以下を含む布:生体適合性であり且つ非ランダムに構成されたセリシン抽出フィブロイン繊維を1つまたは複数含むヤーンであって、該フィブロイン繊維の周囲で細胞の埋植物内への増殖を促進し且つ生分解性であるヤーン。セリシン抽出フィブロイン繊維が、Bombyxmori種のカイコから得たフィブロイン繊維を含む、請求項1記載の布。セリシン抽出フィブロイン繊維が、元のタンパク質構造を保持しており且つ溶解および再構成の過程を経ていない、請求項1記載の布。非免疫原性である、請求項1記載の布。セリシン抽出フィブロイン繊維のセリシン含有量が、質量比20未満である、請求項1記載の布。セリシン抽出フィブロイン繊維のセリシン含有量が、質量比10未満である、請求項1記載の布。セリシン抽出フィブロイン繊維のセリシン含有量が、質量比1未満である、請求項1記載の布。ヤーンの引張破壊強度UTSが、繊維当たり少なくとも052Nである、請求項1記載の布。ヤーンの剛性が、繊維当たり約027~約05Nmmである、請求項8記載の布。湿潤状態での試験時にヤーンが、UTSの80を保持する、請求項9記載の布。ヤーンの破断伸びが、約10~約50である、請求項9記載の布。ヤーンの引張破壊強度の約20の負荷に対する該ヤーンの疲れ寿命が、少なくとも100万サイクルである、請求項11記載の布。ヤーンが、並列のまたは絡み合わせたセリシン抽出フィブロイン繊維を含む、請求項1記載の布。少なくとも3本の整列されたセリシン抽出フィブロイン繊維を含む、請求項13記載のヤーン。整列されたセリシン抽出フィブロイン繊維が絡み合わされている、請求項14記載のヤーン。ヤーンが、ブレード、テクスチャード加工ヤーン、ツイストヤーン、ケーブルヤーン、またはその組合せである、請求項15記載のヤーン。整列されたセリシン抽出フィブロイン繊維が、1cm当たり撚り数0~118回で互いにツイスト加工またはケーブル加工されている、請求項16記載のヤーン。ヤーンを並列に配置しまたは絡み合わせたグループを含む単層の階層構造を有するヤーンをさらに含む、請求項1記載の布。グループを絡み合わせたバンドルを含む2層の階層構造を有するヤーンをさらに含む、請求項1記載の布。バンドルを絡み合わせたストランドを含む3層の階層構造を有するヤーンをさらに含む、請求項1記載の布。ストランドを絡み合わせたコードを含む4層の階層構造を有するヤーンをさらに含む、請求項1記載の布。ヤーンが、1インチ当たり撚り数30回以下でツイスト加工されている、請求項1記載の布。複数のヤーンが、絡み合わされて布が形成される、請求項1記載の布。セリシン除去フィブロインの繊維と、コラーゲン、ポリ乳酸もしくはそのコポリマー、ポリグリコール酸もしくはそのコポリマー、ポリ無水物、エラスチン、グリコサミノグリカン、および多糖からなる群より選択される1つまたは複数の分解性ポリマーとの複合体を含む、請求項1記載の布。織地、編地、たて編生地、接着布、コーテッドファブリック、ドビー、積層布、メッシュ生地、およびこれらの組合せからなる群より選択される布になるよう複数のヤーンが非ランダムに構成される、請求項20記載の布。不織布になるよう複数のヤーンが、ランダムに構成される、請求項20記載の布。布に付着された薬剤をさらに含む、請求項1記載の布。布に付着された細胞接着因子をさらに含む、請求項1記載の布。細胞接着因子が、RGDである、請求項28記載の布。ガスプラズマで処理される、請求項1記載の布。布に播種された生体細胞をさらに含む、請求項1記載の布。以下の段階を含む、布を形成する方法:a.フィブロイン繊維を他のフィブロイン繊維と並列させまたは絡み合わせて配列してヤーンを形成する段階、b.該繊維中のフィブロインの元の構造を実質的に変化させることなく、該フィブロイン繊維からセリシンを実質的に除去する段階、およびc.複数のヤーンを構成して布を形成する段階。並列させた絹繊維をセリシン抽出前に絡み合わせる段階をさらに含む、請求項32記載の方法。並列させた絹繊維をセリシン抽出前に絡み合わせる段階をさらに含む、請求項32記載の方法。複数のフィブロイン繊維を整列させてヤーンにする段階であって、各ヤーンが少なくとも3本の並列したまたは絡み合わせた繊維を含むヤーンである段階をさらに含む、請求項32記載の方法。各ヤーンのフィブロイン繊維が、1cm当たり撚り数0~118回で互いにツイスト加工されている、請求項35記載の方法。複数のヤーンが、1cm当たり撚り数0~118回で互いにツイスト加工されている、請求項32記載の方法。約50本以下の並列したまたは絡み合わせたフィブロイン繊維からセリシンが、抽出される、請求項32記載の方法。ヤーンが、1インチ当たり撚り数30以下でツイスト加工されている、請求項32記載の方法。非ランダムに構成した複数のヤーンから編地または織地を形成する段階をさらに含む、請求項32記載の方法。ランダムに構成した複数のヤーンから不織布を形成する段階をさらに含む、請求項32記載の方法。ヤーン中の繊維からセリシンを除去した後に布が形成される、請求項40および41記載の方法。ヤーン中の繊維からセリシンを除去する前に布が形成される、請求項40および41記載の方法。ヤーンが、その降伏点以下の力に曝露される、請求項40および41記載の方法。薬剤を布に付着させる段階をさらに含む、請求項32記載の方法。細胞接着因子を布に付着させる段階をさらに含む、請求項32記載の方法。RGDを布に付着させる段階をさらに含む、請求項46記載の方法。布をガスプラズマで処理する段階をさらに含む、請求項32記載の方法。布を滅菌する段階をさらに含む、請求項32記載の方法。詳細な説明以下により詳しく説明する方法において、絹フィブロイン繊維は並列な配置に整列される。繊維は厳密に並列な向きに保ってもよく、またはツイストもしくはその他の様式で絡み合わせてヤーンを形成してもよい。ヤーンは、繊維のレベルから始まりバンドル、ストランド、コードなどのレベルまで、任意の数の階層を含んでいてよい。各階層において絡み合わせを加えてもよい。さらに、繊維数が、ヤーンに抽出溶液が浸透できる繊維数を上回るまでの階層内の任意の段階において、絹繊維からセリシンを抽出する。組み合わせることができ且つ抽出が成功するカイコフィブロイン繊維購入時2022デニールの最大数は約50である表4。これらのヤーンは次に、例えば靭帯または組織の再建用の繊維構造体として使用してもよく、または、例えば軟部組織用メッシュヘルニア整復、腹腔底部の再建、膀胱用スリングなどに使用の作製などを目的とした布にしてもよい。繊維構造体の形成については、後に例示的な用途を示す際に説明する。以下の説明の大部分は、絹繊維を基礎とするマトリックスすなわち、構造体、足場であって前十字靭帯ACLを作製するためのマトリックスに関するものであるが、絹繊維を基礎とする新規のマトリックスを用いて、その他の靭帯および腱、軟骨、筋肉、骨、皮膚、ならびに血管など他のさまざまな組織を形成することが可能である。ACLの場合、複数の絡み合わせ階層と妥当な生理学的特性とを有する大きなヤーン並列に撚り合わせる前のヤーン当たりの繊維数540~3900;表8および11を参照について説明する。絹繊維を基礎とするACLマトリックスの他、並列または特定の布の形態に組み合わせた後に妥当な生理学的特性をもつ複数の小さなヤーンの構成物絹繊維数1~50表1、4、および5も組織形成を誘導するための組織マトリックスとして機能し得る図2A~B。本発明は、組織形成誘導または組織工学用の絹マトリックスに加えて、組織修復例えば、ヘルニア整復、緊張性尿失禁に対する膀胱用スリングを誘導するためのさまざまな、絹繊維を基礎とするマトリックスの組織支持構造体を作製することを特に目的とする図2A~Bおよび図20A~C。構造体すなわち布またはヤーンは、上記の技術により所望の靭帯、腱、またはその他の組織へと細胞を増殖および分化させるため、必要であれば、表面修飾または適切な細胞の播種図7A~D、図8A~B、および図16A~C、および適切な機械的刺激への曝露を行ってもよい。さらに、本発明は繊維構造体への播種に骨髄間質細胞を使用することに限定されることはなく、靭帯およびその他の組織へと分化させるため他の始原細胞、多能性細胞、および幹細胞例えば骨、筋肉、および皮膚に存在するものなどを使用してもよい。布はまた、精練したフィラメントの同様の構造体から形成してもよく、且つ種々の用途に使用してよい。布は織地、不織布、編地、およびスティッチボンド布など種々のクラスに分類でき、各クラスにはさらに多数のサブタイプがある。これらのタイプはそれぞれ特定の状況における埋植物として有用である可能性がある。絹を基礎とするこれらの布について説明するうえで、本発明者らは、例えばBombyxmoriなどに由来する天然の絹をフィブロイン繊維とよぶ。この繊維は長さが少なくとも1メートルあるべきであり、且つ、処理および布への組み込みの過程において取り扱いを容易にするため、処理全体を通してこの長さが維持されるべきである。ヤーンはツイストまたはその他の様式により連続的なストランドとして一緒に束ねられた繊維のアセンブリであると定義できること、ならびに、上記に定義したように、単一のフィブロイン繊維は撚り合わせた複数のブロイン時として複数の繭を含むことから、単一のフィブロイン繊維をヤーンとよぶことも可能である。同様に、フィブロイン繊維をツイストまたはその他の様式により絡み合わせることによりヤーンが形成される。ヤーンを用いて織地または編地を作り、本発明に使用する。別の手順においては、絹ヤーンを分離して長さを短くするか5~100mmまたは絹フィブロインフィラメントにする。次にこれらのフィラメントを湿式積層して不織布を形成してもよい図20A。ヤーンから布を形成する際、典型的に機械によってヤーンに印加される張力力はヤーンの降伏点を超えない図3A~D。したがって、本発明の布を形成する際は、露出した脆弱なフィブロイン繊維の完全性を保つため、例えば生地製造などに典型的に用いられるヤーンと比較して速度が低く且つ負荷が少ない状態でヤーンを取り扱う。同様に、取り扱い装置とヤーンとの接触点は、ヤーン周囲からの繊維の脱落およびほつれを防ぐため、鋭角がなく且つ摩擦の強い相互作用が生じないように設計される図4A~C。医療および手術の分野では埋植物としての布の用途が多数周知である。1つの例はヘルニア整復における支持体である。このような整復では、布は最も典型的には所望のスティッチ例えば、切断中のメッシュのほつれを防ぐよう設計されたアトラス編みを有するたて編生地であり、従来の縫合糸で修復した腹壁内側の所定の位置に、張力をかけることなく縫い付けられるまたは、時としてステープル留めもしくは接着されるか、または単に留置される。このたて編生地の機能の1つは、整復のための短期間の支持を与えることである。本発明の好ましい態様において、布の中のフィブロイン繊維は、布自体図13Aおよび13Dならびに編み加工中に形成された繊維の隙間および整復が必要な領域内への細胞の増殖およびその後の組織の成長を促進する。この態様は、絹マトリックスの分解に伴う機能的な組織の埋植物内への増殖およびリモデリングによって損傷領域を永久的に補強することを目的としている図13A、B、およびC。修復補強用の布は、腹壁の任意の部位の修復もしくは支持特にヘルニア整復および腹腔底部再建にも同様に使用され、または、身体の他の壁部および中隔例えば、胸部または心臓もしくは膀胱などの臓器の壁部および中隔の、特に手術または腫瘍摘除後における修復もしくは支持にも使用される。体内埋植可能な布は、膀胱またはその他の内臓腸、尿管または尿道、および子宮を含むが、これらに限定されることはないに対して、手術、損傷、または加齢もしくは妊娠による自然の摩耗後にこれら臓器を正常な位置に保持すること、またはこれら臓器を適切な位置に配置することを目的として、これら臓器を支持するために使用することもできる。