(57)【要約】【課題】  衝撃を和らげ、長期に及ぶ輸送に対しても、培養骨のような生体組織補填体の健全性を維持する。【解決手段】  容器３内に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体２を配置し、該生体組織補填体２を部分的に被覆するゲル状のゼラチン４によって、前記容器３に対して前記生体組織補填体２を固定してなる生体組織補填体パッケージ１を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を配置し、該生体組織補填体を部分的に被覆するゲル状のゼラチンによって、前記容器に対して前記生体組織補填体を固定してなる生体組織補填体パッケージ。
【請求項２】
容器内に供給したゾル化されたゼラチン溶液中に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を部分的に浸漬するように配置した後、ゼラチン溶液を冷却してゲル化させ生体組織補填体パッケージの製造方法。
【請求項３】
容器内に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を隙間をあけて配置し、その隙間に、ゲル化された粒状のゼラチンを充填する生体組織補填体パッケージの製造方法。
【請求項４】
容器内に培養液を貯留する請求項２または請求項３に記載の生体組織補填体パッケージの製造方法。
【請求項５】
容器の底面にゲル化されたゼラチン層を形成した後に、生体組織補填体を容器内に配置する請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の生体組織補填体パッケージの製造方法。
【請求項６】
容器内に供給したゾル化されたゼラチン溶液中に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を、その上面を露出させた状態で浸漬するように配置した後、ゼラチン溶液を冷却してゲル化させ、ゲル化したゼラチン溶液の上に、液体を吸収可能な吸水性シートを載せる生体組織補填体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、培養骨のような生体組織補填体パッケージとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨の欠損部に、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。
また、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間葉系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骨髄間葉系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。
【０００３】
このように培養骨は、リン酸カルシウム多孔体のような比較的脆い性質の部材を足場として、その表面および内部に細胞を成長させたものであるから、衝撃に弱く、衝撃が加わると、足場となるリン酸カルシウム多孔体が破損したり、付着している細胞が潰れて死滅したりする不都合が考えられる。
したがって、輸送に際しては細心の注意を払う必要がある。
【０００４】
従来、生体組織を搬送するための方法として、培養皮膚の処理方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この処理方法は、表皮層と真皮層の２層構造からなる培養皮膚の処理方法であって、表皮層を気相に、真皮層をゼラチン溶液中に配置させ、ゼラチン溶液をゲル化させることにより固定する方法である。
【非特許文献１】特許第２９２８７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、平坦な培養皮膚とは異なり、多孔体ブロックに細胞を付着させた培養骨のような生体組織補填体においては、多孔体ブロック表面の細胞のみならず、多孔体ブロック内部の細胞に対しても栄養分を補給し、呼吸等が円滑に行えるようにする必要がある。すなわち、培養骨のような生体組織補填体において従来の方法のように、生体組織補填体全体をゼラチンによって固める場合には、短期的にはよいが、輸送が長時間に及ぶ場合には、細胞への養分補給や細胞の呼吸確保、あるいは細胞が排出する老廃物の除去等の問題がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、長期に及ぶ輸送に対しても、培養骨のような生体組織補填体の健全性を維持することができる生体組織補填体パッケージとその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、容器内に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を配置し、該生体組織補填体を部分的に被覆するゲル状のゼラチンによって、前記容器に対して前記生体組織補填体を固定してなる生体組織補填体パッケージを提供する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、容器内に供給したゾル化されたゼラチン溶液中に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を部分的に浸漬するように配置した後、ゼラチン溶液を冷却してゲル化させ生体組織補填体パッケージの製造方法を提供する。
