(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織傷害或いは組織欠損部を修復するための生体適合性組織インプラントにおいて、
（ａ）  修復部位に移植するのに好適な形状を有する生体組織スライスまたは生体組織片であって、前記組織スライスまたは生体組織片が有効量の生細胞を含み、前記組織スライスまたは生体組織片が、前記生細胞が前記組織スライスまたは生体組織片から遊走して増殖し、前記組織傷害或いは組織欠損部の組織と一体化できるような寸法を更に有する生体組織スライスまたは生体組織片と、
（ｂ）  複数の生細胞を含む少なくとも１つのミンス組織断片と
を含み、
前記生体組織スライスまたは生体組織片および前記少なくとも１つのミンス組織断片が、軟骨、半月板、腱、靭帯、小腸、胃、膀胱、消化器、呼吸器、生殖器、肝臓、真皮、滑膜、及びこれらの組合せからなる群から選択される組織の種類から得られるものである、
生体適合性組織インプラント。
【請求項２】
請求項１に記載のインプラントにおいて、前記組織スライスまたは生体組織片が、自家組織、同種組織、異種組織、及びこれらの組合せを含むことを特徴とする、インプラント。
【請求項３】
請求項１に記載のインプラントにおいて、前記組織スライスの厚みが３ｍｍ未満であることを特徴とする、インプラント。
【請求項４】
請求項３に記載のインプラントにおいて、前記組織スライスの厚みが１ｍｍ未満であることを特徴とする、インプラント。
【請求項５】
請求項４に記載のインプラントにおいて、前記組織スライスの厚みが２００μｍ〜５００μｍの範囲であることを特徴とする、インプラント。
【請求項６】
請求項１に記載のインプラントにおいて、更に、所望の大きさ及び形状の積層インプラントを成すように互いに接合された複数の組織スライスを含むことを特徴とする、インプラント。
【請求項７】
請求項１に記載のインプラントにおいて、更に、前記組織スライスを前記組織部位に固定するための保持部材を含むことを特徴とする、インプラント。
【請求項８】
請求項７に記載のインプラントにおいて、前記保持部材が、ファスナー、ステープル、組織タック、縫合糸、接着剤、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする、インプラント。
【請求項９】
請求項８に記載のインプラントにおいて、前記保持部材が接着剤であって、前記接着剤が、ヒアルロン酸、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、コラーゲンゲル、コラーゲン系接着剤、アルギン酸ゲル、架橋結合アルギン酸、ゼラチン‐レゾルシン‐ホルマリン系接着剤、イガイ系接着剤（mussel-based adhesive）、ジヒドロキシフェニルアラニン（ＤＯＰＡ）系接着剤、キトサン、トランスグルタミナーゼ、ポリ（アミノ酸）系接着剤、セルロース系接着剤、多糖系接着剤、合成アクリル酸系接着剤、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿（ＰＰＰ）、ＰＲＰクロット、ＰＰＰクロット、血液、血餅、ポリエチレングリコール系接着剤、マトリゲル（Matrigel）、モノステアロイル・グリセロール・コサクシネート（Monostearoyl Glycerol co-Succinate）（ＭＧＳＡ）、モノステアロイル・グリセロール・コサクシネート／ポリエチレングリコール（Monostearoyl Glycerol co-Succinate/polyethylene glycol）（ＭＧＳＡ／ＰＥＧ）コポリマー、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする、インプラント。
【請求項１０】
請求項１に記載のインプラントにおいて、前記少なくとも１つのミンス組織断片が生体ヒドロゲルまたは合成ヒドロゲルの中に導入され、前記生体ヒドロゲルまたは前記合成ヒドロゲルが、ヒアルロン酸、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、コラーゲンゲル、コラーゲン系接着剤、アルギン酸ゲル、架橋結合アルギン酸、キトサン、合成アクリル酸系ゲル、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿（ＰＰＰ）、ＰＲＰクロット、ＰＰＰクロット、血液、血餅、マトリゲル（Matrigel）、アガロース、キチン、多糖、ポリ（オキシアルキレン）、ポリ（エチレンオキシド）‐ポリ（プロピレンオキシド）のコポリマー、ポリ（ビニルアルコール）、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、可溶化基底膜、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする、インプラント。
【請求項１１】
請求項１に記載のインプラントにおいて、前記少なくとも１つのミンス組織断片が、０．１ｍｍ３〜２ｍｍ３の範囲の大きさの粒子を有することを特徴とする、インプラント。
【請求項１２】
請求項１に記載のインプラントにおいて、更に、生体適合性組織足場を含むことを特徴とする、インプラント。
【請求項１３】
請求項１２に記載のインプラントにおいて、前記組織足場が生体吸収性であることを特徴とする、インプラント。
【請求項１４】
請求項１２に記載のインプラントにおいて、前記組織足場が、合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種組織、異種組織、及びこれらの組合せからなる群から選択される材料から形成されることを特徴とする、インプラント。
【請求項１５】
請求項１２に記載のインプラントにおいて、少なくとも１種類の生理活性物質が前記足場に適用されていることを特徴とする、インプラント。
【請求項１６】
請求項１５に記載のインプラントにおいて、前記少なくとも１種類の生理活性物質が、成長因子、基質タンパク質、ペプチド、抗体、酵素、血小板、血小板多血漿、糖タンパク質、ホルモン、グリコサミノグリカン、核酸、鎮痛剤、ウイルス、ウイルス粒子、サイトカイン、単離された細胞、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする、インプラント。
【請求項１７】
請求項１２に記載のインプラントにおいて、更に、所望の大きさ及び形状の積層インプラントを成すように互いに接合された複数の組織足場及び複数の組織スライスを含むことを特徴とする、インプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織傷害または組織欠損を治療するための方法及び装置に関する。詳細には、本発明は、組織修復／増強インプラントに関し、より詳細には、組織を再生し、修復する領域周辺の組織に一体化できる生細胞を有する組織インプラント及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
組織が外傷を受けた或いは損傷した軟骨、皮膚、筋肉、骨、腱、及び靭帯などの組織傷害では、損傷組織を修復するため及び治癒を促進するために外科的介入が必要な場合が多い。このような外科修復には、既知の医療装置を用いた縫合などによる損傷組織の修復、他の組織による損傷組織の補強、インプラントの使用、移植、またはこれらの技術の組合せが含まれる。このような便利な組織修復方法があるにもかかわらず、新しい健常組織の再生を促し、傷害組織或いは損傷組織の信頼性の高い修復及び治癒を長期に亘って提供する外科手術法が以前から要望されている。
【０００３】
組織再生用の信頼できる生細胞供給源が数年に亘って研究されてきた。近年の組織修復における組織工学技術では通常、新しい組織の成長を刺激するべくエキソビボ（ex vivo）で処置された細胞で損傷組織または傷害組織を置換または再生する。このような細胞は通常、新しい組織が成長できる組織部位に配置するための送達担体（例えば、足場や外科インプラント）内に含める。様々な外科インプラントが知られており、このような利点を得るために外科処置に用いられている。例えば、送達単体に導入された単離した細胞を有するインプラントを作製する様々な装置及び技術が知られている。このような細胞が蒔かれたインプラントは、生体分解性かつ生体適合性の線維性ポリマー基質や膠原物質から作製した基質に蒔かれた軟骨細胞からなる軟骨構造を成長させることで、軟骨生成及び／または軟骨修復のインビトロ法に用いられてきた。このような方法では、軟骨細胞をポリマー基質に蒔く前に軟骨組織から軟骨細胞をまず単離する必要がある。損傷組織を修復する他の方法では、所望の組織を生成するための幹細胞または前駆細胞を有するインプラントを利用する。例えば、患者の骨、軟骨、及び他の軟組織を再生するために脂肪組織内、筋肉内、骨髄内、または胚組織内の細胞などの幹細胞または前駆細胞を用いることが知られている。例えば、患者から採取した脂肪の幹細胞を軟骨形成に適した環境に移して、この幹細胞の細胞増殖を促し、軟骨細胞などの異なる種類の細胞を生成する。
【０００４】
主に長期に亘って患者に効果があることから、組織を修復するために組織工学的手法を用いる傾向が次第に強くなってきているが、このような現在の技術に問題がないわけではない。現在の組織工学的手法の１つの問題は時間がかかることである。通常の処理では、第１の外科処置で患者から組織サンプルを採取し、このサンプルを細胞の単離、培養、及び増殖のために実験室に移送する。標準的な細胞培養技術を用いて、細胞サンプルを３、４週間増殖させて細胞バンクを作成する。細胞生着が目的の数量に達したら、第２の外科処置でこの細胞を移植するために外科医に送り戻す。この人手がかかる処理は、極端に時間と費用がかかる。臨床データによると患者にとって長期的に有利であるが、この処置にかかる費用と２回の外科処置による外傷の影響からこの手法の採用が妨げられてきた。
【０００５】
ある組織修復方法では、培養して増殖させた細胞と足場からなるインプラントを欠損部位に配置する。このインプラントは、構造的一体性と細胞接着及び増殖のための表面を提供する。以前は、このような足場は主に、生細胞と組み合わせて患者の体内に導入すると細胞の進入及び再構築を可能にする２次元または３次元の多孔性足場からなっていた。この手法は、２回の外科手術と高コストから適用範囲が限定されている。また過去には、組織修復のために同種移植が利用されていたが、この手法は、移植片材料が限定されていることや疾患の伝染のリスクから理想的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した理由から、時間がかからず実施が容易な組織を再生するための新規の装置及び方法が当分野で以前から要望されている。また、手術中の即時使用のために迅速かつ効率的な方法で作製でき、生細胞の信頼性の高い供給源として働くインプラントを提供するのが理想的である。従って、現在利用できる上記した組織修復のための装置及び方法を制限することなく、組織再生の利点を提供する欠損組織または外傷組織を修復する安価な方法が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、組織傷害或いは組織欠損部を修復するための生体適合性組織インプラントを提供する。この組織インプラントは、組織を再生し、かつ／または修復することができる生細胞の供給源として機能する生体組織スライスを含む。この生体組織スライスは、組織傷害部位或いは組織欠損部位に移植するのに好適な形状を有するように、組織修復手術中に健常組織から採取することができる。採取した組織スライスは、その内部の生細胞が遊走して増殖し、組織修復部位の周囲組織に一体化できる寸法を有する。一実施形態では、採取した組織スライスをミンス組織断片と組み合わせて、組織の再生を更に促進することができる。ミンス組織断片は、保持部材としても機能し得るヒドロゲルまたは接着剤に導入することができる。場合によっては、組織修復部位のインプラントに生理活性物質を適用して、組織の治癒または再生を更に促進することもできる。
【０００８】
本発明の別の実施形態では、インプラントが２つ以上の組織スライスを含むことができる。複数の組織スライスを互いに接合して、傷害または欠損部位に移植するのに適した所望の大きさ及び形状を有する積層組織インプラントを形成することができる。更に別の実施形態では、組織スライスを組織足場に接合して複合インプラントを形成することができる。このインプラントは、複数の組織スライス及び複数の足場層を含むことができる。この足場は更に、組織スライス内の生細胞が増殖して周囲の組織領域と一体化する効率を高める生理活性物質を含むことができる。
【０００９】
本発明はまた、本発明の生体適合性組織インプラントを用いて傷害部位または病変部位を治療する方法を提供する。この方法は、この組織インプラントを組織傷害部位或いは欠損部位に導入するステップを含む。この組織インプラントは、任意で、保持部材を用いて組織部位に固定することができる。移植されると、インプラント内の生細胞が新しい組織を再生し、この組織が修復部位の周囲組織と一体化できる。本発明の生体適合性組織インプラントは、病変組織または損傷組織の修復及び／または再生のために用いることができる。更に、この組織インプラントは、組織バルキング（tissue bulking）、美容処置、治療、組織補強、及び組織再構築に用いることができる。このインプラントが組織修復に用いられる実施形態では、この組織修復インプラントを用いて、例えば、回旋腱板の傷害、前十字靭帯（ＡＣＬ）断裂、または半月板披裂などの筋骨格系内で起こる傷害や、皮膚及び軟骨などの他の結合組織で起こる傷害などの様々な傷害を治療することができる。更に、このようなインプラントは、手や足の外科手術などの他の整形外科処置に用いて、靭帯、神経、及び腱などの組織を修復することもできる。