本明細書において臓器とは、肝臓などの中実な臓器と、腸または尿管などの管状の臓器との両方を含む。布、特に一部の不織布または3次元の編み加工もしくはブレード加工により作製される布図4A~Cなど嵩高の布は、手術後に残った空隙を埋めるため、または細胞がそこへ移動できるかもしくは例えば修復速度を高めるために細胞を前もって接着できるような繊維構造体を提供するために使用できる。使用部位としては、軟部組織および硬組織骨などの両方の空隙がある。他の場合において、布は、癒着を防ぐため、または細胞の接着および/もしくは埋植物内への増殖を防ぐために使用される。これは、絹フィブロインマトリックスを表面修飾することによって、またはマトリックスに薬剤もしくは因子を付着させることによって実現してもよい。絹フィブロインを基礎とする本発明の布は、使用部位での治癒または修復を高めるため、複数の方法で容易に改変できる。これらの改変は単独で用いてもまたは組み合わせて用いてもよい。絹フィブロインを基礎とする本発明の布は、細胞の接着および伸展、細胞および組織の埋植物内への増殖およびリモデリング、ならびにこの布用具の生分解を補助するため、RGDペプチドの結合またはガスプラズマ照射によって表面修飾を行ってもよい図13A~E。布は、周知のペプチドRGDアルギニングリシンアスパラギン酸、または天然および合成の多数の接着促進物質血清、フィブロネクチンを含む血清因子およびタンパク質、血液、骨髄、化学基、決定基など、文献において周知の物質のうち任意の物質など、細胞接着因子をもつように修飾してもよい。そのような物質は、その物質の通常の生化学クラスのうち任意のものであってよく、タンパク質、ペプチド、炭水化物、多糖、プロテオグリカン、核酸、脂質、小さな約2000ダルトン未満有機分子、およびこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されることはない。このようなプラズマ修飾により、布材料の内部機械特性に影響を及ぼすことなく、布表面の機能性および/または電荷を向上できる。布は、セリシン除去絹フィブロイン繊維の完全性を損なうことなく、セリシン抽出後にガスプラズマ照射を行うことができる表9。さらに、布は、薬剤を送達するように処理してもよい。布への薬剤の付着は、共有結合もしくは分解性結合剤を介した共有結合、または任意の種類の結合例えば電荷による引力もしくは吸収であってもよい。任意の薬剤を使用できる可能性があり、薬剤の例としては、抗生物質、骨形成タンパク質BMPまたは増殖分化因子GDFなどの成長因子、成長阻害物質、および形質転換用の核酸封入材料を含むまたは含まないなどがあるが、これらに限定されることはない。別の修飾として、布の埋植前に布に細胞を添加してもよい図7A~D、図8A~B、および図9A~B。細胞は布の上または中に播種し/吸収させてもよい。細胞はまた、組織を置換または補強する第一の段階として、布上で培養してもよい。細胞は任意の種類の細胞であってよいが、同種細胞好ましくは免疫保護された細胞、免疫学的特権を有する細胞、または幹細胞が好ましく、自家細胞は特に好ましい。細胞は、繊維構造体の上または内部で必要な細胞種へと増殖できるように選択される図9A~B。別のクラスの修飾としては、特定の構造特性を与えるためまたは絹フィブロインの元の表面およびその生物学的特性を改変するため図16A~C:コラーゲン繊維へのBMSCの播種を参照、他のポリマーを例えば繊維またはゲルの形態で布に組み込むことがある。1つの種類の組み込みにおいては、布を作る過程で絹および別の材料の繊維またはヤーンを混合する。別の種類の組み込みにおいては、絹を基礎とする繊維、ヤーン、または布を、別のポリマーの溶液または繊維でコーティングするかまたは巻き付ける。混合は、iランダムな混合例えば、ツイスト加工する前に絹とポリマーとの1つまたは複数の繊維を並列に撚り合わせる、またはii秩序だった様式による混合例えば、ヤーンまたは布を作るための繊維またはヤーンの機械への投入位置を交互にし、したがって結果が予測できるようなブレード加工であってもよい。コーティングまたは巻き付けは、中心コア上にブレード加工またはケーブル加工することによって行ってもよい。このコアは、所望の効果に応じて、ポリマー、絹フィブロイン、または両者の複合体であってもよい。または、1つのヤーンを制御された様式で他のポリマー上に巻き付けてもよく、この巻き付け用ヤーンは構造を安定化させるために用いてもよい。任意の生体適合性ポリマーを使用できる可能性がある。好適なポリマーの例としては、タンパク質特にコラーゲンおよびフィブリンなどの構造タンパク質ならびに補強性の分解性合成ポリマー例えば無水物、ヒドロキシ酸、および/または炭酸塩を含むポリマーなどがある。コーティングは、天然ポリマーまたは分解性の合成ポリマーで作られたゲル、特に分解性ゲルとして提供してもよい。フィブリン、コラーゲン、および/または基底膜タンパク質を含むゲルを使用してもよい。ゲルは、細胞もしくは栄養を送達するため、または表面を細胞接着から遮蔽するために使用してもよい。さらに、タンパク質もしくはペプチドを繊維に共有結合させてもよく、または帯電気体例えば窒素中で繊維をプラズマ修飾してアミン基を付着させてもよい。絹は通常疎水性であるがこれらのコーティングによって繊維の親水性が高くなるため、これらのコーティングはいずれも細胞の接着および埋植物内への増殖を補助する。これらの態様のうちいくつかの非限定的な実施例を以下に示す。湿式積層が最も単純な手順であることから、布形成法のプロトタイプとしてこの方法を選択した。絹フィブロインの単繊維から不織布図20Aを作製したうえで、布のレベルで抽出を行った。この不織布はしたがって比較的安価な材料であり、引張強さが小さいがそれで十分な用途には使用できる。より大きな引張強さが必要な場合は、布および紙について周知のように不織材料を貼り合わせてもよく、または骨修復用に鉱化させてもよい。または、上記のように、セリシン抽出により作製される絹ヤーン材料から、より複雑な種々のヤーンを形成してもよい。ヤーンのサイズおよび設計を利用して、不織機械の性能とは独立に多孔度を制御することができる。ヤーンはまた、編み加工図20Bまたは織り加工図20Cによって布にしてもよい。関心対象となる布の種類の1つは、ガーゼに類似した単純なメッシュである。このメッシュは、可撓性が重要な状況において、単独で例えば止血栓として使用してもよく、または細胞もしくは薬剤例えば凝固因子を対象部位に送達するために使用してもよい。強度が重要な場合は、布に使用されるヤーンのらせん設計によって弾性を制御でき且つ典型的にかなりの引張強さを有するたて編生地図20B広く周知であるトリコットおよびジャージーを含むが、数ヵ月などの長期間にわたって機械的支持を与える必要がある用途例えば、ヘルニア整復、膀胱用スリング、骨盤底再建などに非常に有用である。他の用途において、布材料は弾性をほとんどもたず且つ大きな強度をもつ必要がある。そのような布については、太いヤーンを密に織り加工して標準的な織地に近い材料を作ることが適切である図20C。そのような布材料は、任意で、ヤーンセグメントの重複部分を接着するためコーティング処理または熱処理を加えてもよく、これによりほつれおよび伸長を防止してもよい。熱処理は、絹タンパク質を完全に変性させるものであってはならない。布は、任意で、現在ポリプロピレンメッシュで行われているのと同様に所定の位置に縫合、接着、またはステープル留めしてもよい。この埋植物は、本明細書に記載の他の任意の種類の埋植物と同様、局所の治癒および組織の埋植物内への増殖の過程を促進させるため種々の物質でコーティングしてもよく、ならびに/または、修復部位の内臓への癒着を防ぐためのコーティングを施してもよい。別の選択肢として、布、メッシュ、不織布、編地、またはその他の修復用材料を未抽出の絹で作製し、次に完成した布を本明細書の記載に従って図21例えば加温したアルカリ石鹸液で抽出して免疫調節物質であるセリシンを材料から除去してもよい。さらに別の選択肢として、繊維数が、繊維への抽出溶液の浸透が可能な繊維数を上回らない限り、例えば形成したヤーン、バンドル、またはストランドに対して抽出を行うなど、中間の段階においてセリシン抽出を行ってもよい非限定的な選択肢については図21を参照。上記においては、ヤーンで構成された布の作製方法を説明した。この布の作製における最も典型的なヤーンの形態は、秩序だった様式でカイコフィブロイン繊維をツイスト加工し且つセリシンを抽出することによって得られる。本明細書に記載のとおり、多数のヤーンの幾何学構造およびヤーン作製方法が使用可能である表4、5、6、7、および8。そのような方法は、フィブロイン繊維のバンドルに上記の別の物質を巻き付けることによって結合させた、ツイスト加工していないフィブロイン繊維のバンドルを形成することを含んでいてもよい。上記のように、これらの任意のヤーンは、絹繊維を他の材料と混合することによって形成してもよい。さらに、繊維は、例えばケーブル加工、ツイスト加工、ブレード加工、メッシュ加工、編み加工などの絡み合わせを加えてもよい図2AおよびBならびに図21を参照。本明細書において絡み合わせという用語は、繊維が互いに接触および結合する様式に関して、秩序だったすなわち非ランダムな繰返し構造であることを意味する。混合は、異なる材料を用いてより太いヤーンを形成する、または織り加工もしくは編み加工において異なる材料のヤーンを使用するなど、構造内のより高い階層で行ってもよい。いずれの場合も、最終的な素材は、精練され実質的にセリシン非含有の絹を重要な成分として含み、この絹は、素材の強度および生体適合性、ならびに例えば長期の分解特性図11A~Bのうち1つまたはすべてを担うために使用される。他の1つまたは複数のポリマーは、その生体適合性、細胞接着または浸潤を補助するまたは所望の局所部位で迅速に組織を形成することによって阻害する能力図16A~C、インビボにおける分解プロフィール、および機械特性に基づいて選択される。生分解性ポリマーは周知の任意の生分解性ポリマーを含んでいてよく、これには、天然産物タンパク質、多糖、グリコサミノグリカンなど;天然ポリマーの誘導体セルロースなど;ならびに生分解性の合成ポリマーおよびコポリマーポリヒドロキシ酸、ポリカーボネート、ポリ無水物、一部のポリアミド、ならびにこれらのコポリマーおよび混合物が含まれる。特に、コラーゲンおよびエラスチンは好適なタンパク質である。組織修復に使用する絹含有布構造体/マトリックスは、インビボにおける組織の修復を向上させるため、埋植時に細胞を含むように処理してもよい図7A~D、図8A~B、図9A~B、および図18C。細胞は異種細胞であってもよく、より好ましくは同種細胞であり、最も好ましくは自家細胞である。埋植部位および目的とする機能によって異なるが、任意の種類の細胞を使用できる可能性がある。環境中に適切な分化の手がかりが存在するかまたは提供される場合は、多能性細胞が好ましい。その他の細胞の種類としては、骨形成原細胞、線維芽細胞、および埋植部位の組織型の細胞がある。以上においてはBombyxmoriおよびその他一般的なカイコに由来する絹について説明したが、埋植時に軽度より強い異物反応を惹起しない限りすなわち、生体適合性である限り、任意の由来源の絹または絹由来タンパク質を本発明に使用できる図18BおよびCを参照。このような絹としては、カイコ、クモ、培養細胞特に、遺伝子操作を加えた細胞、ならびにトランスジェニック植物およびトランスジェニック動物に由来する絹があるが、これらに限定されることはない。クローニングにより作製した絹は、天然絹遺伝子状の全配列もしくは部分配列に由来するものであっても、または絹遺伝子状の配列をエンコードした合成遺伝子に由来するものであってもよい。