(57)【要約】【課題】  採取した体液を無駄なく利用でき、また、容器を入れ替えることなく簡易に生体組織補填体を製造する。【解決手段】  生体組織補填材１０を収容するシリンダ２と、該シリンダ２内面に気密状態に接触しつつ摺動可能な外面を有するピストン３と、生体Ａに刺す注射針６とを備え、シリンダ２内に収容した生体組織補填材１０内に、注射針６から吸引した体液を浸透させる生体組織補填体の製造装置１であって、シリンダ２内の注射針６と生体組織補填材１０の収容部１１との間に、注射針６から吸引した体液から血球細胞を吸着する細胞分離膜９が備えられている生体組織補填体の製造装置１を提供する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織補填材を収容するシリンダと、該シリンダ内面に気密状態に接触しつつ摺動可能な外面を有するピストンと、生体に刺す注射針とを備え、シリンダ内に収容した生体組織補填材内に、注射針から吸引した体液を浸透させる生体組織補填体の製造装置であって、
前記シリンダ内の前記注射針と前記生体組織補填材の収容部との間に、注射針から吸引した体液から血球細胞を吸着する細胞分離膜が備えられている生体組織補填体の製造装置。
【請求項２】
シリンダが、先端に開口する円筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体の先端に着脱可能に設けられ、先端開口を閉塞可能なキャップとを備え、
該キャップに、前記注射針を装着する注射針取付部が備えられ、
前記細胞分離膜がキャップに取り付けられている請求項１に記載の生体組織補填体の製造装置。
【請求項３】
生体組織補填材を収容するシリンダと、該シリンダ内面に気密状態に接触しつつ摺動可能な外面を有するピストンと、生体に刺す注射針とを備え、シリンダ内に収容した生体組織補填材内に、注射針から吸引した体液を浸透させる生体組織補填体の製造装置であって、
前記シリンダ内に、生体組織補填材を収容する補填材収容部が設けられるとともに、該補填材収容部における体液の流路を蛇行させる蛇行流路形成手段を備える生体組織補填体の製造装置。
【請求項４】
シリンダが、先端に開口する円筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体の先端に着脱可能に設けられ、先端開口を閉塞可能なキャップとを備え、
該キャップに、前記注射針を装着する注射針取付部が備えられている請求項３に記載の生体組織補填体の製造装置。
【請求項５】
前記蛇行流路形成手段が、前記シリンダ本体の内側に、長さ方向の途中位置に半径方向内方に延びるリング板状の隔壁と、該隔壁の中央の貫通孔の周囲から先端開口方向に延びる中筒と、前記キャップに、該キャップが前記シリンダ本体に取り付けられたときに、前記シリンダ本体と中筒との間に挿入される有底筒部とから構成されている請求項４に記載の生体組織補填体の製造装置。
【請求項６】
前記リング板状の隔壁と前記中筒とからなる中間部材がシリンダ本体のキャップ側の端部開口から取り出し可能に挿入されている請求項５に記載の生体組織補填体の製造装置。
【請求項７】
前記シリンダ本体内面に、前記リング板状の隔壁を突き当てる突き当て面が設けられている請求項６に記載の生体組織補填体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体の欠損部等に補填して該欠損部を補修する生体組織補填体の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨欠損部等の生体組織欠損部に、骨補填材等の生体組織補填材を補填することにより、骨等の生体組織を再生させて生体組織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を骨欠損部の骨細胞に接触させておくと、破骨細胞がβ−ＴＣＰを吸収し、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（非特許文献１参照。）。
【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３０巻，第１０号，ｐ．４６−４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、術後の生体組織欠損部の修復速度を高めるために、補填材をそのまま用いるのではなく、骨髄液を患者の腸骨等から採取し、骨補填材をこの骨髄液に浸した後に、骨欠損部に補填することが行われている。骨髄液を採取する場合、シリンジの注射針を体外から経皮的に刺して皮質骨を貫通して骨髄まで達しさせ、シリンジの吸引によって採取する。採取された骨髄液は、他の容器に移し替えられて、そこに、βーＴＣＰ多孔体等からなる生体組織補填材を投入することにより、生体組織補填材に骨髄液を含浸させることが行われる。
【０００４】