請求項３に係る発明は、容器内に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を隙間をあけて配置し、その隙間に、ゲル化された粒状のゼラチンを充填する生体組織補填体パッケージの製造方法を提供する。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の生体組織補填体パッケージの製造方法において、容器内に培養液を貯留する製造方法を提供する。
請求項５に係る発明は、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の生体組織補填体パッケージの製造方法において、容器の底面にゲル化されたゼラチン層を形成した後に、生体組織補填体を容器内に配置する製造方法を提供する。
【００１０】
請求項６に係る発明は、容器内に供給したゾル化されたゼラチン溶液中に、多孔体ブロックからなる生体組織補填材に細胞を付着させてなる生体組織補填体を、その上面を露出させた状態で浸漬するように配置した後、ゼラチン溶液を冷却してゲル化させ、ゲル化したゼラチン溶液の上に、液体を吸収可能な吸水性シートを載せる生体組織補填体パッケージの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、容器内に貯留されたゼラチン溶液中に浸漬された生体組織補填体が、ゼラチン溶液を冷却するだけで、ゲル化したゼラチン溶液によって容器内に固定される。したがって、輸送や保存に際して容器に衝撃が加わっても、ゲル状のゼラチン溶液が緩衝材となることにより、生体組織補填体に加わる衝撃が緩和される。また、生体組織補填体が容器内において移動しないので、生体組織補填体どうし、あるいは、容器内面等の周囲の物体との衝突が防止され、生体組織補填体の健全性が維持されることになる。
【００１２】
この場合において、生体組織補填体はゼラチン溶液内に部分的に浸漬されるのみで、他の部分はゼラチン溶液から露出させられているので、その露出させられた部分を通して呼吸が確保され、栄養分の供給や老廃物の排出を行うことが可能となる。したがって、長期に及ぶ輸送、保存に際しても細胞の健全性を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の第１の実施形態に係る生体組織補填体パッケージについて、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１は、培養骨（生体組織補填体）２の輸送用パッケージであって、図１に示されるように、容器３内に、該容器３の側壁および相互に間隔をあけて複数の培養骨２を配置し、これら培養骨２の高さの半分より低い高さまで部分的にゲル状のゼラチン４を満たして、このゼラチン４により培養骨２を容器３に対して固定したものである。ゼラチン４の上方には、培地５が供給され、ゼラチン４の上方に露出している培養骨２が完全に沈む液位まで充填されている。容器３の上部開口は蓋体６によって閉塞されている。好ましくは、蓋体６と培地５との間に形成された空間には、ＣＯ２濃度５％の空気Ａが満たされている。輸送時の振動が大きく、培地の波立ち、泡立ちがひどくなることが予想できる場合は、容器内を培地で満たし、前記空気Ａがなくなるようにしてもよい。
【００１４】
培養骨２は、βリン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）多孔体からなる立方体ブロック状の骨補填材（生体組織補填材）に間葉系幹細胞を付着させて所定の培養条件下で培養したものであり、間葉系幹細胞は骨補填材の表面のみならず、その有する気孔の内部にまで浸透するように成長している。
培地は、例えば、ＭＥＭ（Minimal Essential Medium：最小必須培地）と、ＦＢＳ（Fetal Bovine Serum：ウシ胎児血清）と、抗生剤とを例えば８４：１５：１の割合で混合したものである。
【００１５】
次に、本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１の製造方法について説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１を製造するには、まず、図２（ａ）に示されるように、容器３内に複数の培養骨２を配置する。各培養骨２は、他の培養骨２との間および容器３内壁面との間にそれぞれ間隔をあけて配置する。
【００１６】
次いで、図２（ｂ）に示されるように、３７℃程度に昇温することによりゾル化させたゼラチン溶液４を容器３内に注入する。ゼラチン溶液４は、培養骨２の底面付近の所定の深さまで供給される。この状態で、図２（ｃ）に示されるように、容器３ごとゼラチン溶液４を冷却することによりゲル化させる。これにより、培養骨２が、相互に間隔をあけ、かつ、容器３の内壁面に対して間隔をあけた状態で、ゲル化したゼラチン４によって容器３に対して固定される。そして、図２（ｄ）に示されるように、ゲル化したゼラチン４の上面に上述した培地５を供給する。培地５は、ゲル化したゼラチン４が溶解しないように、例えば、４℃程度の温度に冷却されたものを使用する。その後、図２（ｅ）に示されるように、蓋体６により開口部を閉塞してＣＯ２濃度５％の空気Ａを封入することにより生体組織補填体パッケージ１が構成される。