【００１０】
組織修復手術中に健常な生組織から組織スライスを採取することにより、本発明は、別の外科手術をしないで低コストで、組織傷害または欠損部を修復するための細胞の供給源を提供する。この方法により、細胞の単離及び精製のコストをかけずに、傷害部位または欠損部位に生細胞を導入することができる。更に、本発明では、組織スライスをミンスして細かい粒子にする必要がないため、処置時間を短縮でき、組織内での細胞の生存可能性を改善できる。健常な生細胞の細胞供給源として組織スライスを用いる別の利点は、組織スライスが、生体適合性組織インプラントに天然の組織表面を提供し、後に周囲組織と同様の機械的特性を有するようになる。組織スライスはまた、縫合糸、ステープル、または接着剤などの従来の方法を用いて患部に容易に固定できる、傷害または欠損部位に細胞を良好に保持する構造も提供する。加えて、薄い組織スライスを用いることで、細胞がこの組織から遊走することができ、移植された組織と傷害または欠損部位との良好な一体化が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
手術中の急な使用のために迅速かつ効率的な方法で作製でき、生細胞の信頼性の高い供給源として機能するインプラントが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、添付の例示的な図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めばより良くできるであろう。
【００１３】
本発明の生体適合性組織インプラントは様々な目的で様々な種類の組織の治療に用いることができる。例えば、このようなインプラントは、病変組織または損傷組織の修復及び／または再生に用いたり、組織バルキング（tissue bulking）、組織補強、美容処置、治療、及び他の組織シール（tissue sealing）に用いることができる。このような組織インプラントには、組織の再生及び／または再構築できる生細胞を含む健常組織から採取した組織スライスまたは組織ストリップが含まれる。組織スライスは、損傷部位または欠損部位の移植に適した形状を有するように採取される。採取した組織スライスは、その中に含まれる生細胞が遊走及び増殖して修復部位の周囲の組織に一体化できる大きさにする。
【００１４】
インプラントは、ここでは「組織修復インプラント」と呼ぶことがあり、インプラントを使用する方法が、時には組織修復技術として特徴付けられる。インプラントは、限定するものではないが、組織修復、組織バルキング、美容処置、治療、組織の再構築または補強、及び組織シールを含め、様々な組織の治療に用いることができる。
【００１５】
ここで用いる用語「生存可能」は、１または複数の生細胞を有する組織サンプルを指す。実質的にあらゆる種類の組織を、本発明の組織修復インプラントに用いることができる。組織修復インプラントに用いる組織は、好ましくは、軟骨組織、半月板組織、靭帯組織、腱組織、皮膚組織、骨組織、筋組織、骨膜組織、心膜組織、滑膜組織、神経組織、脂肪組織、腎組織、骨髄、肝組織、膀胱組織、膵組織、脾臓組織、椎間板組織、胚組織、歯周組織、血管組織、血液、及びこれらの組合せから選択される。軟骨修復に有用な一実施形態では、このような組織は骨組織を含まず、軟骨組織、半月板組織、骨膜組織、脂肪組織、骨髄、血液、滑膜組織、靭帯組織、及び腱組織からなる群から選択される。組織インプラントを作製するために用いる組織は、自家組織、同種組織、または異種組織とすることができる。
【００１６】
ここで用いる用語「スライス」は、上記したあらゆる種類の組織から得た、組織インプラントの作製に用いる薄い切片、ストリップ、細片を指す。好ましくは、組織スライスは約１ｍｍ未満の厚み、より好ましくは約２００μｍ〜５００μｍの範囲の厚みを有する。薄い形状により、細胞の組織スライスからの適切な遊走が確実になる。しかしながら、このようなパラメーターが組織スライスからの細胞の遊走に著しい影響を与えるものではないため、組織スライスを欠損部位の移植に適した任意の長さ及び幅にできることを理解されたい。
【００１７】
本発明の一態様では、組織スライスを細かくミンスした組織断片と組み合わせて成長及び治癒反応の効率を改善することができる。このような実施形態では、組織スライスは約３ｍｍの厚みとすることができる。しかしながら、組織スライスは、約２００μｍ〜約１ｍｍの厚みとするのが好ましい。
【００１８】
本発明の別の態様では、スライス組織を基質消化酵素に接触させて、その細胞の周囲の細胞外基質からの細胞遊走を促進することができる。このような酵素を用いて、細胞外基質から組織欠損部或いは組織傷害部、または足場材料への細胞遊走の速度を上げることができる。本発明に用いることができる好適な基質消化酵素として、限定するものではないが、コラーゲナーゼ、コンドロイチナーゼ、トリプシン、エラスターゼ、ヒアルロニダーゼ、ペプチダーゼ、サーモリシン、基質メタロプロテイナーゼ、ゼラチナーゼ、及びプロテアーゼを挙げることができる。
【００１９】
半月板修復に有用な一実施形態では、組織修復インプラントに用いられる組織は、半月板組織、軟骨組織、皮膚、滑膜組織、骨膜組織、心膜組織、脂肪組織、骨髄、血液、腱組織、靭帯組織、またはこれらの組合せからなる群から選択することができる。靭帯修復に有用な一実施形態では、組織修復インプラントに用いられる組織は、腱組織、修復する組織と同じ種類の靭帯組織、修復する組織とは異なる種類の靭帯組織、滑膜組織、骨膜組織、筋膜、皮膚、及びこれらの組合せからなる群から選択することができる。
【００２０】
ここで特に図１Ａを参照すると、本発明の生体適合性組織インプラント２０の例示的な実施形態が示されている。例示されている例では、組織インプラント２０は、軟骨欠損部１０を修復するために用いられる。組織インプラント２０は、欠損部１０に移植するのに適した形状を有するように健常で生存可能な軟骨生組織から採取した組織スライス２２を含む。組織スライス２２は、軟骨欠損部を修復するための軟骨生細胞の供給源となり、組織スライス２２に含まれている生細胞が遊走及び増殖して欠損部１０の周囲の軟骨組織１２と一体化できる寸法を有する。組織インプラント２０からの適切な細胞遊走を確実にするために、組織スライス２２は約１ｍｍ未満の厚みを有する。好ましくは、組織スライス２２は、約２００μｍ〜約５００μｍの範囲の厚みを有し、欠損部１０の移植に適した任意の長さや幅を有することができる。
【００２１】
組織インプラント２０は、軟骨欠損部１０に導入され、周囲の軟骨組織１２が圧迫する力で移植部位に保持され得る。例えば、組織インプラント２０は、欠損領域よりもやや大きくして、移植時に組織インプラント２０が欠損部１０内に密着して締まり嵌めするようにできる。別法では、図１Ａ−図１Ｃに例示されているように、組織インプラント２０は、組織インプラント２０を欠損部１０に固定するための保持部材３０などを用いて従来の方法で固定することができる。保持部材３０は、ファスナー、ステープル、組織タック、縫合糸、接着剤、またはこれらの組合せを含むことができる。当業者であれば、保持部材３０がこのような例に限定されるものではなく、当分野で周知の他の好適な組織取付け装置を含むことができることを理解できよう。更に、どの保持部材３０を選択するかは、欠損部の大きさ、修復する組織の種類、保持部材３０の利用し易さやコストなどを含め、多数の因子よって決めることができる。
【００２２】
図１Ａに、軟骨欠損部１０の骨組織１４に固定するステープル３２で所定の位置に固定された組織インプラント２０が例示されている。組織インプラント２０はまた、図１Ｂに示されているように接着剤３４で所定の位置に固定することができる。好適な接着剤３４として、限定するものではないが、ヒアルロン酸、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、コラーゲンゲル、コラーゲン系接着剤、アルギン酸ゲル、架橋結合アルギン酸、ゼラチン‐レゾルシン‐ホルマリン系接着剤、イガイ系接着剤（mussel-based adhesive）、ジヒドロキシフェニルアラニン（ＤＯＰＡ）系接着剤、キトサン、トランスグルタミナーゼ、ポリ（アミノ酸）系接着剤、セルロース系接着剤、多糖系接着剤、合成アクリル酸系接着剤、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿（ＰＰＰ）、ＰＲＰクロット、ＰＰＰクロット、血液、血餅、血液成分、血液成分クロット、ポリエチレングリコール系接着剤、マトリゲル（Matrigel）、モノステアロイル・グリセロール・コサクシネート（Monostearoyl Glycerol co-Succinate）（ＭＧＳＡ）、モノステアロイル・グリセロール・コサクシネート／ポリエチレングリコール（Monostearoyl Glycerol co-Succinate/polyethylene glycol）（ＭＧＳＡ／ＰＥＧ）コポリマー、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、及びこれらの組合せを挙げることができる。図１Ｃに示されているように、組織インプラント２０は、縫合糸３６を用いても固定することもできる。
【００２３】
組織インプラント２０は、組織修復を促進するためにミンスした組織と共に用いることもできる。例えば、ミンス組織断片を接着剤３４に添加して、組織の再生及び／または再構築過程を改善することができる。別法では、ミンス組織断片を、欠損部１０の組織インプラント２０に適用するゲル状担体に含めることができる。ミンス組織断片は、組織スライス２２と欠損部１０との間の空間に導入することができる。ミンス組織断片と組織スライスを組み合わせるこのような実施形態では、組織インプラント２０を形成する組織スライスの厚みは、約３ｍｍとすることができ、好ましくは約２００μｍ〜約１ｍｍの範囲である。限定するものではないが、ゲル状担体として、ヒアルロン酸、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、コラーゲンゲル、コラーゲン系接着剤、アルギン酸ゲル、架橋結合アルギン酸、キトサン、合成アクリル酸系ゲル、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿（ＰＰＰ）、ＰＲＰクロット、ＰＰＰクロット、血液、血餅、血液成分、血液成分クロット、マトリゲル（Matrigel）、アガロース、キチン、多糖、ポリ（オキシアルキレン）、ポリ（エチレンオキシド）‐とポリ（プロピレンオキシド）のコポリマー、ポリ（ビニルアルコール）、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、可溶化基底膜、またはこれらの組合せを挙げることができる。
【００２４】
ミンスした組織断片は、例えば、生検や他の外科的採取などの様々な従来の技術を用いて得ることができる。組織サンプルは、患者に行う外科手術の回数を最小限にするために修復手術中に得るのが好ましい。生組織のサンプルが得られたら、サンプルを無菌状態で処置して、少なくとも１つのミンスした或いは細かく分割した組織粒子を含む懸濁液を作製することができる。更なる処置が必要なくなるように、ミンス形態の組織を採取することも可能である。各組織断片の粒子の大きさは、例えば、約０．１ｍｍ３〜３ｍｍ３の範囲、約０．５ｍｍ３〜１ｍｍ３の範囲、１ｍｍ３〜２ｍｍ３の範囲、約２ｍｍ３〜３ｍｍ３の範囲と様々にすることができるが、１ｍｍ３未満の組織粒子が好ましい。
【００２５】
好ましくは、ミンス組織は組織断片から遊走できる少なくとも１つの生細胞を有する。より好ましくは、この組織が、組織断片から遊走して欠損部位１０の周囲の組織が生着し始めるのに有効な量を含む。任意の実施形態では、ミンス組織断片を基質消化酵素に接触させて、細胞を取り囲んでいる細胞外基質から細胞が遊走するのを促進することができる。このような酵素を用いて、細胞外基質から足場材料内への細胞遊走の速度を上げることができる。本発明に用いることができる好適な基質消化酵素には、限定するものではないが、コラーゲナーゼ、コンドロイチナーゼ、トリプシン、エラスターゼ、ヒアルロニダーゼ、ペプチダーゼ、サーモリシン、基質メタロプロテイナーゼ、ゼラチナーゼ、及びプロテアーゼが含まれる。ゲル担体中のミンス組織粒子の濃度は、好ましくは約１ｍｇ／ｃｍ３〜１０００ｍｇ／ｃｍ３の範囲、より好ましくは約１ｍｇ／ｃｍ３〜２００ｍｇ／ｃｍ３の範囲である。
【００２６】
本発明の組織インプラント２０を作製するには１つの組織スライス２２で十分であるが、細胞遊走及び一体化の同じ原理を、複数の組織スライス２２を含む積層組織インプラント４０に適用することもできる。図２Ａ−図２Ｃに例示されているように、複数の組織スライス２２を互いに結合させて本発明の積層組織インプラント４０を作製することができる。ここで用いる用語「接合」は広い意味で、追加の保持部材或いは接着剤を用いてまたは用いないで一層の組織の上に別の一層の組織を配置するなどして組織スライスを互いに結合する過程を指す。組織スライス２２のそれぞれは、均一の大きさ或いは異なった大きさとし、傷害部位１０に移植するのに適した全体の形状及び寸法を有する積層インプラント４０を形成することができる。同様に、接合する組織スライス２２の数は、欠損部位の大きさ及びそれぞれの組織スライス２２の大きさによって異なる。しかしながら、組織インプラント４０からの適当な細胞遊走を確実にするべく、各組織スライス２２は、上記したように約１ｍｍ未満とすべきである。好ましくは、各組織スライス２２は、約２００μｍ〜約５００μｍの範囲の厚みを有する。
【００２７】