しかしながら、患者から採取できる骨髄液の量には限りがあり、さらに、間葉系幹細胞の量は、骨髄液の中のごく一部に限られている。したがって、患者から採取した骨髄液を無駄なく使用して生体組織補填体を製造する必要がある。特に、採取から製造までの間に容器等を入れ替えると、骨髄液が容器等に付着して残ってしまう不都合が考えられる。また、手術中に生体組織補填体を製造するには、無菌状態を確保し得る環境において処理する必要がある。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するために、採取した体液を無駄なく利用でき、また、容器を入れ替えることなく簡易に生体組織補填体を製造することができる生体組織補填体の製造装置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】
【０００６】
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。
本発明は、生体組織補填材を収容するシリンダと、該シリンダ内面に気密状態に接触しつつ摺動可能な外面を有するピストンと、生体に刺す注射針とを備え、シリンダ内に収容した生体組織補填材内に、注射針から吸引した体液を浸透させる生体組織補填体の製造装置であって、シリンダ内の注射針と生体組織補填材の収容部との間に、注射針から吸引した体液から血球細胞を吸着する細胞分離膜が備えられている生体組織補填体の製造装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、先端の注射針を生体に刺した状態で、シリンダに対してピストンを引くと、ピストンがシリンダ内面に対して気密状態を保持しながら摺動することにより、先端の注射針から体液がシリンダ内に流入する。シリンダ内に流入した体液は、生体組織補填材に浸透する前に、細胞分離膜を通過させられることにより、体液内に含有されている血球細胞を分離除去される。したがって、生体組織補填材には、生体組織の形成に必要な幹細胞を多く含む体液が浸透させられることになり、欠損部に補填されると迅速に生体組織を再生可能な生体組織補填体が簡易に製造されることになる。この場合において、注射針を生体に刺して吸引するだけで済み、製造容易であるとともに、容器を入れ替えることがないので、体液を無駄なく有効利用することができる。
【０００８】
また、本発明は、上記発明において、シリンダが、先端に開口する円筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体の先端に着脱可能に設けられ、先端開口を閉塞可能なキャップとを備え、該キャップに、前記注射針を装着する注射針取付部が備えられ、前記細胞分離膜がキャップに取り付けられている請求項１に記載の生体組織補填体の製造装置を提供する。
この発明によれば、シリンダ本体からキャップを外すことにより、キャップに取り付けられている細胞分離膜をも取り外すことができ、シリンダ本体内から生体組織補填体を容易に取り出すことが可能となる。
【０００９】
また、本発明は、シリンダと、該シリンダ内面に気密状態に接触しつつ摺動可能な外面を有するピストンと、生体に刺す注射針とを備え、シリンダ内に充填した生体組織補填材内に、注射針から吸引した体液を浸透させる生体組織補填体の製造装置であって、前記シリンダ内に、生体組織補填材を収容する補填材収容部が設けられるとともに、該補填材収容部における体液の流路を蛇行させる蛇行流路形成手段を備える生体組織補填体の製造装置を提供する。
【００１０】
この発明によれば、生体に注射針を刺して、シリンダに対してピストンを引くと、生体内から体液が吸引されてシリンダ内に流入する。シリンダに流入した体液は、補填材収容部に収容されている生体組織補填材に浸透させられる。この場合において、蛇行流路形成手段により、補填材収容部に蛇行流路が形成されているので、体液は生体組織補填材内を蛇行しながら流動させられる。蛇行流路を形成することにより、シリンダの寸法を長くすることなく、シリンダ内の流路を狭小化することができるので、体液は蛇行流路を通過させられる間に、生体組織補填材に偏りなく浸透させられることになる。
【００１１】
上記発明においては、シリンダが、先端に開口する円筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体の先端に着脱可能に設けられ、先端開口を閉塞可能なキャップとを備え、該キャップに、前記注射針を装着する注射針取付部が備えられていることとしてもよい。
このようにすることで、シリンダ本体からキャップを外すことにより、シリンダ本体内から生体組織補填体を容易に取り出すことが可能となる
【００１２】