多くの場合は1種類のみの布を使用して医療用具または補綴物を形成するが、いくつかの場合においては単一の用具に2種類以上の布を使用することが有用である可能性がある。例えばヘルニア整復においては、整復用の布のうち組織に面する側は細胞を誘導し、一方、腹膜面は癒着を防ぐため細胞を排除することが望ましい。この効果は、細胞を誘導しない絹の層と細胞を誘導する別の層とを設ける例えば、下記の実施例に示すように、未処理の層とRGDコーティング層とを設けることにより実現できる。別の実施例としては膀胱用スリングの形成がある。基本スリングは順応性およびいくらかの弾性を有する必要があり、且つ、予測寿命が長い必要がある。しかし、膀胱に最も近いスリング面は可能な限りテクスチャーを少なくする必要がある。このことは、直径の小さい本発明のヤーン例えば単繊維のヤーンから作製した、薄いが稠密な織地、不織布、または編地の層を、スリングの膀胱に接触する箇所に配置することによって実現できる。不織布のゲージ数デニール数は可能な限り小さくする必要がある。2種類以上の布を必要とする状況はこの他にも多数考えられる。上記の各構造の例を作製し、一連の試験により評価した。第一の実施例では、精練した絹の原繊維から布を形成した。まず、生糸を処理して精練フィブロイン原繊維にした。カイコ絹の生糸を002MNa2CO3水溶液および03wvアイボリー石鹸液により90°Cで60分間抽出した。糊状のセリシンタンパク質を完全に除去するため、抽出後の繊維を水で洗浄した。こうして得られた原繊維の懸濁液をスクリーン上に湿式積層し、ニードルパンチを加え、乾燥させた図20A。こうして得られたフリース状の物質は、触感がややウールに似ており、非常に多孔質であった。この物質は絡み合いおよびニードリングにより十分に相互結合しており、取り扱いおよび所望の形状への裁断が容易であった。別の実施例では、精練した絹フィブロイン原繊維を細胞誘導物質で処理した表9。まず、精練した絹フィブロインの繊維を一緒にツイスト加工することによってヤーンを作った。一部のヤーンは、細胞を誘導するためRGDペプチドで誘導体化したフィラメントで作製した。この誘導体化はSofiaetalJBiomedMaterRes541391482001に記載の手順で行った。処理済ヤーンおよび未処理黒ブレード絹縫合糸ヤーンの切片をラットの腹壁内に埋植した図18A~C。埋植30日後、黒ブレード縫合糸はコンパクトな原繊維のバンドルを含んでおり、原繊維のバンドルの間には細胞が浸潤していたがバンドルの内部には浸潤していなかった。これとは対照的に、RGD処理した原繊維のバンドルは、宿主細胞の広範な侵入が生じ、拡張しておりコンパクトではなかったが図13A~E、18B、有意な分解はまだ生じていなかった図13A~E。この実施例は、埋植した絹フィブロイン原繊維の分解速度を制御するため誘導体化を利用できること、および誘導体化した原繊維が布様構造体に細胞を引き寄せる能力を有することを示している。明らかに、より特異的な誘導物質を使うことにより、より特異性の高い細胞誘導が可能である。同様の技術化学的な誘導体化、または吸収、吸着、コーティング、および膨潤などのより単純な方法を用いて、埋植部位に他の物質を提供してもよい。下記の表に示す各サンプルは、上記の説明に従い90±2°Cで60分間セリシンを除去して用意した。この範囲の温度を十分な時間にわたって適用することにより、セリシンを実質的に除去した繊維が得られ図1A~C、表1、2、3有意な免疫反応を惹起せず且つ繊維の生分解性を有意に損なわないような、実質的にセリシン非含有の繊維構造体が得られ、且つフィブロインの機械的完全性が実質的に保持される表1ことが見出された。注意すべき点として、温度が94°Cに達すると表1、UTSに大きな影響はなかったが剛性が有意に低下した。このことは、絹が94°C以上の温度に対して温度感受性であることを示している。各グループの繊維は、繊維の両端を引っ張ることによって手操作でまっすぐにしたすなわち並列にした。または、自動処理によって容易にまっすぐにすることも可能であった。このとき印加した力は、グループをまっすぐにするために必要な力よりわずかに大きかった。すべての表において、サンプルの幾何学構造を表す表記は以下の通りである:繊維数S方向の繊維レベルにおけるTPIxグループ数Z方向のグループレベルにおけるTPIxバンドル数S方向のバンドルレベルにおけるTPIxストランド数Z方向のストランドレベルにおけるTPIx以下同様。特に明示しない限り、サンプルは各レベル間でツイスト加工されている。例えば10sx9ztpiなどの1インチ当たり撚り数TPIの表記は、グループ内の繊維の1インチ当たり撚り数xバンドル内のグループの1インチ当たり撚り数を表す。各サンプルにおいて、ツイストのピッチは通常のヤーンで普通にみられるピッチより実質的に大きい。通常のヤーンは、繊維を一緒に保持することのみを目的として小さいピッチでツイスト加工される。ツイストのピッチを大きくするすなわち1インチ当たり撚り数を増やすと引張強さが低下するが、剛性はさらに低下し、構造体の破断伸びは増加する。引張破壊強度UTS、破断伸び率Elong、および剛性はすべて、FASTTRACKソフトウェア搭載のINSTRON8511サーボ液圧材料試験装置を用いて測定した。同装置により、1秒当たりサンプル長約100という速い速度でサンプルをまっすぐにして引張破断分析を行った。換言すると、サンプルの長さが1秒ごとに2倍になるようにサンプルを破断点まで引っ張った。これにより、破断前に弛緩および反発するサンプルの能力が大幅に制限される。しかし、図5A~Bが示しているように、観察される機械特性にひずみ速度が影響を及ぼす可能性がある。さらに、湿式または乾式の試験条件も絹マトリックスのUTSおよび剛性に大きな影響を及ぼすことが示された図6A~B。データセットを比較するには整合性が必要である。得られたデータを、InstronSeriesIXソフトウェアを用いて分析した。引張破壊強度は得られた応力ひずみ曲線のピーク応力であり、剛性は応力ひずみプロットの降伏点までの傾きである。特に明示しない限り、すべての試験群において少なくともN5として平均および標準偏差を計算した。Students検定、一元配置ANOVAなどの標準的な統計手法を用いて、群間の統計有意差の有無を判定した。上記のすべての表および図ならびに本開示のすべてにおいて、サンプル中のフィブロイン繊維は元のままであるすなわち、繊維の溶解および改質は行っていない。繊維を溶解および再形成すると、再形成後の繊維の構造が変化し、機械特性が変化する。驚くべきことに、セリシンを完全にまたはほぼ完全に除去した絹フィブロイン繊維のヤーンは高い強度およびその他の機械特性を有し、したがって靭帯置換、ヘルニア整復、または骨盤底再建用の繊維構造体または支持体を形成するなどの種々の生物医学用途表4、図2A~D、および図20A~Cに好適なヤーンとなることがこれらのサンプルから示唆された。以前は、所望の機械特性を与えるためには、フィブロインを溶解および押出加工して繊維を再形成する必要があると考えられていた。このような再形成フィブロイン繊維では一般的に疲れ強さが低下することが見出されている。本発明の方法は、強度を有意に低下させることなくセリシンを除去することが可能である表1および4;図3A~Dおよび図4A~B。表8は、繊維数3のグループサンプル1と繊維数4のグループサンプル2とで特性を比較したものである。サンプル2は繊維の形状が四角形であり、サンプル1は3角形であった。表に示されているように、サンプル2では繊維数が1本多いことによって繊維当たりの剛性が小さくなった。このことは、階層構造の設計によってヤーンおよび布の特性を制御できることを示している。表4は、繊維をケーブル加工した構造体および繊維をツイスト加工した幾何学構造の種々の構成の影響を示したものである。特に注意すべき点として、サンプル7と8とは繊維数および幾何学的階層の数が等しい。繊維をツイスト加工した幾何学構造であるサンプル8はUTSおよび剛性がより大きく、ケーブル加工した幾何学構造であるサンプル7は強度および剛性がより小さい。サンプル7~9のうち、ケーブル加工した幾何学構造であるサンプル7は剛性に対する強度の比が最も高い。ACL繊維構造体として使用するには剛性に対する強度の比が高いすなわち、強度が大きく剛性が小さいことが望ましい。表1および4はセリシン抽出が繊維に及ぼす影響を示している。全サンプルを表1に示すように抽出溶液に浸漬した。サンプル1~5は、室温、33°C、および37°Cの水槽に浸漬した。これらの温度はセリシンを十分に抽出するには低すぎると考えられている。サンプル6~9は、セリシンの完全な抽出が可能であると考えられている90°Cで抽出したが、抽出時間をそれぞれ変えた。同様に、サンプル10はそれよりやや高い温度である94°Cで抽出した。これらのデータから、セリシンを有意に除去するには90°Cで30~60分間の抽出で十分であること表2および3を参照、および、94°Cでは剛性が大幅に低下したことから絹のタンパク質構造を損傷させる可能性があることが示唆される。サンプル11~16は互いに同等のケーブル加工幾何学構造を有する。サンプル12、14、および16の繊維は抽出を行ったが、サンプル11、13、および15の繊維は抽出を行わなかった。表が示しているように、抽出は、繊維当たりの大きな引張破壊強度にほとんど影響を及ぼさないと考えられる。表4のサンプル10の繊維には、カール収縮処理、すなわち繊維を高速で1方向にツイスト加工し次に反対方向にツイスト加工する処理を加えた。次に繊維を加熱してツイスト構造のまま固定し、抽出を行わないで試験した。こうして得たヤーンは、試験した他の多くの非抽出ヤーンと比較して強度および剛性が低かった。しかし表6および7が示すように、抽出後のフィブロインは、最大30TPIまで耐えるという顕著な能力を有する。表6は、TPIが絹マトリックスに及ぼす秩序効果を示している。これは、抽出後のマルチフィラメント構造が秩序だって配列することによるものと考えられる。図10は、細胞を播種しまたは播種せずに培養条件下に21日間置いた、30本の並列フィブロイン繊維グループの特性を示したものである。これら3つのサンプルは互いに非常に近い機械特性を示した。これは、マトリックス上の細胞増殖またはインビトロでの経過時間に起因する絹マトリックスの分解がほとんどまたはまったく起きないことを反映している。この実験では、機械試験の前に湿潤条件で21日間培養した結果として、他のサンプルと比較して剛性値が非常に低い表5を参照。表4において、サンプル14~16はすべてブレード加工したサンプルである。サンプル14の繊維は、各キャリヤに1つのスプールを取り付けて8つのキャリヤからブレード加工を行い、このとき各スプールからは2本の繊維を引き出した。サンプル15の繊維は、各キャリヤに1つのスプールを取り付けて16のキャリヤからブレード加工を行い、このとき各スプールからは同様に2本の繊維を引き出した。そしてサンプル16の繊維は、繊維4本のグループを3つツイスト加工したヤーン4つから形成ししたがってヤーン当たりの総繊維数は12本、このとき各ヤーンは別々のスプールおよびキャリヤから引き出した。表9に表面修飾の影響を示す。PBSという表記は、試験前にサンプルをリン酸緩衝生理食塩水に約24時間浸漬したことを示す。サンプルをこの生理食塩水に曝露したことによる影響を測定したところ、生理食塩水の環境たとえばヒトの体内においてこの繊維構造体の機械特性が維持され、且つ固有のタンパク質構造も実質的に保たれることが示唆された。RGDという表記は、試験前にサンプルをアルギニングリシンアスパラギン酸RGDの生理食塩水溶液に約24時間浸漬したことを示す。RGDは、構造体に細胞を誘導しこれにより構造体上での細胞増殖を促進することを目的として、構造体に付着させることができる。