(57)【要約】      （修正有）【課題】リン酸カルシウム多孔体の気孔内における細胞の進展性を向上させることができる生体組織補填材および該補填材の製造方法を提供する。【解決手段】リン酸カルシウム多孔体２の気孔２ａ内にポリペプチドのハイドロゲル３を充填してなる生体組織補填材１。また、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドの粉末をリン酸カルシウム多孔体２と混合するステップと、リン酸カルシウム多孔体２と前記ポリペプチド粉末との混合物に水を混合するステップとを含む生体組織補填材１の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸カルシウム多孔体の気孔内にポリペプチドのハイドロゲルを充填してなる生体組織補填材。
【請求項２】
リン酸カルシウム多孔体の気孔内に、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドの粉末を導入してなる生体組織補填材。
【請求項３】
親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドの粉末をリン酸カルシウム多孔体と混合するステップと、
リン酸カルシウム多孔体と前記ポリペプチド粉末との混合物に水を混合するステップとを含む生体組織補填材の製造方法。
【請求項４】
前記水に塩を含む請求項２に記載の生体組織補填材の製造方法。
【請求項５】
前記水が生体より滲出する体液である請求項４に記載の生体組織補填材の製造方法。
【請求項６】
親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドを、該ポリペプチドが立体構成を生じない溶液に溶解するステップと、
該溶液をリン酸カルシウム多孔体の気孔内に導入するステップと、
溶液を除去するステップと、
リン酸カルシウム多孔体の気孔内にポリペプチドが導入されたものに水を混合するステップとを含む生体組織補填材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体組織補填材とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コラーゲンゲル中にリン酸カルシウム粒子を分散させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１は、コラーゲンゲル中に分散されたリン酸カルシウム粒子の有する骨細胞の分化誘導能を制御するものである。また、リン酸カルシウム等においては多孔質化することによって表面積を増加させることができる。
【０００３】
また、特定の繰り返し配列のポリペプチドからなるハイドロゲルが、細胞培養のためのスキャフォールドとして適していることが知られている（例えば、特許文献２参照。）。このハイドロゲルは、水分子とポリペプチドとの電気的な結合により、３次元的なナノマトリクスを構成するもので、その９９％以上が水であるという特徴を有している。
また、βリン酸三カルシウム多孔体にｂ−ＦＧＦ等の成長因子の溶液を導入する方法も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特許第２９８４１７６号明細書
【特許文献２】米国特許第５９５５３４３号明細書
【特許文献３】特開２００３−９３４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、リン酸カルシウムは、多孔質化することによって表面積を増大させ、細胞の進入性を向上できるが、単に、コラーゲンゲル中にリン酸カルシウム粒子を分散させただけでは、コラーゲンゲルが、その粘性によってリン酸カルシウム多孔体の気孔内に進入することができないという不都合がある。コラーゲンゲルが気孔内に進入できない場合には、気孔内は空洞のままとなるため、細胞がコラーゲンゲル中からリン酸カルシウム多孔体の気孔内に進展し難いという問題がある。
【０００５】
また、コラーゲンゲルの粘性を下げ、あるいは、特許文献３のようにｂ−ＦＧＦの溶液の場合には、リン酸カルシウム多孔体の気孔内への進入は容易に行われるが、逆に気孔内からの流出も極めて早くなるという問題がある。
【０００６】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、リン酸カルシウム多孔体の気孔内における細胞の進展性を向上することができる生体組織補填材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。
本発明は、リン酸カルシウム多孔体の気孔内にポリペプチドのハイドロゲルを充填してなる生体組織補填材を提供する。
本発明によれば、リン酸カルシウム多孔体の気孔内に充填されたポリペプチドのハイドロゲルが、ほとんど水からなり、極めて高い生体親和性を有しているので、外部から細胞が気孔内に進展し易く、細胞導入性を向上することができる。また、ポリペプチドのハイドロゲルは、その粘性によって気孔内から流出することが防止されており、取り扱い性も良好である。
【０００８】
また、本発明は、リン酸カルシウム多孔体の気孔内に、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドの粉末を導入してなる生体組織補填材を提供する。
本発明によれば、術場で加水するだけでリン酸カルシウム多孔体の気孔内にポリペプチドのハイドロゲルを形成することができ、外部から細胞が気孔内に進展し易く、取り扱い性も良好な生体組織補填材を構成できる。加水していないポリペプチドの粉末は、腐食もなく、保存性にも優れるという利点がある。
【０００９】
また、本発明は、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドの粉末をリン酸カルシウム多孔体と混合するステップと、リン酸カルシウム多孔体と前記ポリペプチド粉末との混合物に水を混合するステップとを含む生体組織補填材の製造方法を提供する。
本発明によれば、ポリペプチドの粉末をリン酸カルシウム多孔体と混合することにより、ゲル状のポリペプチドを導入する場合のような粘性による導入し難さがなく、簡単にポリペプチドの粉末をリン酸カルシウム多孔体の気孔内に配置することができる。そして、その後に加水することにより、気孔内にポリペプチドのハイドロゲルが充填された生体組織補填材を簡易に製造することができる。
【００１０】
上記発明においては、前記水に塩、例えば、塩化ナトリウムを加えてもよい。
このようにすることで、気孔内に形成されるポリペプチドのハイドロゲルの粘性が高くなる。したがって、高い粘性を有するハイドロゲルもリン酸カルシウム多孔体の気孔内に簡単に充填することができる。