上記した組織インプラント２０と同様に、積層インプラント４０は、上記した保持部材３０を用いて或いは用いないで組織欠損部１０に配置することができる。図２Ａでは、組織インプラント４０は、軟骨欠損部１０近傍の骨組織１４にインプラント４０を固定するステープル３２で軟骨欠損部１０に固定されている。図２Ｂでは、組織インプラント４０は、上に列記したような接着剤３４によって所定の位置に保持されている。組織の再生及び／または再構築を更に促進するために、ミンス組織断片を接着剤と混合することができる。ミンス組織断片が組織スライスと組み合わせられるこのような実施形態では、積層インプラント４０を形成する各組織断片の厚みは約３ｍｍとすることができ、好ましくは約２００μｍ〜約１ｍｍの範囲である。最後に、組織インプラント４０は、縫合糸３６を用いて欠損部１０の周りの軟骨組織１２に固定することができる。積層組織インプラント４０が欠損部１０に導入されたら、ゲル状担体中に含めたミンス組織断片を組織スライス２２間の空間に入るように組織インプラント４０に適用して組織の成長を更に促進することができる。
【００２８】
本発明の更に別の実施形態では、組織スライス２２を組織足場５２と組み合わせて、図３Ａ−図３Ｃに例示されているような複合組織インプラント５０を形成することができる。例えば、組織スライス２２を組織足場５２の上に配置して、複合インプラント５０として欠損部１０に導入することができる。複合組織インプラント５０は、図３Ａに示されているようなステープル３２などの保持部材３０を用いて軟骨欠損部１０に固定することができる。別法では、図３Ｂに例示されているように、複合組織インプラント５０を、上記したような接着剤３４または図３Ｃに示されているように縫合糸３６を用いて所定の位置に固定することができる。組織の再生及び／または再構築を更に促進するために、ミンス組織断片を接着剤に混合することができる。加えて、ゲル状担体に含められたミンス組織断片を、組織スライス２２と組織足場５２と欠損部１０との間に注入して組織の成長を促進することができる。
【００２９】
本発明の複合組織インプラント５０は、１つの組織スライス２２と１つの組織足場５２を含むとして例示されているが、組織スライス２２または組織足場５２を複数含むことができることも企図する。例えば、一実施形態では、複数の組織スライス２２を組織足場５２の層間に挟んで積層複合インプラント５０を形成することができる。別の実施形態では、組織スライス２２と組織足場５２を交互に積層して積層複合インプラント５０を形成することができる。当業者であれば、複合インプラント５０における組織スライス２２及び足場５２の数及び向きは、欠損部１０の大きさ、修復する組織の種類、及び材料の利用し易さによって異なることを理解できよう。
【００３０】
本実施形態では、組織足場５２が複合インプラント５０に複数の利点を提供できる。組織足場５２は、細胞増殖が起こるように更なる構造的一体性を提供する。組織足場５２はまた、組織スライス２２自体の構造的な支持を提供する。このような組織スライス２２自体の構造的な支持は、特定の組織修復において所定の位置にインプラント５０を保持する場合に必要となる。例えば、図４Ａに示されているような半月板部分置換では、組織足場５２が複合組織インプラント５０の組織スライス２２に追加の強度を付与するため、縫合糸３６によってインプラント５０を半月板組織に固定することができる。必要に応じて或いは所望に応じて、保持部材３０と組み合わせて、複合インプラント５０を半月板組織６０に固定することができる。図４Ｂに示されているように、複合インプラント５０は、縫合糸３６と粘着剤すなわち接着剤３４の両方を用いて固定することができる。組織足場によって得られる別の利点は、生細胞が増殖して欠損部１０の周囲組織と一体化する全体の効率を上げる生理活性物質すなわちエフェクターの送達担体として機能することである。
【００３１】
生体適合性であって手術室環境での取り扱いを容易にする物理的特性及び／または機械的特性及び十分な構造的一体性を有する実質的にあらゆる材料或いは送達担体を用いて組織足場５２を形成できることを企図する。足場の形成に用いる材料及び製造工程の選択によって足場に十分な強度及び物理的特性を付与することができる。ある実施形態では、足場が柔軟であって移植する部位の寸法に足場を調節できる。例えば、足場は、気泡構造またはメッシュ構造はもちろん、ゲル状物質または接着剤を含むことができる。足場は、生体再吸収性材料（bioresorbable material）または生体吸収性材料とするのが好ましい。
【００３２】
本発明の一実施形態では、足場は生体適合性ポリマーから形成することができる。様々な生体適合性ポリマーを用いて、本発明に従った生体適合性組織インプラントまたは足場装置を作製することができる。生体適合性ポリマーは、合成ポリマー、天然ポリマー、またはこれらの組合せとすることができる。ここで用いる用語「合成ポリマー」は、たとえ自然発生の生体材料から形成されたポリマーであっても、天然で見られないポリマーを指す。用語「天然ポリマー」は自然発生のポリマーを指す。足場が少なくとも１種類の合成ポリマーを含む実施形態では、好適な生体適合性合成ポリマーは、脂肪族ポリマー、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（polyoxaesters）、ポリアミドエステル、アミン基含有ポリオキサエステル（polyoxaesters containing amine groups）、ポリ（無水物）、ポリフォスファゼン、ポリ（フマル酸ポリピレン）（poly(propylene fumarate)）、ポリウレタン、ポリ（エステルウレタン）、ポリ（エーテルウレタン）、及びこれらの混合物やコポリマーからなる群から選択されるポリマーを含み得る。本発明に使用するための好適な合成ポリマーは、コラーゲン、ラミニン、グリコサミノグリカン、エラスチン、トロンビン、フィブロネクチン、デンプン、ポリ（アミノ酸）、ゼラチン、アルギン酸塩、ペクチン、フィブリン、酸化セルロース、キチン、キトサン、トロポエラスチン、ヒアルロン酸、絹、リボ核酸、デオキシリボ核酸、ポリペプチド、タンパク質、多糖、ポリヌクレオチド、及びこれらの組合せに見られる配列に基づいた生合成ポリマー含むことができる。
【００３３】
本発明のために用いる脂肪族ポリエステルは、限定するものではないが、ラクチド（乳酸、Ｌ‐ラクチド、Ｄ‐ラクチド、Ｍｅｓｏ‐ラクチドを含む）、グリコリド（glycolide）（グルコール酸を含む）、ε‐カプロラクトン、ｐ‐ジオキサノン（１,４‐ジオキサン‐２‐オン）、トリメチレンカーボネート（１,３‐ジオキサン‐２‐オン）、トリメチレンカーボネートのアルキル誘導体、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（1,4-dioxepan-2-one）（その二量体である１,５,８,１２‐テトラオキサシクロテトラデカン‐７,１４‐ジオン（1,5,8,12-tetraoxacyclotetradecane-7,14-dione）を含む）、１,５‐ジオキセパン‐２‐オン（1,4-dioxepan-2-one）、６,６‐ジメチル‐１,４‐ジオキサン‐２‐オン、２,５‐ジケトモルフォリン（2,5-diketomorpholine）、ピバロラクトン（pivalolactone）、α,α‐ジエチルプロピオラクトン、エチレンカーボネート、エチレンオキサレート（ethylene oxalate）、３‐メチル‐１,４‐ジオキサン‐２,５‐ジオン、３,３‐ジエチル‐１,４‐ジオキサン‐２,５‐ジオン、６,６‐ジメチル‐ジオキセパン‐２‐オン、及び６,８‐ジオキサビシクロクタン‐７‐オン（6,8-dioxabicycloctane-7-one）のホモポリマー及びコポリマー、並びにこれらのポリマー混合物を含むことができる。本発明に用いる脂肪族ポリエステルは、直線、分枝、または星型の構造のホモポリマーまたはコポリマー（ランダム、ブロック、セグメント化、テーパーブロック、グラフト、トライブロック（triblock）など）とすることができる。他の有用なポリマーとして、ポリフォスファゼンや、Ｌ‐ラクチド、Ｄ,Ｌ‐ラクチド、乳酸、グリコリド（glicolide）、グリコール酸、パラ‐ジオキサノン（para-dioxanone）、トリメチレンカーボネート、及びε‐カプロラクトンから生成されるコポリマー、ターポリマー（ter-polymer）、及びより高いオーダーで混合されたモノマー系ポリマーを挙げることができる。
【００３４】
ここで用いる用語「グリコリド（glicolide）」がポリグリコール酸を含むことを理解されたい。更に、用語「ラクチド」がＬ‐ラクチド、Ｄ‐ラクチド、これらの混合物、乳酸ポリマー、及び乳酸コポリマーを含むことを理解されたい。
【００３５】
弾性コポリマーもまた、本発明に特に有用である。好適な弾性ポリマーには、１デシリットル当たり０．１グラム（ｇ／ｄＬ）のポリマーを含むヘキサフルオロイソプロパノール（HFIP）溶液において、２５℃で約１．２ｄＬ／ｇ〜４ｄＬ／ｇ、より好ましくは約１．２ｄＬ／ｇ〜２ｄＬ／ｇ、最も好ましくは約１．４ｄＬ／ｇ〜２ｄＬ／ｇの範囲の固有の粘度を有するものが含まれる。更に、好適なエラストマーは、高い伸長率及び低い弾性率を有するが、良好な引張り強さ及び良好な回復性を有する。本発明の好適な実施形態では、エラストマーは２００％よりも大きい伸長率、より好ましくは５００％よりも大きい伸長率を有する。このような伸長率及び弾性率に加えて、好適なエラストマーは、約３４４７．５ｋＰａ（約５００ｐｓｉ）、より好ましくは約６８９５ｋＰａ（約１，０００ｐｓｉ）よりも大きい引張り強さを有し、約８．９ｋｇ／ｃｍ（約５０ポンド／インチ）、より好ましくは約１４．３ｋｇ／ｃｍ（約８０ポンド／インチ）の引張り強さを有する。
【００３６】
本発明に用いることができる例示的な生体適合エラストマーとして、限定するものではないが、モル比が３５：６５〜６５：３５（ε‐カプロラクトン：グリコリド）、より好ましくは４５：５５〜３５：６５のε‐カプロラクトンとグリコリドの弾性コポリマー、モル比が９５：５〜３０：７０（ε‐カプロラクトン：ラクチド）、より好ましくは４５：５５〜３０：７０または約９５：５〜約８５：１５のε‐カプロラクトンとラクチド（Ｌ‐ラクチド、Ｄ‐ラクチド、これらの混合物、乳酸ポリマー、及び乳酸コポリマーを含む）の弾性コポリマー、モル比が４０：６０〜６０：４０（ｐ‐ジオキサノン：ラクチド）のｐ‐ジオキサノン（１,４‐ジオキサン‐２‐オン）とラクチド（Ｌ‐ラクチド、Ｄ‐ラクチド、及びこれらの混合物、乳酸ポリマー、及び乳酸コポリマーを含む）の弾性コポリマー、モル比が３０：７０〜７０：３０（ε‐カプロラクトン：ｐ‐ジオキサノン）のε‐カプロラクトンとｐ‐ジオキサノンの弾性コポリマー、モル比が３０：７０〜７０：３０（ｐ‐ジオキサノン：トリメチレンカーボネート）のｐ‐ジオキサノンとトリメチレンカーボネートの弾性コポリマー、モル比が３０：７０〜７０：３０（トリメチレンカーボネート：グリコリド）のトリメチレンカーボネートとグリコリド（ポリグルコール酸を含む）の弾性コポリマー、モル比が３０：７０〜７０：３０（トリメチレンカーボネート：ラクチド）のトリメチレンカーボネートとラクチド（Ｌ‐ラクチド、Ｄ‐ラクチド、及びこれらの混合物、乳酸ポリマー、及び乳酸コポリマーを含む）の弾性コポリマー、及びこれらの混合物を挙げることができる。好適な生体適合性エラストマーの例は、米国特許第５，４６８，２５３号に記載されている。
【００３７】
一実施形態では、エラストマーは、ポリジオキサノンメッシュを含むジオキサノン溶媒中で生成されたε‐カプロラクトンとグリコリドのコポリマー（３５：６５）である。別の実施形態では、エラストマーは、ε‐カプロラクトン‐グリコリドのコポリマー（３５：６５）とε‐カプロラクトン‐ラクチドのコポリマー（４０：６０）の混合物（５０：５０）である。ポリジオキサノンメッシュは、一層の薄い２次元メッシュまたは多層の厚い３次元メッシュの形態とすることができる。
【００３８】
本発明の足場は、場合によっては、体内環境で適時に吸収される生体再吸収性材料（bioresorbable material）または生体吸収性材料から形成することができる。インビボ条件下での吸収時間の差は、本発明の足場を形成する際の２種類のコポリマーの組合せの基礎とすることができる。例えば、ε‐カプロラクトンとグリコリドのコポリマー（３５：６５）（比較的吸収が速いポリマー）とε‐カプロラクトンとＬ‐ラクチドのコポリマー（４０：６０）（比較的吸収が遅いポリマー）を混合して生体適合性の足場を形成することができる。用いる製造技術によって、２つの構成材料はランダムに相互結合したバイコンティニュアス相（bicontinuous phases）か、或いは２つの構成材の層間の境界面が十分に一体化した積層型複合体の形態のグラジエント状構造（gradient like structure）を有することができる。これらの足場の微小構造は、再生させる組織を所望の解剖学的構造に再生または修復するために最適化することができる。
【００３９】
一実施形態では、ポリマー混合物を用いて、グラジエント状構造で１つの組成から別の組成へ移行する足場を形成するのが望ましい。このようなグラジエント状構造を有する足場は、軟骨（関節軟骨、半月板軟骨、鼻中隔軟骨、気管軟骨、耳介軟骨、助軟骨など）腱、靭帯、神経、食道、皮膚、骨、及び血管組織などの自然発生組織の構造を修復または再生する組織工学の分野で特に有用である。例えば、エラストマーのε‐カプロラクトン‐ｃｏ‐グリコリド（ε-caprolactone-co-glycolide）とε‐カプロラクトン‐ｃｏ‐ラクチド（ε-caprolactone-co-lactide）を混合（例えば、モル比が５：９５）して、例えば、軟骨から骨への移行に類似した要領で柔軟なスポンジ材料から硬い硬質材料に移行する足場を形成することができる。当業者であれば、同様のグラジエント効果または異なったグラジエント（例えば、異なった吸収プロフィール、異なった応力応答プロフィール、または異なった弾性率）を提供するために他のポリマー混合物を用いることができることを理解できることが明らかである。