したがって、構造体に著明な分解がみられなかったとはいえ、RGDが構造体の機械特性に何らかの影響を及ぼすとすればそれも関心の対象となる。したがってこれらのサンプルは、生理食塩水もしくはエチレンオキシドガス滅菌、またはRGD溶液への長時間の曝露が繊維構造体の材料特性の劣化をほとんどまたはまったく引き起こさないという証拠をもたらしている。しかし、幾何学的階層をより高いレベルまで増やしたサンプル28および29のデータからは、レベルが高くなるほどそして繊維の総数が増えるほど繊維当たりのUTSが低下することが明らかになった。これは表面修飾の影響ではなく階層設計表8の影響である。表4において、サンプル18~23は、6ポンドの定荷重でそれぞれ1、2、3、4、5、および6日間張力を印加した後に試験を行い、機械特性に対する張力の影響を経時的に評価した。データから、初荷重印加の期間を長くしても構造体の材料特性はほとんどまたはまったく変化しないと考えられる。サンプル25もツイスト加工後に6ポンドの力で1日間初荷重印加してから試験を行った。比較のため、同じ幾何学的構成をもつサンプル24は初荷重印加を行わなかった。したがってサンプル24および25から、構造体に初荷重をかけることによって構造内のゆるみがなくなるという影響が明らかになった。この影響のため、構造体のUTSおよび破断伸びがいずれもわずかに減少する。絹繊維を基礎とする構造体は、浸潤してくる細胞または既に浸潤したもしくは播種された細胞であって増殖および/または分化して前十字靭帯ACLまたはその他所望の組織型を形成できる細胞始原細胞、靭帯もしくは腱の線維芽細胞、または筋細胞などに対するマトリックスとして機能する。絹繊維を基礎とするこの新規の構造体は、種々の任意のヤーン幾何学構造ケーブルなどまたは絡み合わせ構造ツイストヤーン、ブレード、メッシュ状ヤーン、または編地状ヤーンなどで繊維を有するよう設計される。ヤーンは前十字靭帯などの天然組織と同一かまたはほぼ同一の機械特性を示し表4、表1、および下記を参照。そして、繊維構造体の構成および幾何学構造に単純な変更を加えることにより任意の所望の組織型を形成することができる表10および下記を参照。または、複数のヤーンから、臓器を配置または支持するために埋植する布またはその他の構造体を形成してもよい。さらに、手術後の体内の空隙を埋めること、組織の癒着を防ぐこと、または細胞の接着もしくは埋植物内への増殖を促進することを目的として構造体を使用してもよい。下記の実施例の説明のように単離および培養した多能性の骨髄間質細胞BMSCを、絹繊維構造体に播種してバイオリアクター内で静的条件下で培養してもよい。繊維構造体に播種した細胞は、適切に誘導すれば、靭帯および腱に特異的な分化を起こし、生存可能且つ機能的な組織を形成する。さらに、繊維構造体内の多能性細胞からインビトロで生成した生物工学組織の組織形態学的特性は、組織生成中に繊維構造体に機械力を直接印加することによって変化する。この発見は、機械的応力、生化学的条件、および細胞固定法と細胞分化との間の関係について新しい重要な知見をもたらすとともに、多能性細胞からインビトロで広範な靭帯、腱、組織を作製するうえで応用を有する。ケーブル幾何学構造を有する絹繊維を含む繊維構造体を図2Cおよび2Dに示す。この繊維構造体は、繊維が並列にグループ化されてツイスト加工され、そのグループがさらにグループ化されてツイスト加工され、これが階層内の複数のレベルにわたって続く、という意味において階層を含む。このことについては下記に詳しく説明する。まず、繊維に対するアンカーとして機能するばね押しクランプを有するラックなどを用いて、絹繊維に平行に張力を印加する。抽出、洗浄、および乾燥の全過程を通じてクランプにより繊維への張力が一定に維持されるよう、このラックをセリシン抽出溶液に浸漬してもよい。抽出溶液はアルカリ石鹸液または洗剤であってもよく、約90°Cに保たれる。繊維からセリシンをすべてまたは実質的にすべて除去できる残留分が質量比±04ただし微量の残留はあってもよい十分な時間溶液のフローおよび混合条件により異なるが、例えば少なくとも05~1時間、ラックをこの溶液に浸漬する。抽出後、ラックを溶液から取り出し、繊維を洗浄し乾燥させる。コンピュータ制御された各ツイスト加工機械により、繊維または繊維の構造体をディスク周囲に取り付け、中心軸周囲でディスクを回転させることによって、生地業界で用いられる標準的なプロセスに従って繊維をツイスト加工するかすなわちケーブル加工または互いにツイスト加工された繊維の構造体をツイスト加工する。ただし、ツイストのピッチレートは従来のヤーンで通常使用されるピッチレートより高い例えば、1cm当たり撚り数が約0~約118回。しかし、ケーブル加工またはツイスト加工の速度が速すぎると、ツイストまたはケーブルが生じる前に送りスプールからヤーンが離れてバルーン張力が生じ、その結果繊維に塑性変形が生じるため、ケーブル加工またはツイスト加工の速度はそれほど速くてはならない。抽出は、すべての繊維からセリシンが除去されるよう抽出溶液が構造体全体に浸透できる限り、構造体の任意のレベルで行ってよい。コンパクトな配列において、溶液が完全に浸透できる繊維数の上限は約20~50であると考えられる。しかし無論、これらの繊維は20本の繊維を並列させた1つのグループとして構成してもよい。または、例えば5本の繊維を並列させた4つのグループとして構成してもよく、このグループはツイスト加工してもよい。さらには、繊維5本のグループ2つのバンドル2つなどより高いレベルを含む構造体として構成してもよく、このグループおよびバンドルはツイスト加工してもよい。構造体内の階層数を増加させると空所も増加させることができ、したがって、20~50本の繊維からセリシンを完全に抽出するための最大繊維数を増加できる可能性がある。一部の場合においては、繊維をグループ化した後または高階層の構造体を形成した後に構造体からセリシンを除去する。したがって、繊維上にワックスまたは機械的保護作用のあるいかなる種類のコーティングも施す必要がなく、繊維上のセリシンとの接触を防ぐための遮蔽も形成する必要がない。さらに、構造体はコーティングをまったく有していなくてもよい特に、身体により完全には分解されないコーティングまたは炎症反応を惹起するコーティングは有していなくてもよい。下記の実施例に示すように、絹フィブロインの機械特性を測定し図1A、1B、および1Cに示す、ACL作製に適したマトリックスを形成するための幾何学構造を理論計算モデルを用いて導出した図1Dを参照。ACL置換用として、マトリックス表面積を増加させ且つ組織の埋植物内への増殖をより強く補助するため、6コードの構造体を選択した。ACL修復用の2つの構造体の幾何学的階層は以下のとおりとした:マトリックス1ACLヤーン1本並列のコード6本コード1本ツイスト加工したストランド3本1cm当たり撚り数3回ストランド1本ツイスト加工したバンドル6本1cm当たり撚り数3回バンドル1本並列の洗浄済み繊維30本およびマトリックス2ACLヤーン1本並列のコード6本コード1本ツイスト加工したストランド3本1cm当たり撚り数2回ストランド1本ツイスト加工したバンドル3本1cm当たり撚り数25回バンドル1本グループ3本1cm当たり撚り数3回グループ1本並列の抽出済み絹フィブロイン繊維15本。マトリックス1およびマトリックス2の繊維数および幾何学構造は、この絹補綴物が引張破壊強度、線形剛性、降伏点、および破断伸び率においてACLと似た生物機械特性をもち、組織工学的ACLを作製するための安定した出発点として機能するように選択した。繊維数、階層数、およびツイストの量の増加がこれらの各生物機械特性に及ぼす影響を、それぞれ表8ならびに表6および7にまとめた。幾何学構造が異なりながらもいずれもACLに近い機械特性を有する2つのマトリックスを作製できるということは、所望の機械特性を実現するための幾何学的構成が幅広く存在することを示している。任意の所望の靭帯組織または腱組織を対象とする他の幾何学構造は、所望されるそれらの靭帯または腱に近い適切な機械特性を有する繊維構造体が得られる限り、コード、ストランド、バンドル、グループ、および繊維を任意の数、組合せ、または構成で含んでいてよい表10および下記を参照。例えば、1つのACL補綴物は、最終的な繊維構造体をインビトロまたはインビボで固定できる手段がある限り、任意の数の並列のコードを有していてよい。さらに、繊維構造体が所望の機械特性を有する限り、1つの幾何学構造に対してさまざまな数のツイスト階層1つの階層はグループ、バンドル、ストランド、またはコードとして定義されるを用いることが可能である。さらに、ACL補綴物の作成においては、繊維構造体の幾何学構造および構成の設計に大きな自由度が存在する。したがって、開発された理論計算モデルを用いて、所望の靭帯組織または腱組織の繊維構造体の設計を予測してもよい下記の実施例を参照。例えば、埋植物内への増殖を促進するため、階層数が2つのみの複数の小さなマトリックスバンドルが望ましい場合は例えば総繊維数36本TPIを8~11または約3~4回cmにする必要があり、これは経験的な作業を要することなくモデルにより予測することができる。したがって、幾何学構造のバリエーションすなわち、補綴物を作るために使用するコード数またはグループ内の繊維数を用いて、ほとんどの靭帯および腱に適したマトリックスを作製することが可能である。例えば、手の小さな靭帯または腱に対しては、繊維構造の構成がもたらす機械特性がその特定の生理学的環境に好適であれば、マトリックス1のコード1本またはコード2本、コード3本などの作成に使用される幾何学構造および構成が適切である可能性がある。具体的には、マトリックス1またはマトリックス2より小さい靭帯または腱に対応するためには、より小さいバンドルまたはストランドを作るため階層当たりの繊維数を少なくすることになると考えられる。次に、複数のバンドルを並列に使用してもよい。ACLなど比較的大きな靭帯の場合は、少数の大きなバンドルを使用すると細胞および組織の埋植物内への増殖が起こらずしたがってマトリックスの分解が制限されるため、多数の小さなバンドルを大きなTPIでツイスト加工して剛性を低下させるとともに埋植物内への増殖を促進するほうが望ましい可能性がある。しかし本発明が上記に説明したようなケーブルの幾何学構造に限定されることはなく、繊維構造体の機械特性がACLと同様すなわち、引張破壊強度が2000Nより大きく、元来のACLまたは膝蓋腱など広く使用される置換用グラフトについて線形剛性が100~600Nmm、長さが26~30mmまたは作製する所望の靭帯および腱と同様になるような任意の幾何学構造例えば、並列、ツイスト、ブレード、メッシュ状またはその組み合わせが使用可能である。マトリックス1およびマトリックス2の繊維数および幾何学構造は、機械的に適切なACLマトリックスまたはその他所望の靭帯もしくは腱のマトリックス[例えば後十字靭帯PCL]が作製されるように選択した。例えば、コード6本のマトリックス1構造体の1本のコードを用いて、ウサギの内側側副靭帯MCを再建した図15Aおよび図15Bを参照。マトリックス1およびマトリックス2の6コード絹構造体の機械特性を表10および図3A~Dに、より詳しい説明を下記実施例に示した。その他の幾何学構造およびそれに関連する機械特性を、設計自由度が高いことの例として表11に示す。このように設計自由度が高いため、本明細書に記載の方法によって、ACLの組織工学的作製に適した繊維構造体を得ることができる。利点として、本発明の絹繊維を基礎とする繊維構造体は絹のみで構成してもよい。