(57)【要約】【課題】全体に培養細胞を迅速に浸入させることができ、効率の良い製造が可能な培養骨の提供。【解決手段】骨欠損部に補填される培養骨１１であって、培養細胞が付与された複数の骨補填体片１４を生体用接着剤１３で骨格部材１２に一体化する。これにより、骨補填体片１４は小片とされていることから培養細胞が迅速に内部まで浸入させられることになり、また、骨格部材１２によって全体の形状を良好に保持する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨欠損部に補填される培養骨であって、
培養細胞が付与された複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化してなることを特徴とする培養骨。
【請求項２】
前記骨格部材は生体吸収性材料からなることを特徴とする請求項１記載の培養骨。
【請求項３】
前記骨格部材は生体適合性金属からなることを特徴とする請求項１記載の培養骨。
【請求項４】
前記骨格部材はカゴ型をなしていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の培養骨。
【請求項５】
前記骨格部材は中央に配置される支柱部と該支柱部から外側に延出する複数の枝部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の培養骨。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨欠損部を再生する際に使用される培養骨に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨欠損部に骨補填材を補填することにより、骨を再生させて骨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足場材が使用される。β−ＴＣＰを骨欠損部の骨組織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。
【０００３】
一方、術後の骨欠損部の修復速度を高めるために、患者から採取した骨髄液に含まれる間葉系幹細胞を骨補填材とともに培養することにより製造される培養骨を使用することが提案されている。培養されることにより骨補填材を足場にして増殖した多くの間葉系幹細胞を含む培養骨を骨欠損部に補填するので、手術後に体内で細胞を増殖させる方法と比較すると、自家骨に置換されるまでの日数を大幅に短縮することができる。このような培養骨を製造する場合、多孔質ブロック状の骨補填材を培養細胞を含む培養液に投入することで製造することが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、骨補填材の気孔は微細なものであるため、骨補填材の気孔内に細胞が十分に浸入するには長時間を要するという問題がある。大きな骨欠損部に補填するための大型の培養骨を得ようとした場合にはさらに長時間を要することになる。一方、骨補填材の気孔を大きく設定することにより、浸入性を向上することも考えられるが、気孔率の大きさは修復される骨の強度にも影響を与えるものであるため、過度に気孔を大きくすることはできない。
【０００５】
したがって、本発明は、全体に培養細胞を迅速に浸入させることができ、効率の良い製造が可能な培養骨の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、骨欠損部に補填される培養骨であって、培養細胞が付与された複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化してなることを特徴としている。
【０００７】
このように、骨補填体片が小片とされているため、骨補填体片には培養細胞が迅速に内部まで浸入させられることになる。そして、このようにして迅速に内部まで培養細胞が浸入させられた複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化するため、結果的に、全体に培養細胞が浸入したものが迅速に得られることになる。しかも、複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化するため、骨格部材によって全体の形状を良好に保持できる。
【０００８】
そして、前記骨格部材を生体吸収性材料とすれば、全体として自家骨化されることになる。
【０００９】
また、前記骨格部材を生体適合性金属とすれば、荷重のかかる部位に補填することができる。
【００１０】
さらに、前記骨格部材をカゴ型にすれば、複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化する際の作業性が良好となる上、骨格部材ひいては全体の強度を向上させることができる。
【００１１】