【００４０】
本発明の組織修復インプラント５０の生体適合性足場５２は、例えば織物、編物、縦編物（すなわち、レース状）、不織布、及び編み構造などを有するあらゆる吸収性または非吸収性の生地からなる補強材を含むこともできる。一実施形態では、補強材はメッシュ状構造を有する。上記した全ての構造において、材料の機械的特性は、材料の密度すなわち粗さ、材料の編物または織物の種類、または材料の厚みを変えて、或いは材料に粒子を埋め込んで変更することができる。材料の機械的特性は、メッシュ内に繊維が物理的に相互に結合している或いは接着剤やポリマーなどの別の物質に物理的に結合している部位を形成して変更することができる。補強材に用いる繊維は、モノフィラメント、ヤーン、糸、紐、または繊維束とすることができる。このような繊維は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグルコール酸（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリジオキサノン（ＰＤＯ）、トリメチレンカーボネート（ＴＭＣ）、及びこれらのコポリマーまたは混合物などの生体吸収性材料を含む任意の生体適合性材料から形成することができる。このような繊維はまた、絹やコラーゲン系材料を含む天然ポリマー系の任意の生体適合性材料から形成することもできる。このような繊維はまた、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、及びポリ（ビニルアルコール）などの非吸収性の任意の生体適合性繊維から形成することもできる。一実施形態では、このような繊維は、ラクチドとグリコリド（９５：５）のコポリマーから形成される。
【００４１】
別の実施形態では、補強材を形成する繊維は、生体吸収性ガラスから形成することができる。ガラス繊維にして補強材に用いることができる材料として、吸収時間を制御するために様々な量の固体粒子が添加されたリン酸カルシウムガラス、バイオガラス、またはシリケート含有リン酸カルシウムガラスを挙げることができる。添加できる好適な固体粒子には、鉄、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、及びこれらの組合せが含まれる。
【００４２】
生体適合足場及び補強材は、孔が組織の成長を促す有孔の薄い弾性シートから形成することもできる。このようなシートは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグルコール酸（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、及びポリジオキサノン（ＰＤＯ）のコポリマーまたは混合物から形成することができる。
【００４３】
一実施形態では、生体適合性足場５２または補強材を形成するフィラメントは、同時押出しによるシースとコアの構造のフィラメントとすることができる。このようなフィラメントでは、生体適合性ポリマーからなる１または複数のコアの周りを別の生体適合性ポリマーのシースが覆っている。組織の内植のために長期の支持が必要な場合は、吸収速度が遅いコアの周りを吸収速度の速いシースが覆っているフィラメントが理想的であろう。
【００４４】
当業者であれば、１層または複数層の補強材を用いて、本発明の組織インプラントを補強することができることを理解できよう。加えて、例えば構造及び化学的性質が同じ或いは異なったメッシュなどの生体分解性繊維の足場を積層して、機械的強度の優れた生体適合性組織インプラントを形成することができる。
【００４５】
足場が少なくとも１種類の天然ポリマーを含む実施形態では、天然ポリマーの好適な例として、限定するものではないが、フィブリン系材料、コラーゲン系材料、ヒアルロン酸系材料、糖タンパク質系材料、セルロース系材料、絹、及びこれらの組合せを挙げることができる。限定するものではないが、生体適合性足場は、コラーゲン系小腸粘膜下組織から形成することができる。
【００４６】
限定するものではないが、本発明の足場５２は、細胞成長を促すように高多孔性にすることができる。平均の孔の大きさは、約１００μｍ〜５００μｍの範囲が好ましい。このような実施形態では、足場の内部領域内への組織の内植を受容できるように十分な柔軟性を有するようにして、組織が成長するにつれて足場の形状が変化できるようにすべきである。従って、本発明では、組織が生体適合性足場の表面で成長できるようにする。別法では、組織が足場内に入り込んで一体化するように、組織が生体適合性足場の内部へ及び表面で成長できるようにする。
【００４７】
本発明の別の実施形態では、生体適合性足場５２は生体適合性セラミック材料から形成することができる。好適な生体適合性セラミック材料として、例えば、ヒドロキシアパタイト、α‐リン酸三カルシウム、β‐リン酸三カルシウム、バイオアクティブガラス（bioactive glass）、リン酸三カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、異種及び同種の骨材料、及びこれらの組合せを挙げることができる。本発明に用いることができる好適なバイオアクティブガラスとして、吸収時間を制御するために様々な量の固体粒子が添加されたリン酸カルシウムガラス、またはシリケート含有リン酸カルシウムガラスを挙げることができる。リン酸カルシウムバイオアクティブガラスに添加できる好適な化合物として、限定するものではないが、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、及びこれらの組合せを挙げることができる。
【００４８】
本発明の組織インプラントの更に別の実施形態では、足場５２は、自家組織、同種組織、及び異種組織から得ることができるような組織移植片を用いて形成することができる。限定するものではないが、皮膚、軟骨、靭帯、腱（tendon）、骨膜、軟骨膜、滑膜、筋膜、腸間膜、及び腱（sinew）などの組織を組織移植片として用いて生体適合性足場５２を形成することができる。同種組織を用いるある実施形態では、胎児または新生児から得た組織を用いて、ある種の成人組織に関連する免疫原性を回避することができる。
【００４９】
組織インプラントの更に別の実施形態では、足場は、連続気泡孔構造を備えた孔を有するポリマーフォーム材料から形成できる。孔の大きさは様々にすることができるが、好ましくは組織の内植を可能とする大きさである。より好ましくは、孔の大きさは、約５０μｍ〜１０００μｍの範囲であり、更に好ましくは、約５０μｍ〜５００μｍの範囲である。ポリマーフォーム材料は、場合によっては、例えば上記した生地などの補強材を含むことができる。ポリマーフォーム材料が補強材を含むある実施形態では、フォーム材料の孔が補強材のメッシュ内に進入して補強材とインタロックするように、ポリマーフォーム材料が補強材と一体化することができる。
【００５０】
組織インプラントのフォーム材料は、当分野の一般的な技術者に既知の様々な技術を用いてフォームとして形成することができる。例えば、開始ポリマー材料は、凍結乾燥、超臨界溶媒フォーミング（supercritical solvent foaming）（例えば、欧州特許４６４，１６３に開示されている）、気体注入押出し、気体注入成形、または抽出材料（例えば、塩、糖、または類似の好適な物質）を用いた鋳造によりフォームにすることができる。
【００５１】
一実施形態では、本発明の組織修復インプラントのフォーム材料は、凍結乾燥などのポリマーと溶媒の相分離によって形成することができる。しかしながら、一般的には、ポリマー溶液は、（ａ）熱誘導ゼラチン／結晶化、（ｂ）溶媒とポリマーの相の非溶媒誘導分離、（ｃ）化学誘導相分離、及び（ｄ）熱誘導スピノダル分解の内の任意の技術を用いて２相に分離することができる。ポリマー溶液は、異なる２相またはバイコンティニュアス相に制御下で分離される。溶媒相を除去すると、通常はバルクポリマーよりも密度が低い多孔性構造が残り、μｍ範囲の孔により多孔性ポリマー構造すなわち相互に連結された連続気泡孔フォームになる。「相分離による微小気泡フォーム（Microcellular Foams Via Phase Separation）」、ジャーナル・オブ・バキュウーム・アンド・サイエンス（J. Vac. Sci. Technol）、エー・ティー・ヤング（A. T. Young）著、第４巻（３）、１９８６年５月／６月号を参照されたい。
【００５２】
利用できる溶媒の適当なポリマー濃度及び量はそれぞれの系によって異なる。一般に、溶液中のポリマーの量は、所定の溶媒におけるポリマーの溶解度やフォームに望ましい最終的な特性などの因子によって異なるが、約０．５重量％〜約９０重量％、好ましくは約０．５重量％〜約３０重量％である。
【００５３】
一実施形態では、得られるフォームの表面の組成を改変するために固体をポリマー‐溶媒系に添加する。添加した粒子が溶媒から分離して底面に沈殿すると、フォームポリマー材料ではなく添加した固体の組成を有する領域が形成される。別法では、得られる組織インプラントの所望の領域（例えば、上部近傍、側面、または底部）に添加した固体をより集中させて、そのような全ての領域の組成を変えることができる。例えば、選択した位置での固体の集中は、磁気材料から形成された成形型に入れた溶液に金属固体を添加して（またはその逆にして）達成することができる。
【００５４】
様々な種類の固体をポリマー‐溶媒系に添加することができる。好ましくは、固体はポリマーや溶媒と反応しない種類の固体である。一般に、添加される固体の平均直径は、約１．０ｍｍ未満であり、好ましくは約５０μｍ〜５００μｍの範囲である。好ましくは、含める固体の量は、粒子とポリマー‐溶媒の混合物の総容量の約１容量％〜約５０容量％（総容量％が１００容量％）である。
【００５５】
例示的な固体として、限定するものではないが、骨修復用の脱塩骨の粒子、リン酸カルシウム粒子、バイオガラス粒子、硫酸カルシウム、または炭酸カルシウム粒子や、孔形成用の浸出粒子（leachable particles）、及び補強材として有効で吸収されると孔を形成する溶媒系に溶解しない生体適合性ポリマーの粒子、及び非生体吸収材料を挙げることができる。
【００５６】
好適な浸出固体として、塩（例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、酒石酸ナトリウム、及びクエン酸ナトリウムなど）、生体適合性の単糖及び２糖（例えば、グルコース、フルクトース、デキストロース、マルトース、ラクトース、及びスクロース）、多糖（例えば、デンプン、アルギン酸塩、キトサン）、及び水溶性タンパク質（例えば、ゼラチンやアガロース）などの無毒性の浸出物質を挙げることができる。浸出物質は、浸出物質を含むフォームを溶媒に浸漬して除去することができる。この溶媒中では、実質的に全ての粒子が溶解するように十分な時間に亘って粒子が溶解性であるが、フォームは溶解したり悪化したりしない。好適な抽出溶媒は水であり、最も好ましくは蒸留した脱イオン水である。このような処理は、米国特許第５，５１４，３７８号に開示されている。フォームの加速吸収が望ましくない場合は、フォームの加水分解を最小限にするために低温及び／または真空での浸出工程を終了した後にフォームを乾燥させるのが好ましい。
【００５７】
好適な非生体吸収性材料として、ステンレス鋼、コバルトクロム、チタン、及びチタン合金などの生体適合性金属や、生体不活性セラミック粒子（例えば、アルミナ、ジルコニア、及び硫酸カルシウムの粒子）を挙げることができる。更に、非生体吸収性材料として、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリ（エチレンテレフタレート）、シリコーン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、天然ポリマー（例えば、セルロース粒子、キチン、及びケラチン）、及びフッ化ポリマー及びフッ化コポリマー（例えば、ポリ弗化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレン）などのポリマーを挙げることができる。
【００５８】
組織インプラントに放射線不透過性を付与する固体（例えば、硫酸バリウム）を添加することもできる。添加できる固体には、組織の再生や成長を促進する固体並びに緩衝剤、補強材、または多孔性改変剤として作用する固体なども含まれる。
【００５９】
上記したように、本発明の多孔性の補強された組織修復インプラント装置は、本発明の補強部材と成形型とからなる成形型組立体内に好適なポリマー溶液を注入する、注ぐ、または他の方法で導入して成形することができる。成形型組立体を好適な槽の中で、或いは冷却した棚に載せて冷却し、次いで凍結乾燥させて補強足場を得ることができる。凍結乾燥ステップの前または後で生理活性物質を添加することができる。フォーム材料を形成する際は、ポリマー‐溶媒系の凍結速度を管理するのが重要であると考えられている。凍結ステップで形成される孔の形態学的な種類は、溶液熱力学、凍結速度、冷却温度、溶液濃度、及び同種または異種の核形成が起こるか否かなどの因子の関数である。当分野の一般的な技術者であれば、実験を行わなくてもパラメーターを容易に最適化できるであろう。
【００６０】