絹の種類および由来源は以下のものを含む:Bombyxmoriおよび関連種などのカイコに由来する絹;Nephilaclavipesなどのクモに由来する絹;遺伝子操作した細菌、酵母、哺乳動物の細胞、虫の細胞、トランスジェニック植物、およびトランスジェニック動物に由来する絹;カイコまたはクモ由来の培養細胞に由来する絹;天然絹;天然絹遺伝子の全配列または部分配列からクローニングした絹;ならびに絹遺伝子または絹遺伝子状の配列をエンコードした合成遺伝子に由来する絹。Bombyxmori種カイコから得たままの状態の天然絹フィブロインはセリシンとよばれる糊状のタンパク質でコーティングされている。このセリシンは、繊維構造体を構成する繊維に細胞を播種する前に、完全にまたは実質的に完全に繊維から抽出される。繊維構造体は以下の複合体を含んでいてもよい:1絹とコラーゲン繊維;2絹とコラーゲンのフォーム、メッシュ、またはスポンジ;3絹フィブロイン繊維とコラーゲンのフォーム、メッシュ、またはスポンジ;4絹と生分解性ポリマー[例えば、セルロース、綿、ゼラチン、ポリ乳酸、ポリグリコール、ポリラクチドコグリコリド、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリ無水物、ポリアミノ酸、ポリオルトエステル、ポリアセタール、タンパク質、分解性ポリウレタン、多糖、ポリシアノアクリレート、グリコサミノグリカン例えば、コンドロイチン硫酸、ヘパリンなど、多糖天然のもの、再処理したもの、または遺伝子操作したもの:例えば、ヒアルロン酸、アルギン酸、キサンタン、ペクチン、キトサン、キチン、など、エラスチン天然のもの、再処理したもの、または遺伝子操作したもの、および化学合成したもの、およびコラーゲン天然のもの、再処理したもの、または遺伝子操作したもの];または5絹と非生分解性ポリマー例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、またはニトロセルロース材料。複合体は一般的に、多孔度および分解性など繊維構造体の特性を向上させ、且つ、細胞の播種、増殖、分化または組織の発達を補助する。図16A、16B、および16Cに、BMSCの増殖および靭帯特異的な分化を向上させるコラーゲン繊維の能力を示す。繊維構造体はまた、構造体上における細胞増殖および/または組織分化を向上させることを目的として処理してもよい。細胞増殖および組織分化を向上させるための繊維構造体の処理の例としては、金属処理、照射、架橋、化学的な表面修飾[RGDアルギニングリシンアスパラギンペプチドコーティング、フィブロネクチンコーティング、成長因子の結合]、および物理的な表面修飾などがあるが、これらに限定されることはない。本開示の第二の局面は、絹繊維を基礎とする新規の繊維構造体と、この繊維構造体上に播種された自家または同種の自家か同種かは組織のレシピエントに応じて異なる骨髄間質細胞BMSCとから形成される、機械的かつ生物学的に機能するACLに関する。絹繊維を基礎とする繊維構造体は、バイオリアクター内での培養中に機械的刺激を必要とすることなく、間質細胞の分化を靭帯の細胞系へと誘導する。絹繊維を基礎とする繊維構造体上に播種されペトリ皿内で培養されたBMSCは接着および伸展を始める図7A~Dを参照。細胞は増殖して繊維構造体を覆い図8A~B、図9A、および図9Bを参照、そして分化する。分化は靭帯特異的マーカーの発現により確認できる図14を参照。軟骨II型コラーゲンおよび骨骨シアロタンパク質のマーカーは発現していなかった図14を参照。靭帯特異的マーカーの発現を示すデータを、下記の実施例に提示した。本開示の別の局面は、体外でACLを作製する方法に関する。胚から発達して成熟靭帯の機能を獲得するまでの経過においてACLがインビボで受ける動きおよび力をシミュレートする条件下において、靭帯細胞への分化能をもつ細胞を培養する。具体的には、無菌条件下において、絹繊維を基礎とする3次元繊維構造体であって細胞が接着できるような繊維構造体の中に多能性細胞を播種する。同構造体は円筒形であることが利点である。この方法で使用される絹繊維を基礎とする3次元繊維構造体は、予備的な繊維構造体として機能する。すなわち繊維構造体は、分化する細胞が産生する細胞外繊維構造の成分によって補われ、さらにはこの成分により置換されることもある。絹繊維を基礎とするこの新規の繊維構造体を使用することにより、ACLの発達が向上または加速する可能性がある。例えば、絹繊維を基礎とするこの新規の繊維構造体は、細胞外繊維構造の成分例えばコラーゲンおよびテネイシンによる補強が生じる前に強い力に耐えられるよう、特定の機械特性をもつ例えば引張強さを大きくするように設計してもよい。絹繊維を基礎とするこの新規の予備繊維構造体がもつその他の有利な特性としては生体適合性および生分解感受性などがあるが、これらに限定されることはない。予備繊維構造体への多能性細胞の播種は、使用する繊維構造体および繊維構造体の形成方法に応じて、繊維構造体の形成前であってもよくまたは形成後であってもよい。通常は均一な播種が好ましい。理論上は、最終的に作成される靭帯が播種する細胞数によって制限されることはないが、最適な播種を行うことによって生成速度が上昇する可能性がある。最適な播種量は培養条件によって異なると考えられる。天然の靭帯の生理学的な細胞密度の約005~5倍の密度で繊維構造体への播種を行ってもよい。この方法には、1種類または複数種類の多能性細胞が使用される。このような細胞は、適切な分化シグナルに反応して広範な細胞種に分化する能力および靭帯特異的マーカーを発現する能力をもつ。より具体的には、この方法には、靭帯組織および腱組織の細胞への分化能をもつ、骨髄間質細胞などの細胞が使用される。このように生物工学的に作製した靭帯を患者に移植する場合は、目的とするレシピエントに適合する由来源から細胞を得ることが必要である。レシピエントは一般的にヒトであるが、獣医学における用途も存在する。細胞はレシピエントから取得してもよいが自家細胞、適合するドナーの細胞を用いて同種靭帯を作製してもよい。例えば同種靭帯を作成する場合例えば、提供された骨髄から単離した骨髄間質細胞または提供されたACL組織から単離したACL線維芽細胞など、別のヒトに由来する細胞を用いる場合は、インタクトなドナーACL組織例えば死体または全膝移植に由来するものから単離したヒト前十字靭帯線維芽細胞、破壊したACL組織例えばACL再建術を受ける患者から手術時に採取したもの、または骨髄間質細胞を使用してもよい。適合性の判定手段は当業者に周知である。靭帯または腱ACLの他に、後十字靭帯、回旋筋腱板、肘および膝の内側側副靭帯、手の屈腱、足根の外側靭帯、ならびに顎関節の腱および靭帯を含むが、これらに限定されることはない、軟骨、骨、およびその他の組織を、本開示の方法により繊維構造体を用いて作製してもよい。この様式において、繊維構造体に播種する細胞は、作製する組織に応じて選択される例えば多能性細胞または所望の組織型の細胞。本明細書に記載のとおり、繊維構造体に播種する細胞は自家細胞または同種細胞であってもよい。自家細胞を使用することにより、レシピエントに埋植するための同種移植片または自家移植片を効果的に作製できる。既に述べたように、ACLを形成するには骨髄間質細胞などの細胞を繊維構造体上に播種する。骨髄間質細胞は多能性細胞の1種であり、当技術分野において間葉系幹細胞または単に間質細胞とも呼ばれる。既に述べたように、これらの細胞は自家由来または同種由来であってもよい。さらに、適切な環境インビボまたはインビトロに置き且つ絹繊維を基礎とする繊維構造体に播種した場合に、細胞外繊維構造の組成例えばタンパク質、糖タンパク質の量、構成、構造、または機能においてACLまたはその他任意の望ましい靭帯もしくは組織の発生を反復できるのであれば、成体幹細胞、胚性幹細胞、または多能性細胞を使用してもよい。本発明の繊維構造体に線維芽細胞を播種してもよい。線維芽細胞は多能性細胞とは通常みなされないため、線維芽細胞とは、適切な環境インビボまたはインビトロで培養し且つ絹繊維を基礎とする繊維構造体に播種した場合に細胞外繊維構造の組成例えばタンパク質、糖タンパク質の量、構成、構造、または機能においてACLまたはその他任意の望ましい靭帯もしくは組織の発生を反復できるような、以下の線維芽細胞を含むものと意図される:ACL組織から単離した自家または同種のヒト成熟ACL線維芽細胞;他の靭帯組織に由来する線維芽細胞;腱組織、新生児の包皮、または臍帯血に由来する線維芽細胞;成熟細胞か、多能性細胞か、脱分化した成熟細胞か、または遺伝子操作した細胞かにかかわらず、任意の細胞に由来する線維芽細胞。繊維構造体の円筒形の各面にはアンカーが取り付けられ、このアンカーを介して繊維構造体にさまざまな大きさの力を印加する。繊維構造体に力を送達をしやすくするため、繊維構造体の各面は、その全表面で、対応するアンカーの面に接触可能である。取り付け部位を反映した形状例えば円筒形のアンカーが本方法での使用に最も好適である。組み立て後は、アンカーを取り付けた繊維構造体の中の細胞を、細胞の増殖および再生に適した条件下で培養する。培養中は、取り付けたアンカーを介して例えば取り付けたアンカーのうち1つまたは両方を動かすことにより1つまたは複数の機械力を繊維構造体に印加する。天然のACLまたはその他の組織がインビボで受ける条件を模するため、培養期間中を通じてこの機械力を印加する。アンカーは繊維構造体への取り付けに適した材料で作製する必要があり、且つ、取り付けは印加される機械力のストレスに耐えられるよう十分強い必要がある。さらに、分化する細胞が産生する細胞外繊維構造への付着に適した材料でアンカーを作製してもよい。アンカーは、発達する靭帯を固定するとともに、骨組織のインビトロまたはインビボの埋植物内への増殖を補助する。好適なアンカー材料のいくつかの例としては、ヒドロキシアパタイト、Goinopraサンゴ、脱塩骨、および同種または自家の骨などがあるが、これらに限定されることはない。アンカー材料はまた、チタン、ステンレス鋼、高密度ポリエチレン、DACRON、およびTEFLONを含んでいてもよい。または、靭帯と繊維構造体との結合もしくは骨と繊維構造体との結合またはその両者を促進する因子を選択した材料に注入することによって、アンカー材料を作製するかまたはさらに向上させてもよい。注入という用語は、因子をアンカーに適切に分布させる任意の添加方法例えばコーティング、浸透、接触などを含むものとみなされる。そのような因子の例としては、ラミニン、フィブロネクチン、接着を促進する細胞外繊維構造の任意のタンパク質、絹、アルギニングリシンアスパラギンRGDペプチドの結合領域を含む因子、およびRGDペプチド自体があるが、これらに限定されることはない。アンカーの取り付けを増強するため成長因子または骨形成タンパク質も用いてよい。さらに、インビトロおよびインビボの両方における繊維構造体への取り付けを増強するため、アンカーに接着し且つ繊維構造体に結合する細胞例えば、幹細胞、靭帯細胞、骨芽細胞、骨形成原細胞をアンカーにあらかじめ播種してもよい。アンカーシステムの例は、参照としてその全部が本明細書に組み入れられる、本出願人による同時係属出願USSN09950561に開示されている。繊維構造体は、アンカー表面との接触を介して、またはアンカー材料に繊維構造体材料を実際に貫通させることによって、アンカーに取り付けられる。アンカーを介して繊維構造体に印加される力が最終的に作製される靭帯を決定付けるため、最終的に作製される靭帯の大きさは、部分的に、アンカーの取り付けサイズによって決定付けられる。所望される最終的な靭帯に適したサイズのアンカーを使用する必要がある。ACLを形成するためのアンカー形状の1例は円筒形である。しかし、他の形状およびサイズのアンカーも適切に機能し得る。