加えて、前記骨格部材を中央に配置される支柱部と該支柱部から外側に延出する複数の枝部とを有する形状にすれば、複数の骨補填体片が生体用接着剤で骨格部材にさらに容易に接着されることになり、一体化する際の作業性がさらに良好となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態の培養骨を図１を参照して以下に説明する。
【００１３】
第１実施形態の培養骨１１は、骨欠損部に補填されるものであって、図１に示すように、骨格部材１２と、この骨格部材１２に生体用接着剤１３で一体化される複数の顆粒状を含む骨補填体片１４とを有している。
【００１４】
骨格部材１２は、生体吸収性有機材料であるポリ乳酸（ＰＬＡ）からなるもので、全体としてカゴ型をなしている。
【００１５】
具体的に、骨格部材１２は、同一径の円環状をなす複数のリング部１７と、これらリング部１７を連結させる直線状の複数の連結部１８とを有している。複数のリング部１７は、互いの中心軸線を一致させ軸線方向に等間隔で順にずれるように配設されており、複数の連結部１８は、リング部１７の円周方向に等間隔で順にずれるように配設されている。
【００１６】
骨補填体片１４は、例えば、特開平５−２３７１７８号公報に開示されている方法により製造されたβ−ＴＣＰからなる多孔質の骨補填材小片を基本としている。そして、このような骨補填材小片を、例えば、培養細胞を含有した培養液に浸し、所定の培養条件下において培養する。これにより、培養細胞中の間葉系幹細胞が骨補填材小片を足場にして増殖し、培養細胞が浸入した骨補填体片１４が得られる。ここで、骨補填体片１４を得るためにサイズの小さい骨補填材小片を用いるため、培養細胞が内部に浸入する時間が短縮される。なお、培養細胞は、例えば、腸骨の骨髄液から抽出した間葉系幹細胞である。
【００１７】
そして、このようにして培養細胞が内部まで付与された複数の骨補填体片１４にフィブリン糊等の生体用接着剤１３を所定の比率で混ぜることで互いに接着性をもたせて練り物状とし、このような生体用接着剤１３を混合した骨補填体片１４を骨格部材１２に塗りつけることで、培養骨１１が得られる。このとき、生体用接着剤１３を混合した骨補填体片１４は、カゴ型の骨格部材１２のリング部１７間および連結部１８間の隙間から骨格部材１２の内部に隙間無く入れ込まれるとともに、骨格部材１２の外側にも塗りつけられることになる。このようにして得られた培養骨１１は、生体用接着剤１３の接着性で骨格部材１２に生体用接着剤１３および骨補填体片１４が接着し、生体用接着剤１３および骨補填体片１４の混合物のみの状態では保持困難であった円柱形状に良好に保持されることになる。
【００１８】
このようにして得られた培養骨１１が患者の骨欠損部に補填されることになる。
【００１９】
以上に述べたように、第１実施形態の培養骨１１によれば、骨補填体片１４が小片とされているため、骨補填体片１４には培養細胞が迅速に内部まで浸入させられることになる。そして、このようにして迅速に内部まで培養細胞が浸入させられた複数の骨補填体片１４を生体用接着剤１３で骨格部材１２に一体化するため、結果的に、全体に培養細胞が浸入したものが迅速に得られることになる。これにより、効率の良く製造することができる。しかも、複数の骨補填体片１４を生体用接着剤１３で骨格部材１２に一体化するため、骨格部材１２によって全体の形状を良好に保持することができる。
【００２０】
また、骨格部材１２の形状を例えば屈曲形状や湾曲形状に変更することで、骨欠損部の形状に合わせた例えば屈曲形状や湾曲形状の培養骨１１を容易に製造できることになる。
【００２１】
さらに、大きな骨欠損部への補填に対応可能な大きな培養骨１１を製造する場合も、骨補填体片１４を生体用接着剤１３で骨格部材１２に接着させることから、培養細胞は骨補填体片１４に浸入させれば良い。したがって、この場合も効率良く製造できることになる。
【００２２】
加えて、骨格部材１２も生体吸収性材料であるポリ乳酸からなるため、培養骨１１が全体として自家骨化されることになる。
【００２３】
さらに、骨格部材１２がカゴ型であるため、複数の骨補填体片１４を生体用接着剤１３で骨格部材１２に一体化する際の作業性が良好となる上、骨格部材１２ひいては全体の強度を向上させることができる。
【００２４】
本発明の第２実施形態の培養骨を図２を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００２５】
第２実施形態では、第１実施形態に対し骨格部材１２の形状が相違している。すなわち、第２実施形態の骨格部材１２は、中央に配置される支柱部２１と、この支柱部２１から外側に延出する複数の枝部２２とを有する形状をなしている。
【００２６】
ここで、支柱部２１は直線状をなしており、枝部２２も直線状をなすとともに支柱部２１の長さ方向の等間隔の位置から支柱部２１に直交して外側に延出している。
【００２７】