必要となる一般的な製造ステップには、ポリマーフォーム及び補強部材を形成するための好適な材料を選択することが含まれる。メッシュ補強材料が用いられる場合は、適切なメッシュ密度を選択しなければならない。更に、補強材を成形型の中に適切に整合させ、好ましくは気泡の生成を避けるべく適切な角度に傾斜した成形型の中に適切な速度でポリマー溶液を導入し、ポリマー溶液を凍結乾燥させなければならない。
【００６１】
メッシュ補強材を用いる実施形態では、補強メッシュは所定の密度を有する。すなわち、メッシュ補強材の開口は、構造を縫合または他の方法で固定できるように十分に小さいが、フォーム材料と連続気泡とその気泡壁がメッシュ開口内に進入するときにフォーム材料と補強メッシュ材が適切に結合するのを妨げる程小さくはない。結合が適切でないと、積層構造の完全性が低下して構造が壊れ易くなり取扱いが困難になる。メッシュの密度により構造の強度が決まるため、メッシュの密度は組織修復の用途に従って様々にすることができる。加えて、メッシュに用いる編み方の種類によって、構造の機械的強度の方向、並びに補強材の機械的特性、例えば、構造の弾性、剛性、破裂強さ、縫合糸保持力、及び最終的な引張り強さが決まる。限定するものではないが、本発明のフォームを用いた生体適合性足場のメッシュ補強材は、一方向には伸びず別の方向には伸びるようにデザインしたり、或いは等方性にデザインすることができる。
【００６２】
補強されたフォームを凍結乾燥する際、所望の強度及び機械的特性を有するインプラントを作製するには複数のパラメーター及び処理が重要である。好ましくは、補強材は、成形型に配置されたときに実質的に平坦である。所望の平坦さを得るために、補強材（例えば、メッシュ）を、成形型内に配置する前に加熱プレスで平坦にする。更に、補強構造が等方性でない場合は、方向が分かるように構造に印をつけてこの異方性を示すのが望ましい。これは、１または複数の染色マーキングや染色糸を編み補強材の中に編み込んで達成できる。印の方向及び向きが、外科医に物理的特性が優れているインプラントの特徴を示す。
【００６３】
上記したように、凍結乾燥の前にポリマー溶液を成形型に導入する方法が、十分な機械的一体性を有する組織インプラントの形成に関係する。メッシュ補強材を使用し、このメッシュ補強材を２つの細い（例えば、０．７５ｍｍ）シム間に配置したとすると、メッシュ補強部材を成形型内の所望の深さで実質的に平坦な向きに配置すべきである。ポリマー溶液を、フォーム部分の層間から気泡が逃げることができるように注ぐ。好ましくは、成形型を所望の角度に傾斜させ、気泡の形成を最大限防止するように速度を制御して行う。当業者であれば、多数の変数によって傾斜角及び注入速度が変わることを理解できよう。通常は、成形型は気泡の形成を防止するべく約１度を越えた角度傾斜させるべきである。加えて、注入速度は、成形型内に気泡が閉じ込められずに全ての気泡が抜けるのに十分な遅い速度にすべきである。
【００６４】
メッシュ材が補強部材として用いられる場合、メッシュの開口の密度が、所望の機械的特性を備えた組織インプラントの形成における重要な因子となる。低密度のオープンニットメッシュ材が好ましい。ある好適な材料は、グリコリドとラクチド（９０：１０）のコポリマーであり、ＶＩＣＲＹＬ（ニュージャージー州サマービルに所在のエシコン社（Ethicon, inc., Somerville, NJ））から販売されている。低密度のオープンニットメッシュ材として、ニュージャージー州サマービルに所在のエシコン社が販売するニットＶＩＣＲＹＬ ＶＫＭ‐Ｍを挙げることができる。他の好適な材料は、ポリジオキサノンまたはラクチドとグリコリド（９５：５）のコポリマーである。
【００６５】
メッシュ材の密度すなわち「開放性」は、コンピュータに接続されたデジタルフォトカメラで評価することができる。ある評価では、メッシュの密度は、ＩＢＭの３００ＰＬに接続されたＳＯＮＹのデジタルフォトカメラＤＫＣ‐５００とＮｉｋｏｎのＳＭＺ‐Ｕ Ｚｏｏｍで決定できる。２０倍にしたそれぞれのメッシュ部分のデジタルイメージをＩｍａｇｅ‐Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ４．０ソフトウエアで操作してメッシュ密度を決定する。ソフトウエアがデジタルイメージを得たら、そのイメージを感度限界にして、メッシュの空の空間を占める領域をイメージの全領域から差し引く。残っているデジタルイメージのパーセントをメッシュ密度と見なすことができる。最も望ましい機械的特性を有するインプラントは、約１２〜８０％、より好ましくは約４５〜８０％の範囲のメッシュ密度を有することが分かった。
【００６６】
一実施形態では、軟骨修復用の好適な足場はメッシュ補強フォームである。より好ましくは、このフォームは、ポリジオキサノン（ＰＤＯ）を含むメッシュで補強されており、このフォームの組成が、ε‐カプロラクトンとグリコリド（３５：６５）のコポリマーである。関節軟骨の場合は、細胞及び組織の内植を可能にする好適な構造は、細胞遊走を十分に可能にする大きさの開気孔構造を有する。好適な孔の大きさは、平均直径が約５０μｍ〜１０００μｍの範囲、より好ましくは約５０μｍ〜５００μｍの範囲である。メッシュ層は、約１μｍ〜１０００μｍの範囲の厚みを有する。好ましくは、フォームは約３００μｍ〜２ｍｍの範囲の厚み、より好ましくは約５００μｍ〜１．５ｍｍの範囲の厚みを有する。好ましくは、メッシュ層は、約１２％〜８０％の範囲、より好ましくは約４５％〜８０％の範囲のメッシュ密度を有する。
【００６７】
別の実施形態では、軟骨修復に好適な足場は不織布構造である。より好ましくは、不織布構造の組成は、ラクチドとグリコリド（９５：５）のコポリマーであるＰＡＮＡＣＲＹＬ、ラクチドとグリコリド（９０：１０）のコポリマーであるＶＩＣＲＹＬ、またはポリジオキサノンとＶＩＣＲＹＬの混合物である。関節軟骨の場合、細胞及び組織の内植を可能にする好適な構造は、細胞遊走を十分に可能にする大きさの開気孔構造を有する。不織布足場の好適な孔の大きさは、平均直径が約５０μｍ〜１０００μｍの範囲、より好ましくは約１００μｍ〜５００μｍの範囲である。不織布足場の厚みは、約３００μｍ〜２ｍｍの範囲、より好ましくは約５００μｍ〜１．５ｍｍの範囲である。
【００６８】
更に別の実施形態では、半月板軟骨に好適な足場はメッシュ補強フォームである。より好ましくは、このフォームは、ポリジオキサノン（ＰＤＯ）を含むメッシュを備えた、組成がε‐カプロラクトンとグリコリド（３５：６５）のコポリマーである。細胞及び組織の内植を可能にする好適な構造は、細胞遊走を十分に可能とする大きさの開気孔構造を有する。好適な孔の大きさは、平均直径が約５０μｍ〜１０００μｍの範囲、より好ましくは約５０μｍ〜５００μｍの範囲である。メッシュ層は、約１μｍ〜１０００μｍの範囲の厚みを有する。好ましくは、フォームは約３００μｍ〜２ｍｍの範囲、より好ましくは約５００μｍ〜１．５ｍｍの範囲の厚みを有する。この実施形態では、好適な使用方法は、ミンスした軟骨組織をこの足場材料で覆うことである。好ましくは、メッシュ層は、約１２％〜８０％の範囲、より好ましくは約４５％〜８０％の範囲のメッシュ密度を有する。
【００６９】
更に別の実施形態では、軟骨、半月板、腱、靭帯、及び皮膚の修復を含む組織修復に好適な足場は、動物の胃、膀胱、消化管、呼吸器、尿管、外皮、生殖管、または肝基底膜などの自然発生の細胞外基質物質（ＥＣＭ）から作製される。ＥＣＭは、好ましくは、ウシ、ヒツジ、イヌ、ネコなどの動物の消化管、最も好ましくはブタの腸管から得る。好ましくは、ＥＣＭは、具体的には粘膜筋板及び細胞層である粘膜下組織の基底部分及び粘膜下組織（tunica submucosa）を含むことができる小腸粘膜下組織（ＳＩＳ）である。
【００７０】
本発明においては、洗浄しかつ／または粉砕したＥＣＭ、並びにコラーゲン繊維が内部で架橋結合したＥＣＭ内も自然発生のＥＣＭの定義に含まれる。しかしながら、ＥＣＭの天然繊維を抽出及び精製し、その精製した天然繊維から再形成した細胞外基質は自然発生のＥＣＭの定義に含まれない。ＳＩＳについて述べたが、他の自然発生のＥＣＭも本発明の範囲内であることを理解されたい。従って、ここで用いる用語「自然発生細胞外基質」または「自然発生ＥＣＭ」は、洗浄され、滅菌され、そして場合によっては架橋結合された細胞外基質を指すものである。
【００７１】
ＳＩＳが用いられる場合、ＳＩＳ移植片は、当業者に理解できる様々な方法で採取できる。得られる移植片材料は、例えば、回旋、螺旋、ばね状、ランダム、分枝状、シート状、管状、球状、断片、流動状、粉砕、液状、発泡、懸濁、ゲル状、注入可能な状態、粉末、粗い粉末、及び細断を含め、様々な形状及び構造とすることができる。
【００７２】
当分野の一般的な技術者であれば、本発明の生体適合性足場の形成材料の選択が複数の因子に依存することを理解できよう。このような因子には、インビボの機械的性能と、細胞の付着、増殖、遊走、及び分化における材料に対する細胞応答と、生体適合性と、任意の生体吸収性（すなわち、生体分解性）の動態とが含まれる。関連する他の因子には、化学組成、構造の空間的分布、ポリマーの分子量、及び結晶化の程度が含まれる。
【００７３】
生理活性物質は、任意で、本発明の組織足場５２内に含めることができる。好ましくは、生理活性物質は、上記した足場５２の内部に組み込む、またはその表面にコーティングする。生理活性物質が足場５２の表面にコーティングされる実施形態では、生理活性物質が少なくとも足場５２の一部に結合するのが好ましい。本発明に用いられる生理活性物質は、傷害部位において傷害組織の治癒及び／または再生を促す様々なエフェクターの中から選択することができる。治癒を実際に助長すなわち促進する化合物或いは作用物質に加えて、エフェクターには、感染を防止する化合物或いは作用物質（例えば、抗菌剤、抗生物質）、炎症を抑制する化合物或いは作用物質（例えば、抗炎症剤）、酸化再生セルロース（例えば、ＩＮＴＥＲＣＥＥＤ及びＳｕｒｇｉｃｅｌ（登録商標）、エシコン社が販売）などの接着を防止または最小限にする化合物、ヒアルロン酸、及び免疫系を抑制する化合物或いは作用物質（例えば、免疫抑制剤）が含まれる。
【００７４】
本発明のインプラント内に含めることができる他の種類のエフェクターとして、異種または自己の成長因子、タンパク質（基質タンパク質を含む）、ペプチド、抗体、酵素、血小板、血小板多血漿、糖タンパク質、ホルモン、サイトカイン、グリコサミノグリカン、核酸、鎮痛剤、ウイルス、ウイルス粒子、及び細胞型を挙げることができる。機能が同じまたは異なった１または複数のエフェクターをインプラント内に含めることができることを理解されたい。
【００７５】
好適なエフェクターの例には、傷害組織または損傷組織の治癒及び／または再生を促進するとして知られている多数の異種または自己の成長因子が含まれる。このような成長因子は、足場内に直接含めることができる。別法では、例えば血小板などの成長因子の供給源を足場内に含めることもできる。ここで用いる「生理活性物質」には、走化性物質、治療薬（例えば、抗生物質、ステロイド系及び非ステロイド系の鎮痛薬及び抗炎症剤、免疫抑制剤などの拒絶反応防止薬、及び抗癌剤）、様々なタンパク質（例えば、短期ペプチド（short term peptides）、骨形態形成タンパク質、糖タンパク質、及びリポタンパク質）、細胞接着メディエーター、生物学的に活性なリガンド、インテグリン結合配列、リガンド、様々な成長因子及び／または分化物質及びこれらの断片（例えば、上皮成長因子（ＥＧＦ）、肝成長因子（ＨＦＧ）、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子（例えば、ｂＦＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、インスリン由来の成長因子（例えば、ＩＧＦ‐１、ＩＧＦ‐ＩＩ）及び形質転換成長因子（例えば、ＴＧＦ‐β Ｉ‐ＩＩＩ）、副甲状腺ホルモン、副甲状腺ホルモン関連ペプチド、骨形態形成タンパク質（例えば、ＢＭＰ‐２、ＢＭＰ‐４、ＢＭＰ‐６、ＢＭＰ‐１２）、ソニックヘッジホッグ（sonic hedgehog）、成長分化因子（例えば、ＧＤＦ５、ＧＥＦ６、ＧＤＦ８）、組換えヒト成長因子（例えば、ＭＰ５２）、軟骨由来形態形成タンパク質（ＣＤＭＰ１））、特定の成長因子の上方制御に影響を与える低分子、テネイシン‐Ｃ、ヒアルロン酸、硫酸コンドロイチン、フィブロネクチン、デコリン（decorin）、トロンボエラスチン（thromboelastin）、トロンビン由来ペプチド、ヘパリン結合ドメイン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ＤＮＡ断片、及びＤＮＡプラスミドが含まれる。同様に好適なエフェクターには、上記した物質のアゴニスト及びアンタゴニストが含まれる。成長因子には、上記した成長因子の組合せも含むことができる。加えて、成長因子は、血中の血小板によって供給される自己成長因子を含むことができる。このような場合、血小板からの成長因子は様々な成長因子からなる未決定の混合物である。他のこのような物質が整形外科分野で治療効果がある場合、このような物質の少なくとも一部を本発明に用いることができると予想され、特段の記載がない限り、このような物質「生理活性物質」の意味に含まれるべきである。
【００７６】