例えばアンカーは、生物工学的に作製した靭帯をレシピエントの大腿骨および脛骨の骨トンネル内に直接挿入するのに適したサイズおよび組成を有していてもよい。または、アンカーをインビトロ培養中のみ一時的に使用し、次に除去して、繊維構造体のみをインビボ埋植してもよい。さらに、絹繊維を基礎とするこの新規の繊維構造体は、BMSCを播種してバイオリアクター内で培養してもよい。本開示の方法において使用できる培養環境は現在2種類存在する:1インビトロのバイオリアクター装置システム、および2インビボの膝関節。膝関節は、適切な生体適合性および機械特性を有する繊維構造体があれば、生存可能なACLの発達に必要な始原細胞および刺激化学的刺激および物理的刺激を備えた生理学的環境を提供することから、バイオリアクターとして機能する。バイオリアクター装置は、分化および細胞外繊維構造ECM産生に関して靭帯形成に最適な培養条件を提供し、したがって、レシピエントへの埋植前に最適な機械的および生物学的特性を靭帯に与える。さらに、絹繊維を基礎とする繊維構造体に細胞を播種しインビトロで培養する場合は、ペトリ皿を、細胞の増殖および再生に適した条件が存在する環境すなわち静的環境をもつバイオリアクターとみなすことができる。細胞はまた、機械力をまったく印加しない状態、すなわち静的環境において繊維構造体上で培養してもよい。例えば、インビトロの機械力または刺激を加えずにBMSCを播種し培養しても、絹繊維を基礎とする繊維構造体は単独で細胞の増殖ならびに靭帯および腱に特異的なマーカーの発現を誘導する本明細書に記載の実施例を参照。膝関節は、ACLが技術的に発達するよう、細胞および正しい環境信号化学的および物理的な信号を繊維構造体に提供できる、生理学的な増殖および発達の環境として機能し得る。したがって、膝関節それ自体バイオリアクターの形態としてと繊維構造体埋植前に播種していないもの、播種したがインビトロで分化させていないもの、または播種しインビトロで分化させたものとにより、ACL、または繊維構造体に播種した細胞種と繊維構造体の解剖学的な埋植部位とに依存するその他所望の組織が発達する。適切な内側側副靭帯MCL機械特性を有する、絹を基礎とする繊維構造体のみを、未播種の状態で6週間インビボ埋植したときに、膝関節内側側副の環境がMCLの発達に及ぼす影響を図15A~Bに示す。細胞の培養を機械刺激を加えない静的環境で行うかバイオリアクター装置内などの動的環境で行うかにかかわらず、所望の靭帯または組織を作製するための、細胞の増殖および再生に適した条件が有利に存在する。下記の実施例に示す実験において、印加した機械刺激は、作製された組織中の支援細胞の構成および形態に影響を及ぼすことが示された。細胞が分泌した細胞外繊維構造の成分および組織全体にわたる細胞外繊維構造の構成も、組織作成中に繊維構造体に印加した力による有意な影響を受けた。インビトロの組織生成中、細胞および細胞外繊維構造は負荷の軸に沿って整列した。このことは、膝関節の自然な動きおよび機能によって生じるさまざまな負荷の軸に沿うという、天然ACLのインビボでの構成を反映している。これらの結果から、自然状態において発達中の組織ACLなどの細胞に生じる物理刺激が、始原細胞の分化および組織の形成に重要な役割を果たしていることが示唆される。これらの結果はさらに、機械的な操作によりこの役割をインビトロで効果的に再現して類似の組織を作製できることも示している。機械的操作により生成される力がインビボでACLが受ける力に近いほど、得られる組織も天然のACLに近くなる。バイオリアクターによりインビトロで繊維構造体に機械刺激を加える場合は、一方のアンカーに対して他方のアンカーに周期性および回転性のひずみを加えることに関して、独立且つ並行な制御が行える。または、繊維構造体のみをインビボ埋植し、患者由来のACL細胞を播種して、患者からの機械シグナルにインビボで曝露してもよい。埋植前に繊維構造体に細胞を播種する場合は、細胞の増殖および分化に適した条件下で繊維構造体で細胞を培養する。培養中、取り付けたアンカーの1つまたは両方を介して繊維構造体に1つまたは複数の機械力を加えてもよい。インビボでACLが受ける機械刺激を模するため、引張り、圧縮、ねじり、および剪断、ならびにこれらの組合せの機械力を、適切な組合せ、強さ、および頻度で印加する。繊維構造体が耐えることができる力の量は種々の要因により影響される例えば繊維構造体組成物、細胞密度。繊維構造体の強度は組織の発達過程を通じて変化すると予測される。したがって、靭帯の形成期間を通じて、力の印加時の繊維構造体の強度に適切に対応するため、印加する機械的な力またはひずみの強さ、持続時間、頻度、および多様性を、増加させるか、減少させるか、または一定に保つ。ACLを作成する場合、組織の発達中に繊維構造体に加える刺激の強さおよび組合せが正確であるほど、得られる靭帯が天然のACLに近くなる。インビボ環境に近いインビトロの機械力レジメンを作成する際に、ACLの自然の機能に関して考慮すべき点が2つある:1ACLに生じるさまざまな種類の動きおよび膝関節の動きに対するACLの反応、ならびに2靭帯が受ける機械的応力の強さ。膝構造の自然の動きから特定の組合せの機械刺激が生成され、天然のACLに伝えられる。膝の動きを簡単に説明すると、ACLで脛骨と大腿骨とが接続されていることにより、この2つの骨の相対的な動きに関して6つの自由度が存在する。脛骨は3つの方向に動くことができ、且つ、この3方向の各軸に対して回転できる。靭帯および関節包の繊維ならびに膝自体の表面が存在するため、膝はこれら6つの自由度の全範囲にわたって動くことがないよう制限されているBidenetalExperimentalMethodsUsedtoEvaluateKneeLigamentFunctionKneeLigamentsStructureFunctionInjuryandRepairEdDDanieletalRavenPresspp1351511990。わずかな平行移動も可能である。ACLの付着部位は、膝関節内でACLを安定させる役割を担う。ACLは、脛骨の前方向への平行移動に対する主要な安定器として、ならびに外反内反角形成および脛骨回転に対する二次的な安定器として機能する。したがって、ACLは膝の6つの自由度のうち3つの安定化を担っている。結果として、ACLはこれらの安定化機能を実現するために特異的な繊維構成および全体構造が発達している。これらの条件をインビトロでシミュレートして、同様の構造および組織構成を有する組織を作製する。ACLが受ける機械的応力の程度も同様にまとめることができる。ACLは約400Nの繰返し荷重を1年当たり100~200万サイクル受けるChenetalJBiomedMatRes145675861980。外科置換用のACLを作製する際には、線形剛性約182Nmm、極限変形ACLの100、および破断時のエネルギー吸収128Nmも考慮する。下記の実施例の項に、生体外で生物工学的に作製した前十字靭帯ACLのプロトタイプの作製の詳細を示す。天然のACLがインビボで受ける機械刺激の一部回転変形および線形変形を模した機械力を組み合わせて印加し、得られた靭帯を調べて、印加した力が組織の発達に及ぼした影響を測定した。発達中の靭帯をインビトロ形成中に生理学的な負荷に曝露することによって、負荷の軸に沿った規定の配向をとり且つ軸に沿って細胞外マトリックスを産生するよう細胞が誘導された。これらの結果から、複雑な多次元の機械力をレジメンに組み込んで、天然ACLの環境に近いより複雑な負荷軸のネットワークを作ることにより、天然ACLをより忠実に模した生物工学的靭帯を作製できることが示唆される。印加してもよい種々の機械力としては引張り、圧縮、ねじり、および剪断などがあるが、これらに限定されることはない。膝関節の自然の動きおよび機能の過程でACLにかかる力をシミュレートするような組合せでこれらの力を印加した。このような動きとしては、冠状面および矢状面で規定される膝関節の伸展および屈曲、ならびに膝関節の屈曲などがあるが、これらに限定されることはない。最適には、印加する力の組合せは、前十字靭帯がインビボで受ける機械刺激を実験的に可能な限り正確に模する。靭帯生成過程において力の印加の具体的なレジメンを変更することは組織の発達の速度および結果に影響を及ぼすと予測され、最適条件は実験的に決定される。レジメンは以下のような変数を含み得るが、これらに限定されることはない:1ひずみ速度、2ひずみ率、3ひずみの種類例えば平行移動および回転、4頻度、5レジメン中のサイクル数、6異なるレジメンの数、7靭帯変形の極値点における持続時間、8力のレベル、および9異なる力の組合せ。広範な種々の変数が存在する。下記に示すように、印加する機械力のレジメンにより、天然の靭帯に似たらせん状の構成の繊維を得ることができる。天然の靭帯の繊維束はらせん状構成に配列される。付着の様式と、膝関節が約140°回転して屈曲する必要性とから、天然のACLには90°Cのひねりがあり周辺部の繊維束はらせん状構成に発達する。この独特の生体力学的特徴により、ACLはきわめて高い負荷に耐えることが可能になっている。機能するACLでは、この繊維のらせん状構成によって、すべての屈曲角において前後繊維と後前繊維とが互いに比較的等距離に維持される。したがって、膝関節屈曲のいかなる角度においてもすべての繊維束に均等に負荷が分配され、関節の全可動範囲にわたって膝が安定する。これと同じらせん状構成を有するACLを工学的に作製するため、膝関節の屈曲と伸展との組合せをシミュレートする機械力を発達中の靭帯に印加してもよい。下記の実施例に示す実験で使用した装置は、平行移動方向および回転方向のひずみおよびひずみ速度を制御できる。この装置は、成長中の靭帯に実際に印加される負荷をモニターし、モニタリングおよび負荷レジメンの増強によって靭帯を経時的に教育する役割を果たす。本発明の別の局面は、上記の方法により生物工学的に作製した前十字靭帯に関する。これらの方法により生物工学的に作製した靭帯は、作製中に印加された機械力の方向に細胞の向きおよび/または繊維構造体のクリンプパターンを有するという特徴がある。この靭帯はまた、培養中に受けた機械的荷重の軸に沿って細胞外繊維構造の成分が産生される/存在するという特徴も有する例えば、I型およびIII型コラーゲン、フィブロネクチン、ならびにテネイシンCタンパク質。靭帯の繊維束は、上記のようにらせん状の構成に配列されていてもよい。絹繊維を基礎とするこの新規の繊維構造体を用いた上記の方法は、ACLの作製に限定されるものではなく、膝または身体の他の部位例えば、手、手首、足首、肘、顎、および肩などの他の靭帯および腱例えば後十字靭帯の作製に使用してもよい。このような靭帯および腱としては、後十字靭帯、回旋筋腱板、肘および膝の内側側副靭帯、手の屈腱、足根の外側靭帯、ならびに顎関節の腱および靭帯などがあるが、これらに限定されることはない。ヒト身体のすべての可動関節には、関節内の骨の関節端を接続する特異的な靭帯が存在する。体内の各靭帯は、その機能および環境によってもたらされる特異的な構造および構成を有する。体内のさまざまな靭帯ならびにその位置および機能は、関連内容が参照として本明細書に組み入れられるAnatomyDescriptiveandSurgicalGrayHEdsPickTPHowdenRBountyBooksNewYork1977に記載されている。特定の靭帯または腱が受ける物理刺激を特定しそしてこれらの刺激を模する力を組み込むことにより、体外でACLを作製するための上記の方法を応用して、体内の任意の靭帯または腱をシミュレートする生物工学的な靭帯および腱を体外で作製することができる。本発明の方法は、天然の靭帯または腱がインビボで受ける特異的な条件によって複数の局面が変化するため、作製対象とする靭帯または腱の具体的な種類は組織の作製前にあらかじめ決定する。