また、リン酸カルシウム多孔体をそのまま生体に導入することとしてもよい、この場合、生体から滲出する血液などの体液によっても気孔内のポリペプチドがゲル化し、同様の効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明は、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドを、該ポリペプチドが立体構成を生じない溶液に溶解するステップと、該溶液をリン酸カルシウム多孔体の気孔内に導入するステップと、溶液を除去するステップと、リン酸カルシウム多孔体の気孔内にポリペプチドが導入されたものに水を混合するステップとを含む生体組織補填材の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、ポリペプチドを溶解させた溶液の粘性を十分に小さく設定しておくことにより、溶液を簡単にリン酸カルシウム多孔体の気孔内に導入でき、導入後に溶液を乾燥等により除去することによって、ポリペプチドを気孔内に残すことができる。したがって、その後加水することによって、ポリペプチドのハイドロゲルが気孔内に充填され、それによって、細胞の導入性が向上されたリン酸カルシウム多孔体からなる生体組織補填材を簡単に製造することができる。
ポリペプチドが立体構成を生じない溶液は、例えば、アルコールあるいはアルコール水溶液、例えば、エタノール、または、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）水溶液、例えば、１０％水溶液、または、ｐＨの極端に高い溶液、例えば、０．０１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リン酸カルシウム多孔体の気孔内における細胞の進展性を向上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】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る生体組織補填材とその製造方法について、図１〜図３を参照して説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材１は、図１に示されるように、例えば、ブロック状のβリン酸三カルシウム多孔体２の気孔２ａ内に、ポリペプチドのハイドロゲル３を充填してなるものである。
【００１５】
ポリペプチドのハイドロゲル３は、親水基と疎水基のアミノ酸の繰り返し配列からなるポリペプチドに加水することにより、ポリペプチドを自己組織化させ、９９％〜９９．５％の含水率を有する物質である。ポリペプチドのハイドロゲル３は、アミノ酸と水のみから構成されているので、極めて高い生体親和性および生体吸収性を有し、また、ほとんどが水であるため、細胞は生体内と同様にして自由に進展できる。したがって、外部に配されている細胞が、βリン酸三カルシウム多孔体２の気孔２ａ内に進展し易く、極めて高い細胞導入性を発揮することができる。
【００１６】
また、ポリペプチドのハイドロゲル３は、粘性を有しているため、βリン酸三カルシウム多孔体２の気孔２ａ内から流出し難く、生体内に移植する際の取り扱い性が良好であるという利点がある。
【００１７】
本実施形態に係る生体組織補填材１は、以下の製造方法により製造される。
すなわち、本実施形態に係る生体組織補填材１の製造方法は、図２および図３に示されるように、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチド粉末４をリン酸カルシウム多孔体２と混合する混合ステップＳ１と、リン酸カルシウム多孔体２と前記ポリペプチド粉末４との混合物に水を混合する加水ステップＳ２とを含んでいる。
【００１８】
上述したように、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチド粉末４は加水された後には所定の粘性を有するようになるため、気孔２ａ内への導入は困難になる。そこで、図３（ａ）に示されるリン酸カルシウム多孔体２の気孔２ａ内に、加水する前のポリペプチド粉末４の状態で導入し（図３（ｂ））、導入後に加水してゲル化させることとしている。
【００１９】
このようにすることで、気孔２ａ内への導入は粉末状態で行われるため、簡単に導入できるとともに、９９％以上の含水率を有するハイドロゲル３となるために、気孔２ａ内には少量のポリペプチド粉末４が導入されれば足りる。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、図３（ｃ）に示されるように、βリン酸三カルシウム多孔体２に形成されているマクロ気孔２ａの微細な部分にまでポリペプチドのハイドロゲル３を充填した生体組織補填材１を容易に製造することができる。
【００２０】
また、添加する水内にｂ−ＦＧＦ等の成長因子や、ビタミン等の栄養分を混入しておくことにより、さらに、細胞の成長を促進し得る生体組織補填材１を構成することができる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、気孔２ａ内にポリペプチドのハイドロゲル３を充填してなる生体組織補填材１を例示したが、生体組織補填材１としては、加水する前の状態、すなわち、気孔２ａ内にポリペプチド粉末４が充填された状態として提供することとしてもよい。このようにすることで、水を含有しないので保存性が高く、術場で加水するだけで、上記ハイドロゲル３を充填した生体組織補填材１を構成することができるので、取り扱い性も良好であるという利点がある。
【００２２】
また、気孔２ａ内へのハイドロゲル３の充填方法としては、上記方法に限定されるものではなく、例えば、図４に示されるように、親水基と疎水基のアミノ酸が繰り返し配列されたポリペプチドを、該ポリペプチドが立体構成を生じない溶液に溶解するステップＳ１１と、該溶液にリン酸カルシウム多孔体２を含浸させての気孔２ａ内に導入するステップＳ１２と、溶液を除去するステップＳ１３と、リン酸カルシウム多孔体２の気孔２ａ内にポリペプチドが導入されたものに水を混合するステップＳ１４とを含む方法を採用してもよい。
【００２３】
ここで、ポリペプチドが立体構成を生じない溶液は、例えば、アルコールあるいはアルコール水溶液、例えば、エタノール、または、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）水溶液、例えば、１０％水溶液、または、ｐＨの極端に高い溶液、例えば、０．０１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液である。
また、溶液の除去ステップＳ１３は、乾燥させることにより行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織補填材を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の生体組織補填材の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに従う生体組織補填材の製造工程を示す説明図である。
【図４】図２の製造方法の変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
１  生体組織補填材
２  リン酸カルシウム多孔体
２ａ  気孔
３  ハイドロゲル
４  ポリペプチド粉末
Ｓ１  混合ステップ
Ｓ２，Ｓ１４  加水ステップ（水を混合するステップ）
Ｓ１１  溶解ステップ（溶液に溶解するステップ）
Ｓ１２  含浸ステップ（導入するステップ）
Ｓ１３  溶液除去ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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