中空部にフォームスカフォールドを設けたデバイスを作製するプロセスを説明する。
【００５５】
凍結乾燥によりフォームスカフォールドを作製するためのポリマー溶液を作製した。フォーム成分を作製するために使用したポリマーは、バーミンガムポリマーズ社（Birmingham Polymers Inc.）（バーミンガム、アラバマ州）で製造された、３０℃のＨＦＩＰで測定したＩ．Ｖ．が１．７９ｄＬ／ｇの、３５％のＰＣＬと６５％のＰＧＡのコポリマー（３５／６５ＰＣＬ／ＰＧＡ）であった。１，４−ジオキサン／（３５／６５ＰＣＬ／ＰＧＡ）を９５／５の重量比で秤量した。このポリマーと溶媒とをフラスコに入れ、このフラスコを水浴に入れ、７０℃で５時間撹拌した。この溶液を、（超粗孔型（extra coarse）、タイプＡＳＴＭ１７０−２２０（ＥＣ））円筒ろ紙を使用してろ過し、フラスコ中に保存した。
【００５６】
実験室規模の凍結乾燥機すなわちフリーズドライヤー（モデルDuradry、エフティーエス・キネチックス社（FTS Kinetics）、ストーンリッジ（Stone Ridge）、ニューヨーク州）を使用してフォームスカフォールドを作製した。実施例２のプロセスの後、３５／６５ε−カプロラクトン／グリコリドコポリマー殻構造体（１．５ｍｍ内径）を作製し、長さ約２ｍｍに切断し、アルミニウム製のモールド中に置いた。デバイスの中空部にポリマー溶液を注意深く加えた。
【００５７】
モールドアセンブリを凍結乾燥機の棚に置き、一連の凍結乾燥操作を開始した。本例に使用した一連の凍結乾燥操作は、（１）−１７℃で６０分間、（２）１００ｍＴ（換算値は１３０ｈＰａ）の真空下−５℃で６０分間、（３）２０ｍＴ（換算値は２７ｈＰａ）の真空下５℃で６０分間、（４）２０ｍＴの真空下２０℃で６０分間であった。
【００５８】
このサイクルを終了した後、モールドアセンブリをフリーズドライヤーから取りだし、真空フード中で２時間〜３時間掛けて脱気した。これらの組織スカフォールドデバイスは窒素雰囲気下に保存した。
【００５９】
得られたデバイスは、中空部にフォームスカフォールドを含んでいた。図３は、植え込み可能な組織スカフォールドデバイスの断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。このＳＥＭはデバイスの中空部にある凍結乾燥されたフォームスカフォールドを明確に示している。
【００６０】
実施例５：不織物スカフォールドを有する、植え込み可能な組織スカフォールドの形成
この例では、デバイスの中空部に不織物スカフォールドを設けたデバイスを作製するプロセスを説明する。
【００６１】
不織物スカフォールドは下記のようにして、従来のニードルパンチ技術を使用して作製した。ＰＧＡ／ＰＬＡ（９０／１０）のコポリマーを、ヤーンを製造する従来法により溶融連続押し出しして、マルチフィラメントヤーンとし、ついで、強度と伸度と破断に要するエネルギーとを増すために配向処理した。ヤーンは約２０μｍ直径のフィラメントからなっていた。ついで、これらのヤーンを、一様な２インチ（換算値は５．１ｃｍ）の長さに切断し、捲縮して、２インチの短繊維とした。
【００６２】
ついで、９０／１０ＰＧＡ／ＰＬＡコポリマー短繊維を使用して、乾式のニードルパンチ不織物マトリックスを作製した。短繊維の開繊と梳綿には標準の不織装置を使用した。得られたマットは、短繊維ウエブの形状を有していた。この短繊維ウエブをニードルパンチ処理し、乾式のニードルパンチ不織物スカフォールドを形成した。
【００６３】
スカフォールドを水でリンスし、ついで、エタノール中で温置処理し、製造プロセス中に使用された残存薬品やプロセス助剤をすべて除去した。
【００６４】
実施例２のプロセスの後、３５／６５ε−カプロラクトン／グリコリドコポリマー殻構造体（約２ｍｍ内径）を作製し、長さを約２ｍｍに切断し、レーザーで１６個の孔（３００μｍ直径）を開けた。
【００６５】
作製されたスカフォールドマットを２０ｍｍ×２ｍｍの長方形に切断し、殻構造体の中空部に設置した。長方形の不織物の重量は１０ｍｇで、空隙率は〜９０％であった。図４は、植え込み可能な組織スカフォールドデバイスの断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。このＳＥＭはデバイスの内部にある不織物スカフォールドを明確に示している。
【００６６】
実施例６：哺乳動物細胞を有する、植え込み可能な組織スカフォールド
この例では、加工繊維を含むデバイスの中空部へのセルトリ細胞の接種について説明する。
【００６７】