また、上記発明においては、前記蛇行流路形成手段が、前記シリンダ本体の内側に、長さ方向の途中位置に半径方向内方に延びるリング板状の隔壁と、該隔壁の中央の貫通孔の周囲から先端開口方向に延びる中筒と、前記キャップに、該キャップが前記シリンダ本体に取り付けられたときに、前記シリンダ本体と中筒との間に挿入される有底筒部とから構成されていることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、リング板状の隔壁と中筒とにより、シリンダ本体の内面近傍に、円筒状の空間が形成されている。シリンダ本体にキャップを取り付けると、上記円筒状の空間内にキャップに取り付けた有底筒部が挿入され、これによって、シリンダ本体内には、キャップ側に開口し、シリンダ本体内面と有底筒部外面との間に形成される円筒状の流路、有底筒部内面と中筒外面との間に形成される円筒状の流路および中筒内の流路の３つの流路がそれぞれシリンダ本体の長さ方向の一側において接続されることにより、長手方向に蛇行する蛇行流路が簡易に形成される。
また、蛇行流路内に形成された生体組織補填体は、キャップを取り外すことによりシリンダ本体のキャップ側の開口から露出させられるので、容易に取り出すことが可能となる。
【００１４】
上記発明においては、前記リング板状の隔壁と前記中筒とからなる中間部材がシリンダ本体のキャップ側の端部開口から取り出し可能に挿入されていることが好ましい。
このように構成することで、シリンダ本体内に製造された生体組織補填体を中間部材ごとシリンダ本体から取り出すことが可能となり、取り出しがさらに容易である。
【００１５】
この場合において、シリンダ本体内面に、リング板状の隔壁を突き当てる突き当て面が設けられていることとすれば、シリンダ内においてピストンを引くことにより体液を吸引する際に、リング板状の隔壁を突き当て面に突き当てて中間部材が移動しないように保持することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、欠損部等に補填されて良好に生体組織を再生することが可能な生体組織補填体を、容器の入れ替えを行うことなく容易に無駄なく製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る生体組織補填体の製造装置について、図１および図２を参照して説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体の製造装置１は、図１に示されるように、シリンジ状の装置であって、略円筒状の外壁を備えるシリンダ本体２と、該シリンダ本体２の長さ方向の一旦側からシリンダ本体２内に挿入され、該シリンダ本体２の内面に対して気密状態に接触するとともに、シリンダ本体２内をその長さ方向に摺動可能に設けられるピストン３と、シリンダ本体２の他端側に、該他端側の開口部を閉塞するように着脱可能に取り付けられるキャップ４と、該キャップ４の中央に設けた貫通孔５に取り付けられる注射針６とを備えている。
【００１８】
キャップ４は、シリンダ本体２の端部外面に形成された雄ネジ７に螺合する雌ネジ８を有しており、これら雄ネジ７と雌ネジ８とを締結することにより、シリンダ本体２に取り付けられるようになっている。
キャップ４には、前記貫通孔５からシリンダ本体２内部に向かう流路全体を閉塞する位置に配置された細胞分離膜９が設けられている。図に示す例では、細胞分離膜９は、キャップ４がシリンダ本体２に締結された状態で、キャップ４内面の突起４ａとシリンダ本体２の端面との間に挟まれるように配置されるようになっている。
【００１９】
細胞分離膜９は、例えば、フッ素樹脂またはポリウレタン等からなり、生体から採取する体液、例えば、骨髄液内に含有されている血球成分を吸着して他の成分は透過させるようになっている。
シリンダ本体２の内部には、細胞分離膜９とピストン３先端との間に、例えば、顆粒状のβ−ＴＣＰ多孔体からなる生体組織補填材１０を収容する補填材収容部１１が設けられている。
【００２０】
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の製造装置１を用いて生体組織補填体を製造する場合について、以下に説明する。
図２に示されるように、生体Ａに注射針６を刺して、シリンダ本体２に対してピストンを引くことにより、生体Ａ内の体液がシリンダ本体内に吸引される。この場合において、補填材収容部１１と注射針６を取り付けた貫通孔５との間には細胞分離膜９が配置されているので、注射針６から吸引されてきた体液は細胞分離膜９を通過させられた後に補填材収容部１１に流通させられることになる。
【００２１】
細胞分離膜９においては、血球細胞が吸着されるので、該細胞分離膜９を透過する体液からは幹細胞等の成長を阻害する血球成分が取り除かれており、幹細胞を多く含む体液が補填材収容部内の生体組織補填材に浸透させられることになる。
その結果、得られる生体組織補填体には、血球成分を除去された体液が浸透していることになるので、該生体組織補填体は、生体組織欠損部に補填された後には、迅速に生体組織の再生を開始して、早期に生体組織欠損部を修復することができる。
【００２２】