エフェクターとして用いるのに好適な生物由来物質には、骨（自己、同種、及び異種）及び骨の誘導体、例えば半月板組織を含む軟骨（自己、同種、及び異種）及びその誘導体、靭帯（自己、同種、及び異種）及び誘導体、例えば粘膜下組織を含む小腸組織（自己、同種、及び異種）の誘導体、例えば粘膜下組織を含む胃組織（自己、同種、及び異種）の誘導体、例えば粘膜下組織を含む膀胱組織（自己、同種、及び異種）の誘導体、例えば粘膜下組織を含む消化器組織（自己、同種、及び異種）の誘導体、例えば粘膜下組織を含む呼吸器組織（自己、同種、及び異種）の誘導体、例えば粘膜下組織を含む生殖組織（自己、同種、及び異種）の誘導体、例えば肝基底膜を含む肝組織（自己、同種、及び異種）の誘導体、皮膚組織の誘導体、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿、骨髄穿刺液、脱塩骨基質、インスリン由来成長因子、全血、フィブリン、及び血餅が含まれる。精製されたＥＣＭ及び他のコラーゲン供給源は、好適な生物由来物質である。他のこのような物質が整形外科分野で治療効果がある場合、このような物質の少なくとも一部を本発明に用いることができると予想され、特段の記載がない限り、このような物質「生物由来物質」の意味に含まれるべきである。
【００７７】
生物由来物質はまた、生体再構築可能（bioremodelable）コラーゲン組織基質も含む。用語「生体再構築可能コラーゲン組織基質」及び「自然発生の生体再構築可能コラーゲン組織基質」には、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、小腸、及び他の供給源からなる群から選択される天然組織に由来する基質が含まれる。用語「自然発生の生体再構築可能コラーゲン組織基質」は、洗浄され、処置され、滅菌され、そして場合によっては架橋結合された基質材料を指すが、天然繊維を精製し、その精製した天然繊維から再形成した基質材料は自然発生の生体再構築可能コラーゲン組織基質の定義に含まれない。
【００７８】
本インプラント内に含めることができるタンパク質には、インプラント内の細胞または例えば血小板などの他の生物学的供給源から分泌されるタンパク質、並びに単離された形態のインプラント内のタンパク質が含まれる。単離された形態のタンパク質は通常、約５５％またはそれ以上の純度、すなわち他の細胞タンパク質、分子、及びデブリなどから単離されている。より好ましくは、単離されたタンパク質は、少なくとも６５％の純度、最も好ましくは、少なくとも約７５％〜９５％の純度である。しかしながら、当業者であれば、純度が５５％未満のタンパク質も本発明の範囲内であることを理解できよう。ここで用いる用語「タンパク質」は、糖タンパク質、リポタンパク質、プロテオグリカン、ペプチド、及びこれらの断片を含む。エフェクターとして有用なタンパク質の例として、限定するものではないが、プレイオトロフィン（pleiotrophin）、エンドセリン、テネイシン、フィブロネクチン、フィブリノゲン、ビトロネクチン、Ｖ‐ＣＡＭ、Ｉ‐ＣＡＭ、Ｎ‐ＣＡＭ、セレクチン、カドヘリン、インテグリン、ラミニン、アクチン、ミオシン、コラーゲン、ミクロフィラメント、中間フィラメント、抗体、エラスチン、フィブリン、及びこれらの断片を挙げることができる。
【００７９】
細胞接着に役割を果たす高度に荷電した多糖であるグリコサミノグリカンは、本発明に従ったエフェクターとして機能し得る。エフェクターとして有用なグリコサミノグリカンの例として、限定するものではないが、ヘパラン硫酸、ヘパラン、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロナン（ヒアルロン酸として知られている）、及びこれらの組合せを挙げることができる。
【００８０】
本発明の組織足場５２は、内部に組み込まれた細胞を含むこともできる。本発明に従ったエフェクターとして機能し得る好適な細胞の種類には、限定するものではないが、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、線維芽細胞、幹細胞、多能性細胞、軟骨細胞前駆体、軟骨細胞、内皮細胞、マクロファージ、白血球、脂肪細胞、単球、形質細胞、肥満細胞、臍帯細胞、間質細胞、間葉幹細胞、上皮細胞、筋原細胞、腱細胞（tenocytes）、靭帯線維芽細胞（ligament fibroblast）、ニューロン、骨髄細胞、滑膜細胞、胚性幹細胞、脂肪組織に由来する前駆細胞、抹消血前駆細胞、成人組織から単離した幹細胞、遺伝子形質転換細胞、軟骨細胞と他の他の細胞の組合せ、骨細胞と他の細胞の組合せ、滑膜細胞と他の細胞の組合せ、骨髄細胞と他の細胞の組合せ、間葉細胞と他の細胞の組合せ、間質細胞と他の細胞の組合せ、幹細胞と他の細胞の組合せ、胚性幹細胞と他の細胞の組合せ、成人組織から単離された前駆細胞と他の細胞の組合せ、抹消血前駆細胞と他の細胞の組合せ、成人組織から単離された幹細胞と他の細胞の組合せ、遺伝子形質転換細胞と他の細胞との組合せが含まれる。他の細胞が整形外科分野で治療効果がある場合、このような細胞の少なくとも一部を本発明に用いることができると予想され、特段の記載がない限り、このような細胞が「細胞」の意味に含まれるべきである。
【００８１】
通常は、細胞はその表面に、同族のリガンド（例えば、刺激物質）に応答する受容体分子を有する。刺激物質は、同族受容体に接触すると、その受容体を有する細胞に特定の生物学的作用を生じさせるリガンドである。例えば、刺激物質（すなわちリガンド）に応答して、細胞がＣａ２＋のようなセカンドメッセンジャーを高レベルに産生し、次いでこのセカンドメッセンジャーが、プロテインキナーゼＣ（例に従って）などのタンパク質のリン酸化などの細胞プロセスを生じさせる。場合によっては、細胞が適当な刺激物質で刺激されると、その細胞が通常はタンパク質（糖タンパク質、プロテオグリカン、及びリポタンパク質を含む）の形態である細胞内メッセンジャーを分泌する。この細胞内メッセンジャーは、抗体（例えば、形質細胞から分泌される）、ホルモン（例えば、パラ分泌ホルモン、自己分泌ホルモン、または外分泌ホルモン）、サイトカイン、または天然或いは合成のこれらの断片などである。
【００８２】
本発明の組織インプラント５０は、少なくとも１つの目的の遺伝子産物をコードする核酸、ウイルス、またはウイルス粒子が特定の細胞または細胞型に送達される遺伝子治療に用いることができる。従って、生物学的エフェクターは、核酸（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、またはオリゴヌクレオチド）、ウイルス、ウイルス粒子、または非ウイルスベクターとすることができる。このようなウイルス及びウイルス粒子は、ＤＮＡウイルスまたはＲＮＡウイルス、或いはこれらに由来するものとすることができる。目的の遺伝子産物は、タンパク質、ポリペプチド、干渉リボ核酸（ｉＲＮＡ）、及びこれらの組合せからなる群から選択するのが好ましい。
【００８３】
適当な核酸及び／ウイルス物質（すなわち、ウイルスやウイルス粒子）が組織修復インプラントの生体適合足場内に含められたら、１種類の生物学的応答を生じさせるためにこのインプラントを特定の部位に移植することができる。次いで核酸またはウイルス物質が細胞内に取り込まれ、これらの核酸またはウイルス物質がコードする全てのタンパク質が細胞で局所的に産生され得る。一実施形態では、核酸またはウイルス物質が、ミンス組織懸濁液の組織断片内の細胞によって取り込まれ得る。代替の実施形態では、核酸またはウイルス物質が、傷害組織部位の周囲組織の細胞によって取り込まれ得る。当業者であれば、産生されるタンパク質を、上記した種類のタンパク質や、傷害や疾患を治癒する、感染と戦う、或いは炎症反応を抑制する組織の能力を強化する類似タンパク質とすることができることが明らかであろう。また、核酸を用いて、組織修復プロセスや他の正常な生物学的プロセスに悪影響を及ぼし得る不所望の遺伝子産物の発現をブロックすることもできる。ＤＮＡ、ＲＮＡ、及びウイルス物質を用いて、このような発現をブロックする機能を果たすことができ、遺伝子発現ノックアウトとして知られている。
【００８４】
当分野の一般的な技術者には、外科医が医学及び適当な治療目的に基づいて生理活性物質の同定できることが明らかであろう。組織足場５２の作成の前或いは後、そしてインプラント５０の外科的な配置の前或いは後に、組織修復インプラントの生理活性物質すなわちエフェクターを組織足場５２内に含めることができることを理解されたい。
【００８５】
外科的な配置の前に、組織足場５２を、生理活性物質を含む好適な容器内に入れることができる。好適な条件下で所定の時間が経過すると、生理活性物質が組織足場５２内に含浸する。別法では、例えば、生理活性物質を足場内に注入する適当なゲージのシリンジを用いて、足場５２内に生理活性物質を含めることができる。混合、圧迫、散布、遠心分離、及び配置などの当業者に周知の他の方法を用いて、好適な生理活性物質を足場５２内に含めることができる。別法では、生理活性物質をゲル状担体と混合してから足場５２内に注入することができる。
【００８６】
外科的な配置の後、生体適合性足場５２が生理活性物質を含まないインプラントに生理活性物質を注入したり、足場が少なくとも１種類の生理活性物質を含むインプラントに追加の生理活性物質を添加して増強することができる。外科的に設置されたインプラント内に生理活性物質を含めるある方法では、適当なゲージのシリンジで生理活性物質を注入する。
【００８７】
生体適合性足場５２に内に含められる生理活性物質の量は、足場の大きさ、足場を作製した材料、足場の多孔度、生物学的要素の種類、及び組織修復インプラントの目的を含む様々な因子に依存する。当業者であれば、所定の用途に対して組織の治癒を助長及び／または促進するために生体適合性足場内に含める生理活性物質の適切な量を容易に決定することができる。生理活性物質の量は、当然のことながら、生理活性物質の種類及び所定の用途によって異なる。
【００８８】
本発明の組織修復インプラントは、様々な外科的用途及び非外科的用途に用いることができる。断裂した靭帯、腱、回旋腱板、神経、皮膚、軟骨、または半月板を含む様々な組織の修復に用いるような外科的用途では、本発明の組織インプラントは、手術室で取り扱うことができ、裂けないように縫合糸などで固定することができなければならない。加えて、インプラントは、組織の内植を促進するのに好適な構造を有するべきである。
【００８９】
本発明の一実施形態では、組織修復インプラントを、靭帯、腱、神経、組織、軟骨、または半月板などの組織傷害の治療に用いる。組織傷害の修復では、当業者に周知の任意の方法で生組織２２のスライスを得るステップと、組織傷害に対して所望の位置に組織スライス２２を配置するステップが行われる。１つの組織スライス２２を用いてもよいが、２つ以上の組織スライス２２を相互に接合して移植用の積層インプラント４０を形成することもできる。組織傷害の修復は、組織スライス２２が生体適合性の生体吸収性組織足場５２に結合して組織修復インプラント５２を形成するように、足場５２の上に組織スライス２２を配置するステップを含むこともできる。任意で、保持部材３０を用いてインプラントを障害部位或いは欠損部位１０に固定することもできる。更なるステップでは、細かくミンスした組織断片をインプラントに適用して、再生及び治癒過程の効率を促進することができる。組織スライス及びミンス組織断片の両方における細胞が遊走して増殖し、移植部位の周囲組織と一体化し、これにより組織傷害が修復される。組織傷害を修復するこの方法は、更に任意のステップを含むことができる。組織傷害に対して所望の位置に組織修復インプラントを配置するステップの前に、組織粒子内の細胞がその組織から遊走して足場に生着するのに有効な条件下で所定期間、足場及び結合した組織粒子をインキュベートする。
【００９０】
傷害組織の修復に用いるインプラントは、治療する組織の所望の部分すなわち患部の形状及び寸法に一致するような大きさ及び形状にすることができる。インプラントは、切断する、折りたたむ、丸める、または他の方法でインプラントを処理することを含め、様々な方法で必要なジオメトリとなる大きさ及び形状にすることができる。上記したように、生理活性物質を、足場の作成中或いはその作製後、またはインプラントを患者に設置する前或いは後に足場に添加することができる。インプラントの移植後に、追加量の生理活性物質を添加することができる。解剖学的患部にアクセスできたら（低侵襲性、開放性、または小開放性外科手術によって）、断裂部位すなわち患部内などの組織傷害に対して所望の位置にインプラントを固定することができる。インプラントが所望の部位すなわち患部に配置されたら、適当な保持部材３０または他の好適な方法でインプラントを固定することができる。一態様では、インプラントは化学的及び／または機械的な固定方法で固定することができる。好適な化学的固定装置には、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、及び他の既知の生体適合性接着剤などの接着剤及び／または粘着剤が含まれる。好適な機械的固定装置には、縫合糸、ステープル、組織タック、縫合アンカー、ダーツ、ねじ、ピン、及び矢が含まれる。１または複数の化学的及び／または機械的固定装置の組合せを用いることができることを理解されたい。別法では、化学的及び／または機械的固定装置を使用する必要がない。その代わりに、治療する組織の好適な部位にインプラントを締まり嵌めさせてインプラントを固定することができる。
【００９１】
使用方法について述べると、組織修復インプラントは、腱または靭帯の修復外科手術中の組織欠損部の補強及び修復に用いたり、独立型装置として用いることができる。修復の場合、腱または靭帯の端部を適当な外科技術によって接合し、その接合した端部の周りに組織修復インプラントを配置して機械的な支持を提供すると共に治癒過程を促進する。治癒過程により、腱組織または靭帯組織がインプラント装置内で成長し、最終的には天然組織の機械的特性と同様の特性をもつ組織に成熟する。インプラントは、適当な治癒に当初必要な機械的支持を提供し、組織再生のガイドとしても機能する。独立型装置としての別の使用方法では、断裂組織を除去し、スライス組織を備えた組織修復インプラントが損傷組織の機能の代わりを果たす。一実施形態では、断裂組織を、損傷した組織を治癒するための組織供給源として使用することもできる。