なお、ゾル状のゼラチン溶液４は、４℃に冷却された培地５を静かに注入することによりゲル化させることにしてもよい。
【００１７】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１によれば、培養骨２がゼラチン４によって容器３に固定されているので、輸送の際に容器３内で他の培養骨２や容器３の内壁面に衝突することがなく、培養骨２の破損あるいは細胞の死滅を防止することができる。そして、培養骨２全体をゼラチン４によって被覆するのではなく、その一部のみを被覆するので、細胞の呼吸を確保することができる。また、ゼラチン４からその上方に露出している部分の培養骨２は、培地５内に浸漬されているので、培地５を通じて細胞に必要な栄養分が補給され、かつ、細胞から排出される老廃物が排出されることになる。したがって、長期にわたる輸送も可能とすることができる。
【００１８】
次に、この発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１０について、図３および図４を参照して以下に説明する。なお、本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
【００１９】
本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１０は、上述した第１の実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１が、容器３の底面に培養骨２を配置しているのに対し、図３に示されるように、容器３の底面にゲル状のゼラチン層１１を備えている点で相違している。
【００２０】
本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１０を製造するには、図４（ａ）に示されるように、容器３内にゾル状のゼラチン溶液を注入して、例えば、図４（ｂ）に示されるように、４℃に冷却することにより所定の厚さのゼラチン層１１を形成する。そして、このようにして形成されたゼラチン層１１の上に、図４（ｃ）に示されるように、相互に間隔をあけて複数の培養骨２を配置し、図４（ｄ）に示されるように、培養骨２相互間にゾル状のゼラチン溶液を注入する。ゾル状のゼラチン溶液は、例えば、３７℃程度に昇温されているため、容器３内に注入されると、容器３内に予め形成されている所定厚さのゼラチン層１１を表面から溶解し始める。しかし、図４（ｅ）に示されるように、注入後迅速に冷却することにより、ゼラチン層１１を完全に溶融させることなく新たに注入されたゾル状のゼラチン溶液をもゲル化させることが可能となる。そして、図４（ｆ）に示されるように、容器３内に培地５を注入し、図４（ｇ）に示されるように、蓋体６により開口部を閉塞してＣＯ２濃度５％の空気Ａを封入することにより生体組織補填体パッケージ１０が構成される。
【００２１】
その結果、第１の実施形態と同様に、所定間隔をあけた複数の培養骨２が、ゲル化されたゼラチン層１１により容器３に対して固定される。また、本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１０によれば、培養骨２と容器３の底面との間にもゼラチン層１１が形成されているので、輸送の際等に、容器３の底面側から加わる衝撃もゼラチン層１１により緩和して、培養骨２に伝わる衝撃を低減することができる。これにより、培養骨２をさらに健全な状態に維持することが出きるという効果がある。
【００２２】
次に、この発明の第３の実施形態に係る生体組織補填体パッケージ２０について、図５を参照して以下に説明する。なお、本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ２０は、第１の実施形態において培養骨２の底部近傍を容器３に固定していたゼラチン４に代えて、図５に示されるように、ボール状のゼラチンゲル２１を容器内に配置している。ゼラチンゲル２１は、間隔をあけて配置された複数の培養骨２どうしの隙間および培養骨２と容器３内壁面との隙間に複数充填配置されている。
【００２３】
また、ボール状のゼラチンゲル２１どうし、培養骨２および容器３内壁面との間に形成された隙間には上記と同様の培地５が充填されている。容器３全体が４℃程度に維持され、ゼラチンゲル２１がゲル状に維持されている点は第１の実施形態と同様である。そして、蓋体６により開口部を閉塞してＣＯ２濃度５％の空気Ａを封入することにより生体組織補填体パッケージ２０が構成される。
【００２４】
本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ２０によれば、ゼラチンゲル２１がボール状に形成されることにより、培養骨２とゼラチンゲル２１との間に隙間が形成され、細胞の呼吸が確保される。また、その隙間に充填された培地５により細胞の成長に必要な栄養分の補給と細胞からの老廃物の排出が円滑に行われることになる。
【００２５】
また、輸送に際しては、培養骨２どうしの間および培養骨２と容器３との間に配置されたゼラチンゲル２１が緩衝材となるので、容器３に衝撃が加わった場合においても、その衝撃が培養骨２に伝わる前に和らげられる。また、培養骨２どうしが衝突することも防止され、輸送中における培養骨２の健全性を保持することができるという効果を奏する。
【００２６】