このような形状の骨格部材１２を有する第２実施形態の培養骨１１においては、図２に示すように第１実施形態とほぼ同様に製造されることになり、第１実施形態とほぼ同様の効果を奏することになる。また、第１実施形態の骨格部材１２に対し若干強度が不足するものの、形状が簡素であるため、複数の骨補填体片１４が生体用接着剤１３で骨格部材１２にさらに容易に接着されることになり、一体化する際の作業性がさらに良好となる。
【００２８】
なお、第１実施形態および第２実施形態の培養骨１１においては、骨格部材１２を生体吸収性有機材料であるポリ乳酸で形成する場合を例にとり説明したが、チタン等の生体適合性金属で形成しても良い。このように、骨格部材を生体適合性金属とすれば、荷重のかかる部位に補填することができる。
【００２９】
また、骨補填体片１４は、生体組織に親和性のある材料ならいずれでも良く、生体吸収性の材料であればさらに良い。生体組織補填材としての多孔体は、生体適合性を有する多孔性のセラミックスやコラーゲン、ポリ乳酸またはメタル等であり、多数の気孔を有するもので有れば、これらに限定されず、種々のものを用いることができる。多孔体として、一般にアパタイトやβ−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）等のリン酸カルシウム系セラミックス、コラーゲン、ポリ乳酸等を使用することができる。また、リン酸カルシウム系セラミックスとコラーゲンとを組み合わせたり、リン酸カルシウム系セラミックスとポリ乳酸とを組み合わせたりしても良い。β−リン酸三カルシウム、コラーゲン、ポリ乳酸は生分解性で生体に吸収される特徴を有し、アパタイトはその強度が高いという特徴を有する。当業者であれば、移植する部位等に応じて、適切な種類の多孔体を適宜選んで使用することができるのは言うまでもない。
骨補填体片１４に付加する細胞は、ＥＳ細胞、体性幹細胞、間葉系幹細胞、骨細胞や軟骨細胞等の体細胞でも良い。自家細胞でも他家細胞でも良い。
さらに、骨補填体片１４に成長因子を付加しても良い。付加する成長因子としては、ＢＭＰ、ＦＧＦ、ＴＧＦ−β、ＶＥＧＦ、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＨＧＦ等を採用できる。勿論、細胞と併せて成長因子を付加しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、骨補填体片が小片とされているため、骨補填体片には培養細胞が迅速に内部まで浸入させられることになる。そして、このようにして迅速に内部まで培養細胞が浸入させられた複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化するため、結果的に、全体に培養細胞が浸入したものが迅速に得られることになる。これにより、効率良く製造できることになる。しかも、複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化するため、骨格部材によって全体の形状を良好に保持することができる。また、骨格部材の形状を変更することで、骨欠損部の形状に合わせた形状に容易に対応可能となる。さらに、大きな骨欠損部への補填に対応可能な大きな培養骨を製造する場合も、骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に接着させることから、培養細胞は骨補填体片に浸入させれば良い。したがって、この場合も効率良く製造できることになる。
【００３１】
そして、前記骨格部材を生体吸収性材料とすれば、全体として自家骨化されることになる。
【００３２】
また、前記骨格部材を生体適合性金属とすれば、荷重のかかる部位に補填することができる。
【００３３】
さらに、前記骨格部材をカゴ型にすれば、複数の骨補填体片を生体用接着剤で骨格部材に一体化する際の作業性が良好となる上、骨格部材ひいては全体の強度を向上させることができる。
【００３４】
加えて、前記骨格部材を中央に配置される支柱部と該支柱部から外側に延出する複数の枝部とを有する形状にすれば、複数の骨補填体片が生体用接着剤で骨格部材にさらに容易に接着されることになり、一体化する際の作業性がさらに良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の培養骨の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態の培養骨の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１１　培養骨
１２　骨格部材
１３　生体用接着剤
１４　骨補填体片
１７　リング部
１８　連結部
２１　支柱部
２２　枝部
【図１】
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【図２】
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