本実施形態に係る製造装置１によれば、細胞分離膜９がキャップ４に取り付けられているので、生体組織補填体の製造後は、キャップ４を取り外すことにより、細胞分離膜９も同時に取り外して、生体組織補填体を露出させ、さらに、ピストン３によってシリンダ本体２内から押し出すことにより、製造された生体組織補填体を容易に取り出すことが可能となる。
【００２３】
この場合において、本実施形態に係る製造装置１によれば、生体Ａに注射針６を刺して吸引するだけで、生体内で良好に生体組織を再生可能な生体組織補填体を製造することができる。また、容器を入れ替えることなく生体組織補填体を製造できるので、体液に含まれる微量の間葉系幹細胞等を無駄なく利用することができる。さらに、シリンダ本体２内において製造できるので、手術室等においても無菌的に製造することができるという効果がある。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体の製造装置について、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の製造装置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の製造装置２０は、図３に示されるように、シリンジ状の装置であって、略円筒状の外壁を備えるシリンダ本体２１と、該シリンダ本体２１の長さ方向の一端側からシリンダ本体２１内に挿入され、該シリンダ本体２１の内面に対して気密状態に接触するとともに、シリンダ本体２１内をその長さ方向に摺動可能に設けられるピストン３と、シリンダ本体２１の他端側に、該他端側の開口部を閉塞するように着脱可能に取り付けられるキャップ２２と、該キャップ２２の中央に設けた貫通孔５に取り付けられる注射針６とを備えている。
【００２５】
前記シリンダ本体２１の長さ方向の途中位置には、その内面に半径方向内方に向かって延びるリング板状の隔壁２１ａが設けられている。隔壁２１ａの中央には貫通孔２１ｂが設けられ、該貫通孔２１ｂの周囲に立ち上がり、キャップ２２側の端部に向けて延びる円筒状の中筒２１ｃが設けられている。これにより、中筒２１ｃはシリンダ本体２１の外壁とともに、該シリンダ本体２１の長さ方向の途中位置から同軸に配される２重管を構成している。
前記ピストン３の挿入配置される空間は、隔壁２１ａによって塞がれ、その中央の貫通孔２１ｂから中筒２１ｃ内部の空間のみに連絡している。
【００２６】
前記キャップ２２には、前記シリンダ本体２１の側面に形成した雄ネジ７に締結される雌ネジ８が設けられ、シリンダ本体２１の開口部を閉塞する漏斗状のキャップ本体２２ａと、該キャップ本体２２ａの外側に配置され注射針６を取付可能な円筒状の注射針取付部２２ｂと、キャップ本体２２ａの内側に配置され前記注射針取付部２２ｂとは反対方向に延びる円筒状部２２ｃとが設けられている。円筒状部２２ｃは、キャップ本体２２ａの雌ネジ８が雄ネジ７に締結されてキャップ２２がシリンダ本体２１に取り付けられた状態で、前記シリンダ本体２１の前記中筒２１ｃと外壁との間に形成されている円筒状の空間の半径方向の略中央に挿入されるようになっている。また、この円筒状部２２ｃは、貫通孔５に向かう一端を閉塞された有底筒状に形成されている。円筒状部２２ｃは、支持部２２ｄによってキャップ本体２２ａに一体的に設けられている。支持部２２ｄには注射針６から吸引した体液を通過可能な流通孔が設けられている。
【００２７】
また、これら中筒２１ｃおよび円筒状部２２ｃによって、シリンダ本体２１内に注射針取付部２２ｂからピストン３が配置されている空間までつながる蛇行流路が形成され、該蛇行流路に、例えば顆粒状のβ−ＴＣＰからなる生体組織補填材１０が充填される補填材収容部２３が構成されるようになっている。
【００２８】
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の製造装置２０の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る製造装置によれば、図４に示されるように、生体Ａに注射針６を刺した状態で、シリンダ本体２１に対してピストン３を引くことにより、生体Ａ内から体液が吸引され、支持部２２ｄの流通孔を通して補填材収容部２３に導かれる。
【００２９】
補填材収容部２３には、中筒２１ｃと円筒状部２２ｃとによって、軸方向および半径方向に蛇行する蛇行流路が形成されているので、蛇行流路各部の流通断面積は、シリンダ本体２１の横断面積よりも十分に小さく、かつ蛇行流路の全長はシリンダ本体の全長よりも十分に長く構成されることになる。流通断面積が広い場合には、吸引された体液が流路内の偏った位置に浸透させられることになり、得られる生体組織補填体にムラが生ずることになるが、本実施形態に係る製造装置２０によれば、吸引された体液は、狭い流通断面積の蛇行流路を通過させられることにより、該蛇行流路内に充填されている生体組織補填材の全体に均一に浸透させられ、その結果、ムラのない均一な生体組織補填体を製造することができる。そして、本実施形態の製造装置２０は、蛇行流路を採用することにより、上記効果を奏する装置をコンパクトに構成することができる。
