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特開2024-167232非外傷的に形成された組織組成物、装置、ならびに調製および治療の方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024167232
(43)【公開日】2024-12-03
(54)【発明の名称】非外傷的に形成された組織組成物、装置、ならびに調製および治療の方法
(51)【国際特許分類】
A61K 35/36 20150101AFI20241126BHJP
A61P 17/02 20060101ALI20241126BHJP
A61K 35/32 20150101ALI20241126BHJP
A61K 9/08 20060101ALI20241126BHJP
A61K 47/42 20170101ALI20241126BHJP
A61P 19/02 20060101ALI20241126BHJP
A61K 9/10 20060101ALI20241126BHJP
A61K 9/06 20060101ALI20241126BHJP
A61K 9/12 20060101ALI20241126BHJP
A61L 27/36 20060101ALI20241126BHJP
A61L 27/38 20060101ALI20241126BHJP
A61L 27/40 20060101ALI20241126BHJP
A61L 27/54 20060101ALI20241126BHJP
【ＦＩ】
A61K35/36
A61P17/02
A61K35/32
A61K9/08
A61K47/42
A61P19/02
A61K9/10
A61K9/06
A61K9/12
A61L27/36 100
A61L27/36 120
A61L27/36 300
A61L27/36 312
A61L27/38 100
A61L27/38 112
A61L27/38 200
A61L27/38 300
A61L27/40
A61L27/54
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024134137
(22)【出願日】2024-08-09
(62)【分割の表示】P 2022163247の分割
【原出願日】2020-05-04
(31)【優先権主張番号】62/843,724
(32)【優先日】2019-05-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/844,232
(32)【優先日】2019-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/584,755
(32)【優先日】2019-09-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】521480307
【氏名又は名称】ティッシュミル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ダヴェンポート、トーマス、アンドリュー
(72)【発明者】
【氏名】ミュルハウザー、ポール
(72)【発明者】
【氏名】ガイナン、グレゴリー
(57)【要約】
【課題】患者の皮膚または軟骨組織を処理するシステム。
【解決手段】液体懸濁液中の生体組織細片をその中に形成するための無菌容器と、容器内に支持された細片化装置と、取り外し可能な分配装置と流体連通する容器内の開口部と、形成された細片を液体から分離する分離器と、濾過された細片を受け取るための取り外し可能な分配装置とを備え、形成された細片は、容器の開口部を通って分配装置に移動する、システム。
【選択図】図１５Ａ
【解決手段】液体懸濁液中の生体組織細片をその中に形成するための無菌容器と、容器内に支持された細片化装置と、取り外し可能な分配装置と流体連通する容器内の開口部と、形成された細片を液体から分離する分離器と、濾過された細片を受け取るための取り外し可能な分配装置とを備え、形成された細片は、容器の開口部を通って分配装置に移動する、システム。
【選択図】図１５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者の皮膚または軟骨組織を処理するシステムであって、
液体懸濁液中の生体組織細片をその中に形成するための無菌容器と、
前記容器内に支持された細片化装置と、
取り外し可能な分配装置と流体連通する前記容器内の開口部と、
形成された細片を前記液体から分離する分離器と、
濾過された前記細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と
を備え、