【００９２】
組織修復インプラントを用いて靭帯組織を修復する実施形態では、組織修復インプラントを組織の強化のために用いることができる。別法では、独立型装置として用いることができる。組織修復インプラントが強化のために用いられる実施形態では、当業者に周知の確立されている様々な標準的な修復技術と合わせて組織修復インプラントを用いることができる。組織修復インプラントがＡＣＬ修復中の強化のために用いられる実施形態では、外科医は現在、靭帯組織、骨‐膝蓋骨の腱、腱‐骨の腱、膝窩腱、または腸脛靭帯からなる自家移植片を用いて組織を修復するが、本発明の組織修復インプラントをこの自家移植片の周りに配置したり、この組織修復インプラントの周りに自家移植片を配置したり、この自家移植片に沿ってこの組織修復インプラントを配置することができる。組織修復インプラントが独立型装置として用いられる実施形態では、断裂した靭帯を除去し、組織修復インプラントで完全に置換することができる。この場合は、組織修復インプラントの両端を骨に固定することができる。ＡＣＬ修復の場合は、インプラントの一端を大腿骨の元の部位に固定し、他方の端部を脛骨の元の挿入部位に配置することができる。
【００９３】
組織修復インプラントは、様々な構造で用いることができる。例えば、インプラントは、細長い組織片からなり、畳むまたは積層して積層構造にしたり、管状構造に丸めることもできる。例えば、縫合、ステープル止め、クリップ止め、接着、または固定により、腱または靭帯の端部をインプラントの端部に接合することができる。組織修復インプラントが例えば回旋腱板修復などの腱修復に用いられる実施形態では、外科医が組織修復プラントを用いて、大粗面の皮質表面によって断裂した回旋腱板の骨溝への接合を補助する。患者が老人の場合、回旋腱板が薄く変性し、かつ／または上腕骨の質が骨粗鬆症であることが多い。従って、骨溝に対する取付けの強度を向上するために、組織修復インプラントを腱の上部に配置して、縫合糸が足場と腱の両方を通るようにしたり、組織修復インプラントを骨橋の上に配置して、縫合糸が骨から抜けるのを防止することができる。何れの実施形態でも、組織修復インプラントが縫合糸の保持強度を高める。回旋腱板の質が変性して組織を上腕骨に再接合することができない場合は、組織修復インプラントの一端を残りの腱に接合し他端を骨に取り付け、組織修復インプラントをブリッジとして用いることができる。
【００９４】
別の形態では、本インプラントを用いて、腱鞘を修復または置換することができる。この場合、インプラントを、骨膜、滑膜、または筋肉などの結合組織に縫合する或いは他の方法で接合したり、腱の周りに巻きつけることができる。このような構造では、インプラントによって形成された鞘の中を腱が自由に延びることができる。本インプラントは、術後に必要な構造的支持を提供する。しかしながら、時間が経過すると、この実施形態のインプラントは吸収され、新しい組織に置き換えられる。
【００９５】
本発明のインプラントは、このようなユニークな組織インプラントから恩恵を受けることができる器官修復置換または器官再生に用いることもできる。例えば、このようなインプラントは、椎間板、頭蓋組織、硬膜、神経組織、肝臓、膵臓、腎臓、膀胱、子宮、食道、脾臓、心筋、骨格筋、皮膚、筋膜、骨盤底、胃、腱、軟骨、靭帯、及び乳房組織に用いることができる。
【００９６】
本発明のインプラントは、細胞、細胞外基質、及び固有の成長因子の組合せを含むミンス組織である治療物のデリバリー装置として用いることもできる。このインプラントの足場部分は、周囲環境内へホルモン及びタンパク質を放出させることができる。
【００９７】
本発明に従った組織インプラントを用いた傷害組織の修復方法は、傷害組織を修復する外科手術中に行うことができる。例示的な方法では、従来の外科技術を用いて従来の方法で患者の組織修復手術の準備をする。本発明の複合組織インプラント５０を用いて、欠損組織または傷害組織１０の部位で組織の修復を実施する。組織インプラント５０を構成するために用いる組織スライス２２を適当な器具及び方法を用いて患者（または別のドナー）から採取する。組織スライス２２は、欠損部または傷害部１０に好適な特定の形状で採取するか、或いは採取後に特定の形状にカットすることができる。特定の形状で採取する方法または特定の形状にカットする方法は、従来の滅菌外科器具或いは特別にデザインされた装置を用いて行うことができる。次いで、準備した組織スライスを組織足場５２に適用する。次いで、足場及び組織を、縫合糸、ステープル、接着剤、機械的な力、または他の固定装置などの固定部材３０を用いて組織傷害部位に移植することができる。最後の傷口の閉止は、従来の外科技術を用いて従来の方法で行うことができる。
【００９８】
以下に示す例は、本発明の原理及び実施の例示である。当業者には、本発明の精神及び範囲内の様々な更なる実施形態が明らかであろう。
【００９９】
例１
このインビトロ実験では、ミンスしたウシ前十字靭帯（ＡＣＬ）組織及び細断したウシ前十字靭帯（ＡＣＬ）組織から不織布組織足場（ＰＡＮＡＣＲＹＬ）内への細胞遊走及び新しい基質形成を評価・比較した。予め切れ目が付けられ滅菌したＰＡＮＡＣＲＹＬ不織布シートをトリミングして２枚のシート（２．５ｃｍ×２ｃｍ）を得た。次いで、ウシＡＣＬ組織サンプルを、同じウシの両膝から得た。細断した組織（shreded tissue）を準備するために、ウシＡＣＬの単離された切片を、全体の寸法が約２ｃｍ×２ｃｍ×０．５ｃｍとなるように無菌条件下でトリミングした。滅菌したメスを用いて、そのＡＣＬ切片の繊維に平行に複数の深い切れ目を入れ、長さが約２ｃｍ、最大直径が約０．１ｃｍの糸状組織を得た。この糸状組織をＰＡＮＡＣＲＹＬシートの長軸に平行に配置して複合インプラントを形成した。コントロールを準備するために、ミンスしたＡＣＬ組織断片をＰＡＮＡＣＲＹＬシートに適用した。ミンスした組織断片は、小さな組織断片を得るためのメスを用いてウシＡＣＬ組織サンプルをミンスして得た。複合インプラント及びコントロールの両方を、２０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）を添加したダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）に移した。４日後及び２１日後に、ＤＮＡアッセイを実施してサンプルの組織を評価した。
【０１００】
結果
４日後及び２１日後に、組織評価のためにサンプルを用意した。５μｍ切片を得て、接着剤がコーティングされているスライドに付着させた。次いで、これらの切片をヘマトキシリン及びエオシンで染色した。更に、各サンプルのＤＮＡ含有量を、分子プローブＣｙＱＵＡＮＴ細胞増殖アッセイキット（Molecular Probes CyQUANT Cell Proliferation Assay Kit）（カタログ番号Ｃ‐７０２６）を用いたアッセイで求めた。複合インプラントの５ｍｍ束生検サンプルを４日後及び２１日後に得た。サンプルを１×ＰＢＳで１回洗浄し、少なくとも１時間、マイナス２０℃で凍結させた。次いで、サンプルを室温で解凍し、４０μｌの４Ｍ 塩酸グアニジン（Guanidine-HCL）中でインキュベートした。１０μｌのグアニジンで消化したサンプルを、１９０μｌのＣｙＱＵＡＮＴ ＧＲ使用液に添加した。この混合液をボルテックスし、５分間インキュベートし、次いで９６ウェルブラックプレートに移して分光光度計で分析した。ＤＮＡアッセイの結果は以下に示す表１の通りである。
【０１０１】
ミンス組織を含むコントロールサンプルでは、ミンス組織内の細胞が４日後にも生存しているが、組織足場内には細胞が見られない。２１日後に、均一に分布したまばらな細胞が組織足場内に見られた。初期の新しい基質形成のように見える増殖巣が組織足場接合部に沿って見られた。
【０１０２】
細断組織インプラントでは、ミンス組織内の細胞が４日後にも生存しているが、組織足場内には細胞が見られない。２１日後に、均一に分布したまばらな細胞が組織足場内に見られた。初期の新しい基質形成のように見える増殖巣が組織足場接合部に沿って見られた。
【０１０３】
【表１】
0004846233.tif 000002
【０１０４】
表１のデータは、比較し易いように棒グラフとして図５にも示されている。
【０１０５】
考察
サンプルンの組織評価によって示されたように、細断ＡＣＬ組織の細胞は、組織足場内に遊走して、２１日目に基質形成の初期の兆候を示した。２１日目に両方の組織形状が同じ細胞生着及び分布プロフィールを示したことから、細断ＡＣＬ組織もまた、ミンスＡＣＬ組織断片と同様に機能することが分かった。
【０１０６】
実施したＤＮＡアッセイによって示されたように、細断ＡＣＬ組織に見られたＤＮＡ含有量の相対的な増大は、ミンスＡＣＬ組織に見られたＤＮＡ含有量の増大に類似している。これらの結果は、組織データに一致している。
【０１０７】
結論として、まばらに均一に分布した細胞の遊走及び局所的な新規の基質形成が、２１日目の細断ウシＡＣＬ組織が蒔かれたＰＡＮＣＲＹＬ不織布足場で観察できた。この結果は、２１日目のミンスウシＡＣＬ組織が蒔かれた同じＰＡＮＣＲＹＬ不織布足場に類似している。
【０１０８】
例２
このインビトロ実験では、スライスした半月板組織を半月板再生のための生細胞の供給源として検査した。まず、単離したウシ半月板を得て、周囲の滑膜を除去するためにトリミングした。滅菌した採皮刀で半月板をスライスした。スライスの厚みは、２００μｍ、３００μｍ、または５００μｍとした。スライスの長さは、約１ｃｍ〜２ｃｍである。半月板スライスを、密度が２０ｍｇ／ｃｍ２のポリジオキソン（polydioxone）メッシュで補強した滅菌した６５：３５のポリグリコール酸／ポリカプロラクトンの酸性フォーム（acide foam）を含む足場に蒔いた。足場の大きさは、４×２．５ｃｍである。血小板多血漿（ＰＲＰ）を２０μｌ／ｃｍ２の密度で足場に添加し、この足場を、０．５％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）を添加したダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）で３週間及び５週間培養した。３週間後及び５週間後に、組織評価のためにサンプルを用意した。サンプルの切片を得て、これらの切片をヘマトキシリン及びエオシンで染色した。
【０１０９】
結果
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のそれぞれに、３週間後における厚みが２００μｍ（図６（Ａ））及び３００μｍ（図６（Ｂ））の組織スライスからの生存線維軟骨細胞（viable fibrochondrocytes）の遊走が実証されている。図６（Ｃ）に、３週間後における厚みが５００μｍの組織からの同様の細胞遊走が示されている。５週間後に、様々な組織スライスのそれぞれにおいて同様の細胞遊走パターンが観察された。
【０１１０】
考察
この実験により、スライスされた半月板組織の細胞が生存して、組織足場内に遊走し、組織足場に結合して生着したことが示された。加えて、スライスの厚みが異なっても、足場における細胞生着の量的な差がでないことが示された。
【０１１１】
例３
このインビトロ実験では、ミンス組織断片及びモザイク形成術（mosaicplasty）を用いて、軟骨プラグ間の良好な一体化が達成でき、損傷組織の軟骨修復がミンス軟骨断片の付加によって促進できることが実証された。
【０１１２】
健常な関節軟骨をウシ後膝から得た。３ｍｍの生検パンチを用いて柱状すなわちプラグ状の軟骨組織を打抜いた。実質的に骨を含まない残りの軟骨組織をメスでミンスして小さな組織断片を得た。この組織断片の大きさは様々であるが、１×１ｍｍまたはそれ以下の大きさである。４本の３ｍｍの柱状軟骨を軸方向に互いに平行に内径８ｍｍのガラスシリンダー内に一緒に入れた。１つの群では、組織が互いに保持されるようにガラスシリンダー内で血餅を形成させた。別の群では、４本の３ｍｍの柱状軟骨を含むガラスシリンダー内にミンス軟骨組織を入れ、全てが互いに保持されるようにその内部に血餅を形成させた。ガラスシリンダーを外して、組織クロットを、軟骨細胞成長培地を含む６ウェルプレート内に移して培養した。軟骨細胞成長培地は、１０％ウシ胎仔血清（ＦＣＳ）、１０ｍＭ ＨＥＰＥＳ、０．１ｍＭ 可欠アミノ酸、２０ｍｇ／ｍｌ Ｌ‐プロリン、５０ｍｇ／ｍｌ アスコルビン酸、１００ｍｇ／ｍｌ ペニシリン、１００ｍｇ／ｍｌ ストレプトマイシンを添加したダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ‐高グルコース）からなる。成長培地は１日おきに新しいものに交換した。この組織を、細胞培養インキュベーターで、３７℃で６週間培養した。サンプルを取り出して顕微鏡写真を撮り、その後、サンプルを組織評価のためにホルマリンの中に入れた。切片をＨ＆ＥとサフラニンＯで染色した。図７（Ａ）は、ミンス組織の群の写真であり、全ての組織が互いに保持されているのが示されている。このサンプルの組織評価により、ミンス組織及び柱状軟骨の両方からの細胞が柱状軟骨間のスペース内に遊走し、全体が互いに保持されているのが確認された（図７（Ｃ））。図７（Ｂ）は、ミンス組織を含まない群の写真であり、柱状軟骨同士を結合がするものが存在しないため、培養して３週間後に柱状軟骨が互いに離間し始めているのが示されている。
【０１１３】
考察
この実験により、ミンス軟骨断片を追加して軟骨プラグすなわち柱状軟骨に密着させることでプラグ間で良好な細胞の結合が得られることが分かった。柱状軟骨をこの例に用いたが、同じモザイク形成術の原理を本発明に適用して、細胞の結合及び組織修復を促進するための組織スライス及びミンス組織を含む組織修復インプラントを提供することもできる。