細胞培養の過程において発達中の靭帯または腱に印加される機械力は、培養する靭帯または腱の具体的な種類に応じて決定される。具体的な条件は、天然の靭帯または腱ならびにその環境および機能を調べることによって決定される。インビボで靭帯または腱にかかる1つまたは複数の機械力を、繊維構造体内の細胞の培養中に繊維構造体に印加する。当業者には、天然の靭帯または腱にかかる力の一部を印加することにより、現在入手可能なものより優れた靭帯または腱を作製できることが認識されると思われる。しかし最適には、インビボのすべての力を適切な強さおよび組合せで繊維構造体に印加することにより、天然の靭帯または腱に最も近い最終産物が作製される。このような力としてはACLの作製に関して上記に説明した力が含まれるが、これに限定されることはない。印加される機械力は靭帯または腱の種類によって異なり、且つ靭帯または腱の最終的なサイズは使用するアンカーの影響を受けることから、各種類の靭帯または腱に対して、最適なアンカーの組成、サイズ、および繊維構造体への取り付け部位が当業者により決定される必要がある。繊維構造体に播種する細胞の種類は、無論、作製する靭帯または腱の種類に基づいて決定される。靭帯または腱を体外で作製するための上記の方法と同様の方法を用いて、他の組織型を体外で作製することも可能である。上記の方法はまた、筋肉例えば平滑筋、骨格筋、心筋、骨、軟骨、椎間板、および一部の種類の血管など、機能の重要部分として機械変形を伴う幅広い組織の作製に応用できる。骨髄間質細胞はこれらおよびその他の組織へと分化する能力を有する。絹を基礎とする繊維構造体または複合繊維構造体の幾何学構造は、所望の組織型の正しい解剖学的幾何学構成に容易に応用できる。例えば、絹フィブロイン繊維を円筒形チューブの中で再形成して動脈を再現してもよい。下記の実施例の結果から、その組織型に特異的な機械的環境を模した環境における増殖によって、適切な細胞分化が誘導され、天然の組織によく似た組織を生物工学的に作製できることが示唆される。繊維構造体の機械的変形の範囲および種類を拡張することにより、広範な組織の構造的構成を作ることができる。細胞培養環境は、培養内の組織および細胞が自然の状態で経験するインビボ環境を、天然組織中の細胞が胚から発達して成熟機能を獲得するまでの過程に沿って可能な限り正確に反映したものであってもよい。特定の組織を培養するための具体的な培養条件を設計する上で考慮すべき要因としては、繊維構造体の組成、細胞の固定方法、繊維構造体または組織のアンカー方法、印加する特異的な力、および細胞培養の培地などがあるが、これらに限定されることはない。機械刺激の具体的なレジメンは作成する組織型によって異なり、機械力の印加方法例えば、引張りのみ、ねじりのみ、引張りとねじりの組合せ、剪断を加えるまたは加えない、など、力の振幅例えば角度または伸び、印加の頻度および持続時間、ならびに刺激期間および安静期間の持続時間を変化させることによって確立する。特定の組織型を体外で作製する方法は、上記のACL作製方法の応用である。構成要素には、多能性細胞、細胞が接着できる3次元繊維構造体、および、繊維構造体への取り付けに適した面を有する複数のアンカーが含まれる。多能性細胞骨髄間質細胞などを、繊維構造体の中に細胞を均一に固定できる手段により3次元繊維構造体に播種する。細胞の播種数も限定的なものとしてはみなされないが、繊維構造体に高密度で細胞を播種することにより組織の生成が早くなる可能性がある。印加する具体的な力は、天然の組織およびインビボで生じる機械刺激を調べることによって作製する各組織型について決定される。組織型は、体内におけるその組織の位置および機能によって決定される特徴的な力を受ける。例えば、軟骨はインビボにおいて剪断と圧縮/引張りとの組合せを受けることが知られている。骨は圧縮力を受ける。靭帯、腱、およびその他の組織を生物工学的に作製するための上記の方法に他の刺激例えば化学的な刺激、電磁刺激も組み込んでよい。細胞分化は環境からの化学的な刺激に影響されることが知られている。多くの場合、化学的な刺激は周囲の細胞によって生成され、その一部を挙げると、分泌される成長因子または分化因子、細胞細胞接触、化学勾配、特異的なpHレベルなどがある。より特異的な組織型には、他のより独特の刺激が生じる例えば心筋の電気刺激。このような組織特異的な刺激例えば1~10ngmlの形質転換成長因子ベータ1TGFβ1を独立にまたは適切な機械力とともに加えることは、その特異的な天然組織により近い組織への細胞分化を促進すると予測される。上記の方法により作製した組織により、特に損傷を受けた組織の置換または修復を目的として適合レシピエントに外科的埋植するための組織同等物が非限定的に得られる。作製した組織はまた、例えば分子的、機械的、または遺伝子的な操作に対する細胞レベルおよび組織レベルの反応をインビトロで研究するなど、正常または病的な組織機能のインビトロ研究に利用してもよい。例えば、正常細胞またはトランスフェクション細胞を基礎とする組織を用いて、生化学刺激もしくは機械刺激に対する組織反応を評価する、特定の遺伝子および遺伝子産物を過剰発現またはノックアウトさせて機能を明らかにする、または薬剤の効果を研究するなどしてもよい。そのような研究は、靭帯、腱、および組織の発達、ならびに正常および病的な機能に関してより多くの洞察を与え、ひいては、既に確立された組織工学手法に一部基づきながら完全に機能する組織工学的置換物をもたらすと考えられる。そのような研究はまた、細胞の分化および組織の発達に関して、ならびに、機械的な調節信号と細胞由来および外因性の生化学因子とを併用して組織の構造特性および機能特性を向上させることに関して、新たな知見をもたらすと考えられる。靭帯および腱などの組織を工学的に作製することはまた、組織損傷例えばACL断裂のリスクが高い個人から損傷前に骨髄間質細胞を採取するなどの応用ができる可能性がある。この細胞は必要時まで保管してもよく、または、適切な繊維構造体に播種し、インビトロで機械刺激下に培養し分化させてさまざまな補綴用組織を生物工学的に作成してもよい。この補綴用組織はドナーが必要とするまで保管される。生物学的なインビボ環境によりよく適合し、且つ、例えば正常且つ完全に機能する靭帯の動的平衡などを維持するために必要な生理学的負荷を提供するような、生物工学的に作製された生きた組織の補綴物を使用することにより、補綴物のレシピエントのリハビリテーション期間が数ヵ月から数週間へと短縮すると考えられる。組織があらかじめ作成され保管されていた場合は特にこのことが当てはまる。利点として、機能的活動がより迅速に回復すること、在院期間が短くなること、ならびに組織の拒絶および破断に関する問題が少なくなることなどがある。本発明のさらに別の局面を以下の実施例に詳しく示す。当業者には、材料および方法の両方に対して本発明から逸脱することなく多数の改変を行い得ることが明らかであると思われる。第一の実施例では、Bombyxmori種カイコの生糸図1Aを抽出し、天然の絹フィブロインをコーティングしている糊状のタンパク質であるセリシンを除去した図1A~Cを参照。1グループ当たり繊維数を適切にして並列に配置し、002MNa2CO3水溶液および03wvアイボリー石鹸液により90°Cで60分間抽出し、次に水で徹底的に洗浄して糊状のセリシンタンパク質を除去した。絹繊維を基礎とする構造体の機械特性を予測するため、ストランド数3のらせん状ロープ幾何学構造に対するコステロの式を導出した。導出したモデルは一連の等式である。これらの式を組み合わせると、抽出後の絹繊維の材料特性および所望の繊維構造体の幾何学的階層を考慮に入れた上で、幾何学的階層の任意のレベルに対するピッチ角の関数として繊維構造体の全体的な強度および剛性が算出される。単一の絹繊維の材料特性には、繊維の直径、弾性率、ポアソン比、および引張破壊強度UTSが含まれる。幾何学的階層は、与えられた繊維構造階層におけるツイスト階層の数として定義することが可能である。各階層例えば、グループ、バンドル、ストランド、コード、靭帯はさらに、互いにツイスト加工された繊維のグループの数およびツイスト加工された第一の階層の各グループにおける繊維数により定義される。このとき、第一の階層はグループ、第二の階層はバンドル、第三の階層はストランド、第四の階層はコード、第五の階層は靭帯である。このモデルは、複数の繊維で構成される各グループが、個々の繊維の数とそれらの固有の半径とにより決定される有効半径をもつ単繊維として機能することを前提としている。すなわち、個々の繊維間の摩擦は、比較的大きいピッチ角における役割が限られているため、このモデルでは考慮されない。天然ACLに近い機械特性をもたらすと計算された多数の繊維構造体の幾何学的構成のうち表10および上記を参照、2つの適切な幾何学構造マトリックス1およびマトリックス2を選んでより詳しい分析を行った。ACL置換物として使用するためコード数6の構造体を選択した。マトリックスの構成は以下のとおりである:マトリックス1ACL補綴物1本並列のコード6本コード1本ツイスト加工したストランド3本1cm当たり撚り数3回ストランド1本ツイスト加工したバンドル6本1cm当たり撚り数3回バンドル1本並列の洗浄済み繊維30本および、マトリックス2ACLマトリックス1本並列のコード6本コード1本ツイスト加工したストランド3本1cm当たり撚り数2回ストランド1本ツイスト加工したバンドル3本1cm当たり撚り数25回バンドル1本グループ3本1cm当たり撚り数3回グループ1本並列の抽出済み絹フィブロイン繊維15本。繊維数および幾何学構造は、この絹補綴物がUTS、線形剛性、降伏点、および破断伸び率においてACLに似た生物機械特性をもち図10および上記を参照、組織工学的ACLを作製するための安定した出発点として機能するように選択した。FastTrackソフトウェア搭載のInstron8511サーボ液圧引張/圧縮システムInstronCorp、米国マサチューセッツ州Cantonを用いて絹フィブロインの機械特性を測定した図1Dを参照。単一の絹繊維、抽出後のフィブロイン、および構成したコードについて、単回引張破断分析および疲労分析を行った。特性決定を行うため、繊維およびフィブロインをマトリックス1図2Cを参照およびマトリックス2図2Dを参照の平行らせん幾何学構造に構成した。単回引張破断試験は100/秒のひずみ速度で行った。力伸びヒストグラムを生成し、InstronSeriesIXソフトウェアを用いてデータを分析した。マトリックス1およびマトリックス2はいずれも、UTS、線形剛性、降伏点、および破断伸び率においてACLと似た機械特性および疲労特性を示した表10および図3A~Dを参照。Wavemakerソフトウェア搭載のInstron8511サーボ液圧引張/圧縮システムを用いて、マトリックス1およびマトリックス2の単一コードに対して疲労分析を行った。コード数6のACL補綴物に対応させるためデータを外挿した図3Bおよび3D。コードの端をエポキシ樹脂製成形型に包埋して、アンカーの間で長さ3cmの構造体を作製した。破断繰返し数を、マトリックス1についてはUTS、1680N、および1200N各負荷につきn5図3B、マトリックス2についてはUTS、2280N、2100N、および1800N各負荷につきn3図3Dについて計算した。計算には、Wavemaker32version66ソフトウェアInstronCorpで生成した1HzのH正弦波関数を用いた。疲労試験は、室温の中性リン酸緩衝生理食塩水PBS中で行った。SEMで判定したところ、90°Cで60分後にセリシンの完全な除去が観察された図1A~Cを参照。絹繊維からセリシンを除去することにより繊維の超微細構造が変化し、その結果繊維表面がより滑らかになって下層の絹フィブロインが露出した図1A~C。