前記形成された細片は、前記容器の前記開口部を通って前記分配装置に移動する、システム。
液体懸濁液中の生体組織細片をその中に形成するための無菌容器と、
前記容器内に支持された細片化装置と、
取り外し可能な分配装置と流体連通する前記容器内の開口部と、
形成された細片を前記液体から分離する分離器と、
濾過された前記細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と
を備え、
前記形成された細片は、前記容器の前記開口部を通って前記分配装置に移動する、システム。
【請求項2】
液体ドレイン出口をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記容器内の前記開口部は、前記細片が形成される位置よりも下に位置付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記容器のための取り外し可能または隣接するカバーをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記容器が、分離チャンバを備え、前記分離チャンバは、前記細片を除去し、前記細片を再循環させて前記容器に戻すための出口および入口を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記分離チャンバが、濾過チャネルを備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記分離チャンバが、フィルタを備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項8】
前記分離チャンバが、前記取り外し可能な分配装置を受け入れるための開口を備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項9】
前記分配装置が、フィルタを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
前記容器と流体連通する再循環導管をさらに備え、より小さい細片を形成できるように前記細片を前記容器に再循環させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
細片循環を支援するための流体駆動ポンプをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項12】
前記分離器が、前記容器と流体連通し、懸濁した細片を流体から分離するためのフィルタを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項13】
前記分離器が、前記容器と流体連通する遠心分離装置を含み、懸濁した細片を流体から分離する、請求項１に記載のシステム。
【請求項14】
前記カバーが、ばねによって空洞内にバイアスされたヘッドを有する取り付けロッドを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項15】
回転駆動シャフトをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項16】
前記細片化装置が、前記駆動シャフトに動作可能に接続されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項17】
前記駆動シャフトに動作可能に接続された攪拌装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項18】
前記フィルタが円筒形フィルタを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項19】
前記円筒形フィルタが前記分離チャンバ内に位置する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項20】
前記円筒形フィルタ内に位置決めされ、前記円筒形フィルタから前記分配装置への前記細片の移送を容易にするためのピストンプランジャをさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項21】
前記システムが、前記分配装置および前記容器と流体連通するチャネルをさらに備え、前記チャネルが、バルブを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項22】
前記細片が分配のためのシリンジに導かれる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項23】
自家微細移植組織を用いる創傷治癒治療のためのプロセスであって、
自家器官組織の生検材料を切除することと、
前記生検材料と無菌流体とを無菌容器に入れることと、