セルトリ細胞は、９日齢〜１２日齢の雄のＢａｌｂ／ｃマウスの精巣から得た。精巣をハンクス液（ＨＢＳＳ）中に集め、１ｍｍの小片に切断し、コラゲナーゼ（２．５ｍｇ／ｍＬ、シグマタイプＶ）を用いて、ＨＢＳＳ中、３７℃で１０分間消化処理した。この消化物を、１ｍｍｏｌ／ＬのＥＤＴＡと０．５％のウシの血清アルブミン（ＢＳＡ）とを含み、Ｃａ2+／Ｍｇ2+を含まないＨＢＳＳで３回リンスし、ＨＢＳＳに加えたトリプシン（２５μｇ／ｍＬ、ベーリンガー社（Boehringer）、マンハイム）とＤＮＡ分解酵素（４μｇ／ｍＬ、ベーリンガー社、マンハイム）で、３７℃で１０分間消化処理し、ついで、ＨＢＳＳで４回洗浄した。最終の細胞ペレットを、重炭酸ソーダ、ニコチンアミド、Ｄ−グルコース、Ｌ−グルタミンおよび塩化カルシウム二水和物を追加したＨａｍｓ−Ｆ１０（ギプコライフテクノロジーズ社（Gibco Life Technologies）、ロックビル（Rockville）、メリーランド州）中に再分散し、５００μｍのフィルターを通し、超低クラスター皿（コーニング社（Corning Inc.）、コーニング（Corning）、ニューヨーク州）で２日間掛けて培養し、セルトリ細胞の集合体を得た。
【００６８】
実施例３と同様にして作製したデバイス（ＣＡＰ／ＧＬＹ殻構造体、２ｍｍ外径、１．５ｍｍ内径、２５ｍｍ長、直径３００μｍの１６個の孔を有するサンプル２）に１２０万個のマウスセルトリ細胞を接種し、重炭酸ソーダ、ニコチンアミド、Ｄ−グルコース、Ｌ−グルタミンおよび塩化カルシウム二水和物ならびにペニシリンおよびストレプトマイシンを追加したＨａｍｓ−Ｆ１０媒体中で３週間培養した。３週間後、デバイスを１０％緩衝ホルマリン液で固定し、パラフィン中に包埋し、ツァイス（Zeiss）のミクロトームを用いて、切片に切り出した。この構造体中の細胞の分布は、ヘマトキシリン−エオジン（Ｈ＆Ｅ）染色法で評価した。
【００６９】
図５は、セルトリ細胞１５を有する構造体のＨ＆Ｅ切片を示している図である。
【００７０】
本発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（１）前記スカフォールドが生体適合性を有する繊維を含む、請求項１に記載のデバイス。
（２）前記スカフォールドが加工糸を含む、実施態様（１）に記載のデバイス。
（３）前記加工糸が、バルキーヤーン、コイルヤーン、コアバルキーヤーン、皺寄せ糸、絡み糸、改質ストレッチヤーン、ノントルクヤーン、セットヤーン、ストレッチヤーンおよびトルクヤーンからなる群から選ばれた加工糸である、実施態様（２）に記載のデバイス。
（４）前記スカフォールドが不織繊維を含む、実施態様（１）に記載のデバイス。
（５）前記スカフォールドが生体適合性を有するフォームを含む、請求項１に記載のデバイス。
【００７１】
（６）前記フォームが凍結乾燥によるフォームを含む、実施態様（５）に記載のデバイス。
（７）前記デバイスが生体吸収性を有する、請求項１に記載のデバイス。
（８）脂肪族ポリエステル、ポリ（アミノ酸）、コポリ（エーテル−エステル）、ポリアルキレンオキサレート、ポリアミド、チロシン由来のポリカーボネート、ポリ（イミノカーボネート）、ポリオルトエステル、ポリオキサエステル、ポリアミドエステル、アミン基含有ポリオキサエステル、ポリアンヒドリド、ポリフォスファゼンおよびバイオポリマーからなる群から選ばれたポリマーを含む、実施態様（７）に記載のデバイス。
（９）脂肪族ポリエステルを含む、実施態様（８）に記載のデバイス。
（１０）前記殻構造体が、ラクチド、グリコリド、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノンおよびトリメチレンカーボネートのホモポリマーおよびコポリマーからなる群から選ばれた脂肪族ポリエステルを含む、請求項１に記載のデバイス。
【００７２】
（１１）前記スカフォールドが、ラクチド、グリコリド、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノンおよびトリメチレンカーボネートのホモポリマーおよびコポリマーからなる群から選ばれた脂肪族ポリエステルを含む、請求項１に記載のデバイス。
（１２）前記殻構造体がポリ（ｐ−ジオキサノン）を含み、前記スカフォールドが約９０重量％のグリコリドと約１０重量％のラクチドとのコポリマーを含む、請求項１に記載のデバイス。
（１３）前記生体適合性を有するスカフォールドが生体適合性を有するフォームスカフォールドを含み、当該フォームが、約３５重量％のε−カプロラクトンと約６５重量％のグリコリドとのコポリマーを含む、請求項１に記載のデバイス。
（１４）前記生体適合性を有するフォームスカフォールドが凍結乾燥によるフォームを含む、実施態様（１３）に記載のデバイス。
（１５）前記哺乳動物の細胞が、骨髄細胞、間葉細胞、間質細胞、幹細胞、胚幹細胞、血管細胞、脂肪組織由来の前駆細胞、骨髄由来の始原細胞、腸管細胞、膵島、セルトリ細胞、β細胞、膵島の前駆体、β細胞の前駆体、末梢血始原細胞、成人の組織から分離した幹細胞および形質転換した細胞からなる群から選ばれた細胞である、請求項１に記載のデバイス。