【０１１４】
当業者であれば、上記した実施形態から本発明の更なる特徴及び利点を理解できよう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を除き、特に図面及び説明に限定されるものではない。ここに記載した全ての刊行物及び参照文献は、言及することを以って内容の全てを本明細書の一部とする。
【０１１５】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（１）組織傷害或いは組織欠損部を修復するための生体適合性組織インプラントであって、
組織部位に移植するのに好適な形状を有する生体組織スライスを含み、
前記組織スライスが有効量の生細胞を含み、
前記組織スライスが、前記生細胞が前記組織スライスから遊走して増殖し、前記組織傷害或いは組織欠損部の組織と一体化できるような寸法を有することを特徴とする生体適合性組織インプラント。
（２）前記組織スライスが、自家組織、同種組織、異種組織、及びこれらの組合せを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載のインプラント。
（３）前記組織スライスが、軟骨、半月板、腱、靭帯、小腸、胃、膀胱、消化器、呼吸器、生殖器、肝臓、真皮、滑膜、及びこれらの組合せからなる群から選択される組織の種類から得られることを特徴とする実施態様（１）に記載のインプラント。
（４）前記組織スライスの厚みが約３ｍｍ未満であることを特徴とする実施態様（１）に記載のインプラント。
（５）前記組織スライスの厚みが約１ｍｍ未満であることを特徴とする実施態様（４）に記載のインプラント。
【０１１６】
（６）前記組織スライスの厚みが約２００μｍ〜約５００μｍの範囲であることを特徴とする実施態様（５）に記載のインプラント。
（７）更に、所望の大きさ及び形状の積層インプラントを成す互いに接合された複数の組織スライスを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載のインプラント。
（８）更に、前記組織スライスを前記組織部位に固定するための保持部材を含むことを特徴とする実施態様（１）に記載のインプラント。
（９）前記保持部材が、ファスナー、ステープル、組織タック、縫合糸、接着剤、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施態様（８）に記載のインプラント。
（１０）前記保持部材が接着剤であって、前記接着剤が、ヒアルロン酸、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、コラーゲンゲル、コラーゲン系接着剤、アルギン酸ゲル、架橋結合アルギン酸、ゼラチン‐レゾルシン‐ホルマリン系接着剤、イガイ系接着剤（mussel-based adhesive）、ジヒドロキシフェニルアラニン（ＤＯＰＡ）系接着剤、キトサン、トランスグルタミナーゼ、ポリ（アミノ酸）系接着剤、セルロース系接着剤、多糖系接着剤、合成アクリル酸系接着剤、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿（ＰＰＰ）、ＰＲＰクロット、ＰＰＰクロット、血液、血餅、ポリエチレングリコール系接着剤、マトリゲル（Matrigel）、モノステアロイル・グリセロール・コサクシネート（Monostearoyl Glycerol co-Succinate）（ＭＧＳＡ）、モノステアロイル・グリセロール・コサクシネート／ポリエチレングリコール（Monostearoyl Glycerol co-Succinate/polyethylene glycol）（ＭＧＳＡ／ＰＥＧ）コポリマー、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施態様（９）に記載のインプラント。
【０１１７】
（１１）更に、複数の生細胞を含む少なくとも１つのミンス組織断片を含むことを特徴とする実施態様（１）に記載のインプラント。
（１２）前記少なくとも１つのミンス組織断片が生体ヒドロゲルまたは合成ヒドロゲルの中に導入され、前記生体ヒドロゲルまたは前記合成ヒドロゲルが、ヒアルロン酸、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、コラーゲンゲル、コラーゲン系接着剤、アルギン酸ゲル、架橋結合アルギン酸、キトサン、合成アクリル酸系ゲル、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿（ＰＰＰ）、ＰＲＰクロット、ＰＰＰクロット、血液、血餅、マトリゲル（Matrigel）、アガロース、キチン、多糖、ポリ（オキシアルキレン）、ポリ（エチレンオキシド）‐ポリ（プロピレンオキシド）のコポリマー、ポリ（ビニルアルコール）、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、可溶化基底膜、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施態様１１に記載のインプラント。
（１３）前記少なくとも１つのミンス組織断片が、約０．１ｍｍ３〜約２ｍｍ３の範囲の大きさの粒子を有することを特徴とする実施態様（１１）に記載のインプラント。
（１４）更に、生体適合性組織足場を含むことを特徴とする実施態様（１）に記載のインプラント。
（１５）前記組織足場が生体吸収性であることを特徴とする実施態様（１４）に記載のインプラント。
【０１１８】
（１６）前記組織足場が、合成ポリマー、天然ポリマー、注入可能なゲル、セラミック材料、自家組織、同種組織、異種組織、及びこれらの組合せからなる群から選択される材料から形成されることを特徴とする実施態様（１４）に記載のインプラント。
（１７）少なくとも１種類の生理活性物質が前記足場に適用されていることを特徴とする実施態様（１４）に記載のインプラント。
（１８）前記少なくとも１種類の生理活性物質が、成長因子、基質タンパク質、ペプチド、抗体、酵素、血小板、血小板多血漿、糖タンパク質、ホルモン、グリコサミノグリカン、核酸、鎮痛剤、ウイルス、ウイルス粒子、サイトカイン、単離された細胞、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施態様（１７）に記載のインプラント。
（１９）更に、所望の大きさ及び形状の積層インプラントを成す互いに接合された複数の組織足場及び複数の組織スライスを含むことを特徴とする実施態様（１４）に記載のインプラント。
（２０）組織傷害或いは組織欠損部を修復する方法であって、
組織傷害部位或いは組織欠損部位に移植するのに好適な形状を有する生体組織スライスを含み、前記組織スライスが有効量の生細胞を含み、前記組織スライスが更に、前記生細胞が前記組織スライスから遊走して増殖し、前記組織傷害或いは欠損部の組織と一体化できるような寸法を有する生体適合性組織インプラントを用意するステップと、
前記インプラントを修復する組織部位に導入するステップとを含むことを特徴とする方法。
【０１１９】
（２１）前記生体適合性組織インプラントが、所望の大きさ及び形状の積層インプラントを成す互いに接合された複数の組織スライスの形態であることを特徴とする実施態様（２０）に記載の方法。
（２２）更に、前記導入ステップの前に、前記組織スライスを生体適合性組織足場に適用して複合インプラントを形成するステップを含み、前記インプラントを導入する前記ステップが、前記複合インプラントを修復する前記組織部位に導入するステップを含むことを特徴とする実施態様（２０）に記載の方法。
（２３）更に、前記導入ステップの前或いは後で生理活性物質を前記インプラントに適用するステップを含むことを特徴とする実施態様（２０）に記載の方法。
（２４）前記生理活性物質が、成長因子、基質タンパク質、ペプチド、抗体、酵素、血小板、血小板多血漿、糖タンパク質、ホルモン、グリコサミノグリカン、核酸、鎮痛剤、ウイルス、ウイルス粒子、サイトカイン、単離された細胞、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施態様（２３）に記載の方法。
（２５）更に、保持部材を用いて前記組織部位に前記生体適合性組織インプラントを固定するステップを含み、前記保持部材が、ファスナー、ステープル、組織タック、縫合糸、接着剤、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施態様（２０）に記載の方法。
【０１２０】
（２６）更に、前記導入ステップの前に、複数の生細胞を含む少なくとも１つのミンス組織断片を前記組織インプラントに適用するステップを含むことを特徴とする実施態様（２０）に記載の方法。
（２７）前記少なくとも１つのミンス組織断片が、生体ヒドロゲルまたは合成ヒドロゲルの中に導入され、前記生体ヒドロゲルまたは前記合成ヒドロゲルが、ヒアルロン酸、フィブリン接着剤、フィブリンクロット、コラーゲンゲル、コラーゲン系接着剤、アルギン酸ゲル、架橋結合アルギン酸、キトサン、合成アクリル酸系ゲル、血小板多血漿（ＰＲＰ）、血小板乏血漿（ＰＰＰ）、ＰＲＰクロット、ＰＰＰクロット、血液、血餅、マトリゲル（Matrigel）、アガロース、キチン、多糖、ポリ（オキシアルキレン）、ポリ（エチレンオキシド）‐ポリ（プロピレンオキシド）のコポリマー、ポリ（ビニルアルコール）、ラミニン、エラスチン、プロテオグリカン、可溶化基底膜、及びこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施態様（２６）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１Ａ】本発明の保持部材で組織欠損部に固定された組織インプラントの実施形態を例示する側面図である。
【図１Ｂ】本発明の別の保持部材で組織欠損部に固定された図１Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図１Ｃ】本発明の更に別の保持部材で組織欠損部に固定された図１Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図２Ａ】本発明の保持部材で組織欠損部に固定された組織インプラントの別の例示的な実施形態を例示する側面図である。
【図２Ｂ】本発明の別の保持部材で組織欠損部に固定された図２Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図２Ｃ】本発明の更に別の保持部材で組織欠損部に固定された図２Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図３Ａ】本発明の保持部材で組織欠損部に固定された組織インプラントの更に別の実施形態を例示する側面図である。
【図３Ｂ】本発明の別の保持部材で組織欠損部に固定された図３Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図３Ｃ】本発明の更に別の保持部材で組織欠損部に固定された図３Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図４Ａ】別の組織欠損部に固定された図３Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図４Ｂ】追加の保持部材で組織欠損部に固定された図４Ａの組織インプラントを例示する側面図である。
【図５】インビトロで組織足場に蒔かれた裁断したウシＡＣＬ組織とミンスしたウシＡＣＬ組織断片の４日目及び２１日目のＤＮＡ含有量を比較した棒グラフである。
【図６】半月板組織サンプルからポリマー足場への細胞遊走を実証する、例２の処置から３週間後に得たサンプルの組織切片の顕微鏡写真である。
【図７】（Ａ）は、ミンスした軟骨断片と軟骨組織プラグの組合せが、その断片とプラグとの間の空間への細胞遊走を促進するのを実証する、例３の処置後に得た軟骨サンプルの写真であり、（Ｂ）はミンスした軟骨組織断片を含めずに束として一緒に培養された軟骨プラグが互いに結合しなかったのを実証する、例３の処置後に得た軟骨サンプルの写真であり、また（Ｃ）は、ミンスした軟骨断片と軟骨プラグの間の空間への細胞遊走を実証する、（Ａ）の同じ組織切片の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０    軟骨欠損部
１２    軟骨組織
１４    骨組織
２０    組織インプラント
２２    組織スライス
３０    保持部材
３４    接着剤
３６    縫合糸
４０    積層インプラント
５０    複合組織インプラント
５２    組織足場
６０    半月板組織
【図１Ａ】
0004846233.tif 000003
【図１Ｂ】
0004846233.tif 000004
【図１Ｃ】
0004846233.tif 000005
【図２Ａ】
0004846233.tif 000006
【図２Ｂ】
0004846233.tif 000007
【図２Ｃ】
0004846233.tif 000008
【図３Ａ】
0004846233.tif 000009
【図３Ｂ】
0004846233.tif 000010
【図３Ｃ】
0004846233.tif 000011
【図４Ａ】
0004846233.tif 000012
【図４Ｂ】
0004846233.tif 000013
【図５】
0004846233.tif 000014
【図６】
0004846233.tif 000015
【図７】
0004846233.tif 000016