前記容器内で前記生検材料を細片にすることと、
前記細片を前記流体から分離することと、
前記細片を分配器に移すことと、
前記創傷の表面に前記細片を分配することとを含む、プロセス。
自家器官組織の生検材料を切除することと、
前記生検材料と無菌流体とを無菌容器に入れることと、
前記容器内で前記生検材料を細片にすることと、
前記細片を前記流体から分離することと、
前記細片を分配器に移すことと、
前記創傷の表面に前記細片を分配することとを含む、プロセス。
【請求項24】
患者を治療する方法であって、
治療される患者のドナー部位または別のドナー患者から器官組織を抽出することと、
システムを用いて器官組織の塊を流体中に形成することであって、前記システムは、
無菌容器と、
取り外し可能な分配装置との流体連通を許容する前記容器内の開口部と、
細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と、を有し、
形成された前記細片は、前記容器の前記開口部を通って前記分配装置の中に移動する、形成することと、
前記分配装置を使用して、患者の体の治療されるべき部分に前記細片を塗布することとを含む、方法。
治療される患者のドナー部位または別のドナー患者から器官組織を抽出することと、
システムを用いて器官組織の塊を流体中に形成することであって、前記システムは、
無菌容器と、
取り外し可能な分配装置との流体連通を許容する前記容器内の開口部と、
細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と、を有し、
形成された前記細片は、前記容器の前記開口部を通って前記分配装置の中に移動する、形成することと、
前記分配装置を使用して、患者の体の治療されるべき部分に前記細片を塗布することとを含む、方法。
【請求項25】
前記器官組織が、全層皮膚移植片、分層皮膚移植片、または軟骨移植片からなる群より選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記細片を流体から分離するためのフィルタをさらに備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項27】
前記流体は、前記患者に塗布する前に濾過される、請求項２７に記載の方法。
【請求項28】
前記器官組織の大部分が生存可能なままである、請求項２４に記載の方法。
【請求項29】
その後、治療の間、前記ドナー部位が縫合糸、ステープル、接着剤またはそれらの組み合わせによって閉じられる、請求項２４に記載の方法。
【請求項30】
前記装置内で前記細片の形成が約１分～約１０分で起こる、請求項２４に記載の方法。
【請求項31】
前記ドナー部位が患者の腹部からである、請求項２４に記載の方法。
【請求項32】
前記分配装置が注射器である、請求項２４に記載の方法。
【請求項33】
前記流体が生理食塩水を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項34】
前記流体が、成長因子、薬物、フィブリン糊、自己血小板豊富血漿、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される成分を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項35】
治療される前記患者の身体の部分が創傷である、請求項２４に記載の方法。
【請求項36】
治療される前記患者の身体の部分が器官である、請求項２４に記載の方法。
【請求項37】
前記患者の身体の処置されるべき部分が美容的である、請求項２４に記載の方法。
【請求項38】
患者を治療する方法であって、
患者から全層皮膚移植片を抽出することと、
抽出された全層皮膚移植片をシステムを使用して生理食塩水中で繰り返し非外傷的にスライスすることにより、全層皮膚移植片の細片を形成することであって、前記システムは、
無菌容器と、
前記容器内に支持された非外傷切断装置であって、前記切断装置は、前記全層皮膚移植片の細片を生存可能に保ちつつ前記細片を形成する、非外傷切断装置と、
取り外し可能な分配装置と流体連通する前記容器内の開口部と、
前記細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と
前記細片から前記生理食塩水を含む溶液を分離するための濾過装置とを備え、
このように形成された前記細片は、前記容器の開口部を通って前記分配装置に移動する、形成することと、
前記分配装置を使用して、前記患者の体の治療される部分に前記細片を塗布することとを含む、方法。
患者から全層皮膚移植片を抽出することと、