【００７３】
（１６）前記哺乳動物の細胞が、膵島とセルトリ細胞とを含む、実施態様（１５）に記載のデバイス。
（１７）さらに、増殖因子、細胞外のマトリックス蛋白質、生物学的に関連するペプチドフラグメント、肝細胞増殖因子、血小板由来の増殖因子，血小板リッチな血漿、インスリン増殖因子、増殖分化因子、血管内皮細胞由来の増殖因子、ニコチンアミド、グルカゴン様ペプチド、テナシン−Ｃ、ラミニン、抗拒絶反応剤、鎮痛薬、抗酸化剤、抗アポトーシス剤、抗炎症剤および細胞増殖抑制剤からなる群から選ばれた物質を含む、請求項１に記載のデバイス。
（１８）前記物質が抗炎症剤を含む、実施態様（１７）に記載のデバイス。
（１９）前記スカフォールドが、前記哺乳動物への前記デバイスの植え込み前に、前記細胞を接種したものである、請求項１に記載のデバイス。
（２０）前記スカフォールドが、前記哺乳動物への前記デバイスの植え込み後に、前記細胞を接種するものである、請求項１に記載のデバイス。
【００７４】
（２１）前記デバイスの前記外表面が、細孔を有し、当該細孔の断面積が当該外表面の約９５％までを占める、請求項１に記載のデバイス。
（２２）前記細孔の直径が約０．１μｍ〜約５００μｍの間にある、実施態様（２１）に記載のデバイス。
（２３）前記スカフォールドが生体適合性を有する繊維を含む、請求項２に記載の方法。
（２４）前記スカフォールドが加工糸を含む、実施態様（２３）に記載の方法。
（２５）前記スカフォールドが不織繊維を含む、実施態様（２３）に記載の方法。
【００７５】
（２６）前記スカフォールドが生体適合性を有するフォームを含む、請求項２に記載の方法。
（２７）前記バイスが生体吸収性を有する、請求項２に記載の方法。
（２８）前記細胞が、骨髄細胞、間葉細胞、間質細胞、幹細胞、胚幹細胞、血管細胞、脂肪組織由来の前駆細胞、骨髄由来の始原細胞、腸管細胞、膵島、セルトリ細胞、β細胞、膵島の前駆体、β細胞の前駆体、末梢血始原細胞、成人の組織から分離した幹細胞および形質転換した細胞からなる群から選ばれた細胞である、請求項２に記載の方法。
（２９）前記疾病が糖尿病である、実施態様（２８）に記載の方法。
（３０）前記スカフォールドがセルトリ細胞および膵島を接種したものである、請求項２に記載の方法。
【００７６】
（３１）前記スカフォールドが、前記哺乳動物への前記植え込み後に、前記細胞を接種するものである、請求項２に記載の方法。
（３２）前記スカフォールドが、前記哺乳動物への前記植え込み前に、前記細胞を接種したものである、請求項２に記載の方法。
（３３）前記デバイスが、さらに、増殖因子、細胞外のマトリックス蛋白質、生物学的に関連するペプチドフラグメント、肝細胞増殖因子、血小板由来の増殖因子，血小板リッチな血漿、インスリン増殖因子、増殖分化因子、血管内皮細胞由来の増殖因子、ニコチンアミド、グルカゴン様ペプチド、テナシン−Ｃ、ラミニン、抗拒絶反応剤、鎮痛薬、抗酸化剤、抗アポトーシス剤、抗炎症剤および細胞増殖抑制剤からなる群から選ばれた物質を含む、請求項２に記載の方法。
（３４）前記物質が抗炎症剤を含む、実施態様（３３）に記載の方法。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明のデバイスは、哺乳動物の疾病、より具体的には糖尿病の治療に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本明細書で説明した植え込み可能なデバイスの一形態の斜視図である。
【図２】実施例１で説明したプロセスによって製造された、本発明での使用に適した加工繊維スカフォールドの一形態の走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】実施例４で説明したプロセスによって製造された、本発明での使用に適したフォームスカフォールドの一形態の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】実施例５で説明したプロセスによって製造された、本発明での使用に適した不織物スカフォールドの一形態の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】実施例６で説明したデバイスに接種されたセルトリ細胞のＨ＆Ｅ切片（４０倍）を示している図である。
【符号の説明】
【００７９】
２  植え込み可能なデバイス
４  殻構造体
６  細孔
８  外表面
１０  内部中空部
１２  スカフォールド
１５  セルトリ細胞
【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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【外国語明細書】
2004243125000001.pdf