平均直径は20~40μmであった。フィブロインは引張破壊強度が152と有意に低下していた除去前1033±0042N繊維、除去後0876±01N繊維p005、対応のあるStudentt検定図1Dを参照。最適化した絹マトリックス図2A~Dおよび図3A~Dを参照の機械特性を上記の表11ならびに図3Aマトリックス1および図3Cマトリックス2にまとめた。天然のACLは平均引張破壊強度UTS約2100N、剛性約250Nnm、降伏点約2100N、破断伸び33であると報告されているWooSLYetalTheTensilePropertiesofHumanAnteriorCruciateLigamentACLandACLGraftTissueinKneeLigamentStructureFunctionInjuryandRepair279289EdDDanieletalRavenPress1990を参照。これらの結果から明らかなように、最適化した絹マトリックスは天然のACLに匹敵する値を示した。繊維構造体の疲労データを回帰分析した結果を、マトリックス1については図3B、マトリックス2については図3Dに示す。インビボにおける破断繰返し数を予測するためこの分析結果を生理学的な負荷レベル400Nに外挿したところ、繊維構造体の寿命はマトリックス1では330万サイクル、マトリックス2では1000万サイクルより大きいことが示唆された。洗浄済み絹繊維を利用したらせん状の繊維構造体設計により、生理学的に同等な構造特性を有する繊維構造体が得られ、靭帯を組織工学に作製するための足場として適していることが確認された。細胞の単離と培養を含む別の実施例では、骨形成、軟骨形成、腱形成、脂質生成、および筋肉形成の細胞系への分化能を有する多能性細胞である骨髄間質細胞BMSCを選択した。BMSCは、適切な条件を設定することにより所望の靭帯線維芽細胞の細胞系へと分化させることができるためである。商業ベンダーCambrex、メリーランド州Walkersvilleにより、少なくとも25歳である同意ドナーの腸骨稜の骨髄からヒトBMSCが単離された。ヒト骨髄22mlを、ヘパリン添加1000単位ml生理食塩水3mlが入った25mlシリンジに無菌的に吸引した。このヘパリン添加骨髄液は、骨髄間質細胞の単離および培養を行うため、翌日着の冷却便で研究室宛に発送された。ベンダーからの到着後ただちに、この吸引液25mlを、ウシ胎仔血清FBS10、可欠アミノ酸01mM、ペニシリン100Uml、ストレプトマイシンPS100mgL、および塩基性線維芽細胞成長因子bFGF1ngmlLifeTechnologies、メリーランド州Rockvilleを添加したダルベッコ修飾イーグル培地DMEMに再懸濁し、組織培養フラスコにて吸引液8~10μlcm2で平板培養した。培養9日目まで、この骨髄吸引液に新鮮培地を週2回添加した。組織培養プラスチックへの接着能に基づいてBMSCを選択した。接着性をもたない造血細胞は培養9~12日以降に培地交換時に除去した。以降、週2回培地を交換した。初代培養のBMSCがほぼコンフルエントに達したら12~14日後トリプシン025/EDTA1mMで剥離し、細胞密度5x103cm2で再度平板培養した。この継代数1P1のhBMSCをトリプシン処理し、後に使用するため8DMSO10FBSDMEM中で冷凍した。凍結したP1hBMSCを解凍し、細胞密度5x103cm2で再度平板培養しP2、ほぼコンフルエントに達した後にトリプシン処理して、繊維構造体への播種に使用した。細胞培地体積を最小にし且つ細胞繊維構造体間の接触を高めるため、テフロンブロックで作製した専用の播種チャンバ総容積1ml内で、エチレンオキシド滅菌した絹マトリックス具体的には、マトリックス1および2の単一コード、抽出済み絹繊維30本を並列させたバンドル、ならびにコラーゲン繊維のらせん状ロープに細胞を播種した。細胞スラリーBMSC33x106個mlとともに4時間インキュベートした播種済みのマトリックスを、適量の細胞培地の入ったペトリ皿に移し、実験期間中培養した。絹フィブロインの分解速度を測定するため、生理学的な増殖条件下すなわち細胞培地中における培養時間の関数として引張破壊強度UTSを測定した。絹繊維30本を並列させた長さ3cmのグループに抽出処理を施してhBMSCを播種し、37°Cおよび5CO2の環境下で21日間フィブロイン上で培養した。同時に、対照として未播種のグループも培養した。播種群および未播種群について、絹フィブロインのUTSを培養時間の関数として測定した。絹繊維構造体に対する骨髄間質細胞の反応も調べた。培養開始から1日後、BMSCは絹およびコラーゲンのマトリックスによく接着して成長しており図7A~Cおよび図16A、細胞突出部を形成して近隣の繊維をブリッジングしていた。図7Dおよび図16Bに示すように、構造体を覆う均一な細胞シートがそれぞれ培養14日目および21日目に観察された。MTT分析により、培養14日後に播種したBMSCで繊維構造体が完全に覆われたことが確認された図8A~Bを参照。マトリックス1図9Aを参照およびマトリックス2図9Bを参照上の細胞の全DNAを定量したところ、絹構造体上でBMSCが増殖および成長したことが確認され、それぞれ培養21日後および14日後にDNA量が最大となった。機械的完全性を培養期間の関数として調べたところ、この繊維数30の抽出済み絹フィブロイングループは、BMSC播種群および非播種群のいずれも21日間の培養期間にわたって機械的完全性を保っていた図10を参照。マトリックス2のコードに播種したBMSCについてRTPCR分析を行ったところ、培養14日間にわたってI型およびIII型のコラーゲンがアップレギュレートされていた図14。II型コラーゲンおよび骨シアロタンパク質それぞれ軟骨および骨に特異的な分化の指標は、培養全期間にわたって、検出不能または無視できる程度の発現であった。14日目のリアルタイム定量RTPCRでは、GAPDHに対して正規化したI型コラーゲン対III型コラーゲンの転写比は891であった図17を参照。III型コラーゲンに対するI型コラーゲンの比が高いことは、この反応がIII型コラーゲンが高レベルとなる創傷治癒または瘢痕組織形成によるものではなく、靭帯特異的なものであることを示している。天然ACLのI型コラーゲン対III型コラーゲンの転写比は約661であるAmieletalKneeLigamentsStructureFunctionInjuryandRepair1990。さらに、バイオリアクター内での多次元機械刺激の印加が骨髄間質細胞からの靭帯形成に及ぼす影響について知見を得るため、試験を行った。バイオリアクターは、発達中の靭帯に対して、周期性の多次元のひずみ例えば平行移動、回転などを独立且つ並行に加えることができる。7~14日間の静的な安静期間播種後の後、1~4週間にわたって回転方向および平行移動方向のひずみ速度、ならびに線形変形および回転変形を一定に保った。BMSCを播種した絹を基礎とするマトリックスに対し、平行移動方向のひずみ33~10、1~3mmおよび回転方向のひずみ25、90 ゚を00167Hz応力印加および緩和の完全1周期/分で同時に印加した。対照として、機械負荷をかけないこと以外は同一条件の播種済みマトリックスとバイオリアクターとのセットを使用した。実験全期間を通じて、一定の周期性ひずみを靭帯に与えた。培養期間後、機械的チャレンジを行った靭帯サンプルおよび対照の静的に維持した靭帯サンプルについて、以下の特性を調べた:1全体的な組織形態学的外見目視;2細胞の分布組織切片およびMTT染色切片の画像処理;3細胞の形態および配向組織学的分析;および4組織特異マーカーの産生RTPCR、免疫染色。機械刺激は、BMSCおよび新たに発達した細胞外繊維構造の形態および構成、繊維構造体に沿った細胞の分布、ならびに靭帯特異的な分化カスケードのアップレギュレーションに著明な影響を及ぼす。BMSCは繊維の長軸に沿って整列し、靭帯/腱の線維芽細胞に似た回転楕円の形態を取り、靭帯/腱に特異的なマーカーをアップレギュレートさせる。新たに形成された細胞外繊維構造すなわち細胞が産生したタンパク質の組成物は、負荷の線および繊維構造体の長軸に沿って整列すると考えられる。機械刺激の印加は、絹を基礎とするこの新規の繊維構造体に播種されたBMSCによってバイオリアクター内で生じるインビトロの靭帯の発達および形成を促進すると考えられる。細胞および新たに形成された繊維構造体の縦方向の配向は、インビボでACLにみられる靭帯線維芽細胞と類似しているWoodsetalAmerJSportsMed1948551991。さらに、I型コラーゲンの転写とIII型コラーゲンの転写の発現の比が機械刺激により正しく維持される例えば71より大きい値。このことは、瘢痕組織形成ではなく新たに形成された靭帯組織が存在することを示唆している。以上の結果から、骨髄間質細胞および絹を基礎とする新規の繊維構造体から出発してインビトロで組織工学的に靭帯を形成するうえで、機械装置とバイオリアクターとによるシステムが適切な環境例えば多次元のひずみを提供すると考えられる。臨床に使用できるよう天然ACLの機能的同等物をインビトロで作製するため、これらの予備実験で用いた培養条件をさらに拡張して靭帯の生理学的環境をより正確に反映してもよい例えば機械力の種類を増やすなど。これらの方法は、生物工学的なACLの作製に限定されない。インビボで生じる適切な強さおよびばらつきの力を印加することにより、本開示の方法を用いて体内の任意の靭帯およびその他の種類の組織を体外で作製することが可能である。この他の態様も添付の特許請求の範囲に含まれる。表11インチ当たり撚り数0回すなわち並列の繊維数10のカイコ絹ヤーンにおける、セリシン抽出の有無ならびにi温度およびii時間に対する引張破壊強度および剛性長さ3cmのサンプルのNmm。最初のサンプルから2年後に反復サンプルを処理したが、特性に有意な変化はなかった。全サンプルについてN5。表2セリシン抽出による質量減少。N5で標準偏差±043であることは、セリシン除去を確認する際の最大限の精度を反映している。すなわち、使用したこの方法には常に087~1の誤差が存在する。質量減少が約24であれば、構造物は実質的にセリシン非含有である。表32回目のセリシン抽出による質量変化。図1E~1Gと対応させると、3未満の質量減少は2回目の抽出で生じた機械的損傷によるフィブロインの質量減少を示していると考えられる。表4表5UTSおよび剛性を湿潤条件PBS中において37°Cで2時間インキュベーションと乾燥条件とで比較した機械試験。N5。比較結果は、湿潤試験によりUTSが約17低下したことを示している。表6UTSおよび剛性に対するTPIの影響。N5。表7UTSおよび剛性を大幅に低下させるような損傷をヤーンに起こすことなく最大3otpiまで使用できることを確認した、追加のTPIデータ。すべてのマトリックスN5/グループがツイスト加工されていることに注意されたい。表8機械特性に対するヤーンの階層構造の影響すなわち、階層数および階層当たりの繊維数はヤーンおよび繊維の機械特性に有意な影響を及ぼし得る。表9抽出済み絹マトリックスの機械特性に対する表面修飾RGD修飾およびETOガス滅菌の影響。修飾処理中、陰性対照としてPBSを使用した。表102種類のコード長さ3cmの機械特性をヒトACLの特性と比較した。表11ACL置換物に適した機械特性をもたらす、いくつかの幾何学的階層構造の例。注:マトリックス1および2は実施例に示したように作成した。マトリックス3は単一バンドルの補綴物となり得る。マトリックス4はストランド数2の補綴物となり得る。マトリックス5はコード数3の補綴物となり得る。マトリックス6はコード数6の補綴物の別のバリエーションである。マトリックス7はコード数12の補綴物となり得る。