抽出された全層皮膚移植片をシステムを使用して生理食塩水中で繰り返し非外傷的にスライスすることにより、全層皮膚移植片の細片を形成することであって、前記システムは、
無菌容器と、
前記容器内に支持された非外傷切断装置であって、前記切断装置は、前記全層皮膚移植片の細片を生存可能に保ちつつ前記細片を形成する、非外傷切断装置と、
取り外し可能な分配装置と流体連通する前記容器内の開口部と、
前記細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と
前記細片から前記生理食塩水を含む溶液を分離するための濾過装置とを備え、
このように形成された前記細片は、前記容器の開口部を通って前記分配装置に移動する、形成することと、
前記分配装置を使用して、前記患者の体の治療される部分に前記細片を塗布することとを含む、方法。
【請求項39】
組織の生存率を維持するように器官組織を処理するための装置であって、
ａ）流体を収容し、前記器官組織を受け入れるための無菌容器と、
ｂ）前記無菌容器内で互いに圧縮係合して支持され、その間に器官組織を切断するための少なくとも２つの切断装置であって、前記切断装置のうちの少なくとも１つは組織の通過を可能にする開放空間を含み、前記切断装置は前記組織をスライス動作で非外傷的に切断するように構成された、少なくとも２つの切断装置と、
ｃ）前記無菌容器内で支持され、前記無菌容器内の前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織の繰り返し連続循環流を引き起こす攪拌装置であって、前記攪拌装置は、前記組織の生存率を維持しながら、前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織を繰り返し再循環させて、前記器官組織を繰り返し非外傷的に切断する攪拌装置とを備え、
ｄ）前記攪拌装置が、前記切断装置を通して繰り返し循環する流れを作り出すように形作られたインペラを備える、装置。
ａ）流体を収容し、前記器官組織を受け入れるための無菌容器と、
ｂ）前記無菌容器内で互いに圧縮係合して支持され、その間に器官組織を切断するための少なくとも２つの切断装置であって、前記切断装置のうちの少なくとも１つは組織の通過を可能にする開放空間を含み、前記切断装置は前記組織をスライス動作で非外傷的に切断するように構成された、少なくとも２つの切断装置と、
ｃ）前記無菌容器内で支持され、前記無菌容器内の前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織の繰り返し連続循環流を引き起こす攪拌装置であって、前記攪拌装置は、前記組織の生存率を維持しながら、前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織を繰り返し再循環させて、前記器官組織を繰り返し非外傷的に切断する攪拌装置とを備え、
ｄ）前記攪拌装置が、前記切断装置を通して繰り返し循環する流れを作り出すように形作られたインペラを備える、装置。
【請求項40】
器官組織を処理するための装置であって、
ａ）流体を収容し、前記器官組織を受け入れるための無菌容器と、
ｂ）前記無菌容器内で共通の剪断面に沿って互いに圧縮的に物理的に接触して支持された少なくとも２つの切断装置であって、前記切断装置の少なくとも１つは組織の通過を可能にする開放空間を含み、前記切断装置は前記組織を無腔的に切断するように構成された、切断装置と
ｃ）前記無菌容器内で支持され、前記無菌容器内の前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織の繰り返し連続循環流を引き起こす攪拌装置であって、前記攪拌装置は、前記組織の生存率を維持しながら、前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織を繰り返し再循環させて、前記器官組織を繰り返し非外傷的に切断する攪拌装置とを備え、
ｄ）前記攪拌装置が、前記切断装置を通して繰り返し循環する流れを作り出すように形作られたインペラを含む、装置。
ａ）流体を収容し、前記器官組織を受け入れるための無菌容器と、
ｂ）前記無菌容器内で共通の剪断面に沿って互いに圧縮的に物理的に接触して支持された少なくとも２つの切断装置であって、前記切断装置の少なくとも１つは組織の通過を可能にする開放空間を含み、前記切断装置は前記組織を無腔的に切断するように構成された、切断装置と
ｃ）前記無菌容器内で支持され、前記無菌容器内の前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織の繰り返し連続循環流を引き起こす攪拌装置であって、前記攪拌装置は、前記組織の生存率を維持しながら、前記切断装置を通して前記流体および前記器官組織を繰り返し再循環させて、前記器官組織を繰り返し非外傷的に切断する攪拌装置とを備え、