【００３０】
また、第１の実施形態に係る製造装置１と同様に、シリンダ本体２１に取り付けたキャップ２２を取り外すことで、製造された生体組織補填体を露出させることができ、また、キャップ２２と一体的な円筒状部２２ｃは、生体組織補填体から引き抜かれるので、製造された生体組織補填体を容易に取り出すことができる。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施形態に係る生体組織補填体の製造装置３０について、図５〜図８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、第２の実施形態に係る生体組織補填体の製造装置１，２０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。
本実施形態に係る製造装置３０は、中筒３１ａとリング板状の隔壁部３１ｂとからなる中間部材３１が、シリンダ本体３２とは別体となっている点において、第２の実施形態に係る製造装置２０と相違している。
【００３２】
本実施形態に係る製造装置３０においては、シリンダ本体３２が、キャップ２２側において大口径に、ピストン３側において小口径に形成され、長さ方向の途中位置に突き当て面３２ａが構成されている。リング板状の隔壁部３１ｂの外径寸法は、大口径のキャップ２２側のシリンダ本体３２内径より若干小さく、小口径のピストン３側のシリンダ本体３２内径より大きく形成されている。したがって、中間部材３１をシリンダ本体３２のキャップ２２側から挿入すると、隔壁部３１ｂが突き当て面３２ａに突き当たって、図５に示されるように、第２の実施形態と同様の形態となる。すなわち、中間部材３１がシリンダ本体３２内に挿入された状態で、隔壁部３１ｂが中筒３１ａ外面とシリンダ本体３２内面との間を閉塞する隔壁として機能するようになっている。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る製造装置３０によれば、図６に示されるように、生体Ａに注射針６を刺して吸引することにより、第２の実施形態に係る製造装置２０と同様に、体液を蛇行流路内に配されている生体組織補填材１０内に均一に浸透させることができる。このとき、中間部材３１は、その隔壁部３１ｂを突き当て面３２ａに突き当てた状態に配しているので、シリンダ本体３２内において移動することなく保持される。
【００３４】
さらに、本実施形態に係る製造装置２０によれば、図７に示されるように、生体組織補填体Ｂが製造された後に、キャップ２２をシリンダ本体３２から取り外して、生体組織補填体Ｂをシリンダ本体３２の外部に露出させるとともに、図８に示されるように、シリンダ本体３２に対してピストン３を押すことにより、中間部材３１と生体組織補填体Ｂとをシリンダ本体３２の外部に押し出すことができる。したがって、より容易に生体組織補填体Ｂを取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体組織補填体の製造装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の製造装置により体液を吸引している状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体の製造装置を示す縦断面図である。
【図４】図３の製造装置により体液を吸引している状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る生体組織補填体の製造装置を示す縦断面図である。
【図６】図５の製造装置により体液を吸引している状態を示す縦断面図である。
【図７】図５の製造装置により生体組織補填体が製造された後に、キャップを取り外した状態を示す縦断面図である。
【図８】図７の状態からさらに生体組織補填体を押し出した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  生体
Ｂ  生体組織補填体
１，２０，３０  製造装置
２  シリンダ本体（シリンダ）
３  ピストン
６  注射針
９  細胞分離膜
１０  生体組織補填材
１１  補填材収容部
２１，３２  シリンダ本体
２１ａ  隔壁（蛇行流路形成手段）
２１ｃ，３１ａ  中筒（蛇行流路形成手段）
２２  キャップ
２２ｃ  円筒状部（有底筒部：蛇行流路形成手段）
３１  中間部材
３１ｂ  隔壁部（蛇行流路形成手段）
３２ａ  突き当て面
【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】
2005253829.tif 000008
【図７】
2005253829.tif 000009
【図８】
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