なお、ゼラチンゲル２１の形状については、特に、ボール状に限定されるものではなく、複数の隣接するゼラチンゲル２１間に隙間を形成可能な形状であれば、任意の形状でよい。また、大きさについても、ゼラチンゲル２１間に培地５の流通可能な隙間を形成できれば、任意の大きさのゼラチンゲル２１を採用してもよい。
【００２７】
次に、本発明の第４の実施形態に係る生体組織補填体パッケージ３０について、図６を参照して以下に説明する。なお、本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る生体組織補填体パッケージ１と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ３０は、図６に示されるように、容器３内に間隔をあけて配置された複数の培養骨２の上面を露出させた状態でゲル状のゼラチン４が培養骨２を取り囲み、その上面に吸水性シート３１が配置され、さらに上部開口を蓋体６により密封した構造を備えている。
【００２８】
この生体組織補填体パッケージ３０を製造するには、まず、図７（ａ）に示されるように、複数の培養骨を間隔をあけて容器内に配置し、次いで、図７（ｂ）に示されるように、ゾル状のゼラチン溶液を容器３内に注入し、冷却してゲル化させる（図７（ｃ））。次いで、ゲル化したゼラチン４および培養骨２の上面上を覆うように吸水性シート３１を配置する（図７（ｄ））。吸水性シート３１としては、例えば、スチレーンジビニルベンゼン系のスチロール樹脂やポリアクリル酸塩系高吸水性樹脂（住友精化）を使用する。その後、容器３の上部開口に蓋体６を配置して容器３内部を密封する（図７（ｅ））。
【００２９】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ３０によれば、培養骨２全体をゼラチン４に包埋させるのではなく、培養骨２の上面をゼラチン４から露出させているので、培養骨２の細胞の最低限の呼吸経路が確保されている。
さらに、本実施形態に係る生体組織補填体パッケージ３０は、ゼラチン４の上面に吸水性シート３１を配置しているので、輸送後に、図８（ａ）に示されるように容器３を反転させて容器３を上方に抜き取り、図８（ｂ）に示されるように、３７℃程度に加温することにより、ゾル化したゼラチン４を吸水性シート３１に吸収させることができる。
【００３０】
すなわち、ゾル化したゼラチン４は、流動化するために、時間が経過するにつれて培養骨２から流れ出すが、自然流出に任せていたのでは、培養骨２を構成する骨補填材の気孔内にまで入り込んだゼラチン４が流れ出すまでには長時間を要する。本実施形態によれば、吸水性シート３１の作用により、ゾル化したゼラチン４は吸水性シート３１に迅速に吸収されるので、短時間で培養骨２からゼラチン４を分離し、除去することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、３７℃程度の培養温度近傍においてゾル化し、４℃程度の低温においてゲル化する物質としてゼラチン４を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の材料を用いてもよい。
また、生体組織補填体として、リン酸カルシウム多孔体に骨髄間葉系幹細胞を付着させた培養骨２を採用したが、細胞を付着させる生体組織補填材としては、β−ＴＣＰのようなリン酸カルシウムの他、ハイドロキシアパタイトなどの他のリン酸カルシウム、コラーゲンやキチンなどの天然高分子材料、ポリ乳酸やε−カプロラクタンのような合成高分子材料、チタン合金やステンレス鋼３１６およびタンタル合金のような金属材料や金属繊維およびこれらの材料の少なくとも２種類以上の複合材などを採用してもよい。また、生体組織補填材に生着させる細胞としては骨髄細胞に含まれる間葉系幹細胞の他、末梢血、臍帯血から分離した間葉系幹細胞を用いて生体組織補填体を製造することにしてもよい。また、間葉系幹細胞に代えて、ＥＳ細胞、体性幹細胞、骨細胞、軟骨細胞あるいは神経細胞等を採用してもよい。
また、自家細胞に限らず他家細胞でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る生体組織補填体パッケージを示す縦断面図である。
【図２】図１の生体組織補填体パッケージの製造方法を示す工程図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体パッケージを示す縦断面図である。
【図４】図３の生体組織補填体パッケージの製造方法を示す工程図である。
【図５】この発明の第３の実施形態に係る生体組織補填体パッケージを示す縦断面図である。
【図６】この発明の第４の実施形態に係る生体組織補填体パッケージを示す縦断面図である。
【図７】図６の生体組織補填体パッケージの製造方法を示す工程図である。
【図８】図６の生体組織補填体パッケージの輸送後のゼラチン除去工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，１０，２０，３０  生体組織補填体パッケージ
２  培養骨（生体組織補填体）
３  容器
４  ゼラチン
５  培地（培養液）
１１  ゼラチン層
２１  ゼラチンゲル（粒状のゼラチン）
３１  吸水性シート
【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】
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