ｄ）前記攪拌装置が、前記切断装置を通して繰り返し循環する流れを作り出すように形作られたインペラを含む、装置。
【請求項41】
器官組織を微粒子状に処理する方法であって、
無菌容器内に支持された、互いに圧縮係合する少なくとも２つの装置を提供することと、
液体および器官組織を前記容器に入れることと、
少なくとも１つの切断装置を別の切断装置に対して移動させて、前記少なくとも１つの切断装置に形成された開口部を通して前記器官組織を切断し、前記組織をスライス動作で組み合わせて非外傷的に切断することと、
前記流体および前記器官組織を前記切断装置を通して連続的に循環させ、前記器官組織を徐々に小さい微粒子に繰り返し切断するインペラを提供することであって、前記インペラは、前記器官組織の繰り返し切断のために前記装置を通して前記連続循環を作り出す形状である、提供することとを含む、方法。
無菌容器内に支持された、互いに圧縮係合する少なくとも２つの装置を提供することと、
液体および器官組織を前記容器に入れることと、
少なくとも１つの切断装置を別の切断装置に対して移動させて、前記少なくとも１つの切断装置に形成された開口部を通して前記器官組織を切断し、前記組織をスライス動作で組み合わせて非外傷的に切断することと、
前記流体および前記器官組織を前記切断装置を通して連続的に循環させ、前記器官組織を徐々に小さい微粒子に繰り返し切断するインペラを提供することであって、前記インペラは、前記器官組織の繰り返し切断のために前記装置を通して前記連続循環を作り出す形状である、提供することとを含む、方法。
【請求項42】
器官組織を微粒子状に加工する方法であって、
無菌容器内に支持された共通の剪断平面に沿って圧縮接触している少なくとも２つの切断装置を提供することと、
流体および器官組織を前記容器に入れることと、
切断装置を別の切断装置に対して移動させ、スライス動作で前記固定切断装置のブリーチを通して前記器官組織を非外傷的に切断することと、
前記流体および前記器官組織を前記切断装置を通して連続的に再循環させ、前記器官組織を徐々に小さい微粒子に繰り返し非外傷的に切断するインペラを提供することであって、前記インペラは、前記切断装置を通して前記連続再循環を生じさせる形状である、提供することとを含む、方法。
無菌容器内に支持された共通の剪断平面に沿って圧縮接触している少なくとも２つの切断装置を提供することと、
流体および器官組織を前記容器に入れることと、
切断装置を別の切断装置に対して移動させ、スライス動作で前記固定切断装置のブリーチを通して前記器官組織を非外傷的に切断することと、
前記流体および前記器官組織を前記切断装置を通して連続的に再循環させ、前記器官組織を徐々に小さい微粒子に繰り返し非外傷的に切断するインペラを提供することであって、前記インペラは、前記切断装置を通して前記連続再循環を生じさせる形状である、提供することとを含む、方法。
【請求項43】
平均直径が約０．２０ｍｍ～１．５０ｍｍであり、少なくとも８５％の生存率を有する、細片化された組織粒子。
【請求項44】
前記細片化された組織粒子が、細片化された軟骨組織粒子である、請求項４３に記載の細片化された組織粒子。
【請求項45】
最大寸法にわたって測定した平均サイズが、約０．３５ｍｍ～１．２５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約１．００ｍｍ、約０．５ｍｍ～約０．７５ｍｍ、約０．２５ｍｍ～約０．７５ｍｍ、及び約０．５０ｍｍからなる群から選択される、請求項４４に記載の細片化された軟骨組織粒子。
【請求項46】
前記生存率が、少なくとも９０％、少なくとも９２％、少なくとも９４％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、及び８７～９８％からなる群から選択される、請求項４４に記載の細片化された軟骨組織粒子。
【請求項47】
最大寸法にわたって測定した平均サイズが約０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍであり、生存率が少なくとも９０％である、請求項４４に記載の細片化された軟骨組織粒子。
【請求項48】
最大寸法で測定した平均サイズが約０．５０ｍｍである、請求項４４に記載の細片化された軟骨組織粒子。
【請求項49】
請求項４４の細片化された軟骨組織粒子を含む組成物であって、前記組成物は、液体、懸濁液、分散液、クリーム、流体、乳剤、ペースト、スプレー、および注射剤からなる群から選択される形態である、組成物。
【請求項50】
液体培地、フィブリン接着剤、自家多血小板血漿、成長因子、結合剤、生理食塩水、緩衝液、及び細胞育成／保存液からなる群より選択される少なくとも１つを更に含む、請求項４９に記載の組成物。
【請求項51】
前記液体培地が、親水性媒体、親油性媒体、または親水性と親水性媒体のエマルジョンである、請求項５０に記載の組成物。
【請求項52】
前記組成物が懸濁液の形態であり、さらに懸濁液が不均質である、請求項４９に記載の組成物。
【請求項53】
前記組成物が懸濁液の形態であり、さらに懸濁液が均質である、請求項４９に記載の組成物。
【請求項54】
治療を必要とする患者の軟骨を修復または治療する方法であって、請求項４９に記載の組成物を前記患者に投与することを含む、方法。
【請求項55】
前記組成物が前記患者の関節に投与される、請求項５４に記載の方法。
【請求項56】
前記組成物が、注射器またはスパチュラを介して前記患者に投与される、請求項５４に記載の方法。
【請求項57】
最大寸法で測定した平均サイズが約０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍであり、少なくとも８５％の生存率を有する、細片化された組織粒子。
【請求項58】
前記細片化された組織粒子が細片化された軟骨組織粒子である、請求項５７に記載の細片化された組織粒子。
【請求項59】
前記生存率が少なくとも９２％である、請求項５８に記載の細片化した軟骨組織粒子。
【請求項60】
前記生存率が少なくとも９６％である、請求項５８に記載の細片化した軟骨組織粒子。
【請求項61】
前記生存率が８７～９８％である、請求項５８に記載の細片化した軟骨組織粒子。
【請求項62】
約０．５０ｍｍの最大寸法にわたって測定された平均サイズを有し、少なくとも９０％の生存率を有する、請求項５８に記載の細片化した軟骨組織粒子。
【請求項63】
請求項５８の細片化した軟骨組織粒子を含む組成物であって、前記組成物が、液体、懸濁液、分散液、クリーム、流体、乳剤、ペースト、スプレー、および注射剤からなる群から選択される形態である、組成物。
【請求項64】
細片化した軟骨組織粒子が、約０．５０ｍｍの最大寸法にわたって測定された平均サイズを有する、請求項６３に記載の組成物。
【請求項65】
液体培地、フィブリン接着剤、自家多血小板血漿、成長因子、結合剤、生理食塩水、緩衝液、及び細胞育成／保存液からなる群から選択される少なくとも１つを更に含む、請求項６３に記載の組成物。
【請求項66】
治療を必要とする患者の軟骨を修復または治療する方法であって、請求項６３に記載の組成物を前記患者に投与することを含む、方法。
【請求項67】
前記細片化した軟骨組織粒子が、約０．５０ｍｍの最大寸法にわたって測定された平均サイズを有する、請求項６６に記載の方法。
【請求項68】
前記組成物が前記患者の関節に投与される、請求項６６に記載の方法。
【請求項69】
前記組成物が患者の関節に投与される、請求項６７に記載の方法。
【請求項70】
前記細片化した軟骨組織粒子が細片化した関節軟骨組織粒子である、請求項６６に記載の方法。
【請求項71】
前記軟骨組織のソースが非関節軟骨、関節軟骨、またはそれらの組み合わせである、請求項４４に記載の細片化した軟骨組織粒子。
【請求項72】
請求項４４に記載の前記細片化軟骨組織粒子を含む、軟骨移植片。
【請求項73】
外科的処置であって、
患者から少なくとも１つの組織部分を採取することと、
採取した前記組織を１時間未満処理し、細片化した組織粒子を調製することであって、細片化した前記組織粒子が、約０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍの最大寸法にわたって測定した平均サイズおよび少なくとも８５％の生存率を有する、調整することと、
前記患者の関節に前記細片化した組織粒子を移植することとを含む、外科的処置。
患者から少なくとも１つの組織部分を採取することと、
採取した前記組織を１時間未満処理し、細片化した組織粒子を調製することであって、細片化した前記組織粒子が、約０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍの最大寸法にわたって測定した平均サイズおよび少なくとも８５％の生存率を有する、調整することと、
前記患者の関節に前記細片化した組織粒子を移植することとを含む、外科的処置。
【請求項74】
ｉ）前記少なくとも１つの組織部分が、少なくとも１つの軟骨組織部分であり、
ｉｉ）採取した前記組織が採取した軟骨であり、
ｉｉｉ）前記細片化した組織粒子は、細片化した軟骨組織粒子である、請求項７３に記載の外科的処置。
ｉｉ）採取した前記組織が採取した軟骨であり、
ｉｉｉ）前記細片化した組織粒子は、細片化した軟骨組織粒子である、請求項７３に記載の外科的処置。
【請求項75】
前記採取した軟骨が、前記患者の非関節軟骨または関節軟骨から採取される、請求項７４に記載の外科的処置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年５月６日に出願された米国仮特許出願第６２／８４３，７２４号、２０１９年５月７日に出願された米国仮特許出願第６２／８４４，２３２号、および２０１９年９月２６日に出願された米国特許出願第１６／５８４，７５５号の優先権を主張し、これらの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年５月６日に出願された米国仮特許出願第６２／８４３，７２４号、２０１９年５月７日に出願された米国仮特許出願第６２／８４４，２３２号、および２０１９年９月２６日に出願された米国特許出願第１６／５８４，７５５号の優先権を主張し、これらの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、液体培地中で非外傷的に細かく細片化された組織粒子（ＴＰ）を調製するためのプロセス、方法、装置、およびシステムに関する。組織粒子（ＴＰ）という用語は、全層植皮（ＦＴＳＧ）、分割植皮（ＳＳＧ）、軟骨移植片（ＣＧ）、またはその他の器官移植組織から採取された組織を含むことを意味し、次に、これらは、本明細書に記載のプロセスに供されて、細片化のプロセス中にそれらの生存能力を保持する小さな細片化された組織粒子を生成する。このプロセスの結果として生じる生成物は、全層植皮または軟骨移植片粒子などの、非常に生存可能な相互接続組織細胞および細胞外マトリックス材料を含む、水性懸濁液中のＴＰの懸濁液であり得、これは、ベッドサイドの密閉無菌システムで、診察室処置として、または手術室で迅速に準備され、シリンジまたは他の制御可能な適用方法で身体の傷／怪我／欠陥を治療するために便利かつ均一に送達される。ＦＴＳＧ、ＣＧサスペンションなどのＴＰは、形成外科、整形外科、または創傷治癒、美容外科、関節外科などの他の外科用途で適切に示すように使用され得る。細片化されたＴＰという用語は、本明細書に記載の目的のために、様々なサイズおよび形状を含む、本発明に従って処理された、細かく切断された、生存率の高い組織を指すことを意味する。皮膚の場合、細片化されたＴＰは望ましくはＦＴＳＧである。
【背景技術】
【0003】
移植片用途の組織を処理する際に克服しなければならない多くの課題がある。皮膚の傷の治療のために、最も効果的な移植は全層植皮である。全層植皮には表皮と真皮全体が含まれるため、移植された皮膚のほとんどの特徴をそのプロセスで維持することができる。ただし、ＦＴＳＧを移植する場合は、真皮層全体を除去する必要があるため、結果として得られる植皮ドナー部位は再生をサポートせず、縫合して閉じる必要がある。したがって、現在の方法では小さなＦＴＳＧしか使用できない。それでも、ＦＴＳＧの結果は、皮膚の通常の特性（特にテクスチャ、色、厚さ）をより多く維持し、治癒時に収縮する可能性が低い移植片である。これにより、ＦＴＳＧはより審美的に移植片に適した選択肢になる。
【0004】
あるいは、より大きな創傷領域を治療するために、医師は分層植皮（ＳＴＳＧ）を使用する。これは、結果として生じるドナー部位が適切な創傷被覆材で時間の経過と共に自然に治癒できるためである。ＳＴＳＧは、表皮と真皮の可変部分のみを含み、縫合糸で傷つけられたドナー部位を閉じる必要なしに、ドナー部位が再上皮化によって治癒するのに十分な真皮を残す。しかし、これらのドナー部位は痛みを伴い、治癒が遅く、採取されたＳＴＳＧ移植片は、大きな創傷領域をカバーするのに十分な大きさではないことがよくある。次に、ＳＴＳＧをメッシュ化して、組織のより小さなセクションを拡張して、より大きな領域を効果的にカバーできるようにする。メッシュの外観、様々な色素沈着、薄さの組み合わせにより、ＳＴＳＧはＦＴＳＧよりも見た目に魅力的ではない。ほとんどのＳＴＳＧ処置は、手術室の設定で実行する必要がある。
【0005】
大きな創傷を効果的に治療し、ドナー部位の治癒を改善し、また、外来診療としての処置を実行できるようにするための様々な技術およびシステムが、外科用途の様々なタイプのために開発されてきた。
【0006】
いくつかの技術は、分割または全層真皮を含めるのではなく、表皮のみを採取することに焦点を合わせている。移植技術として表皮、皮膚の最上部の最外層のみを使用することは、その用途があるが、治癒の改善に望ましい真皮の構造成分または細胞を含まないため、移植効果が最も制限される。
【0007】
表皮組織を採取するためのそのような商業的に知られている装置の１つは、Ａｃｅｌｉｔｙ社のＫＣＩによって販売されているＣｅｌｌｕｔｏｍｅ表皮採取システムである。このシステムは、真空を使用してドナー部位に一連の表皮マイクロドームを作成する。これらのドームは、ブレードを使用して手で切断され、粘着パッドを使用して患者に転送される。この技術は、手術室の外で実行することができ、小さな領域に表在性の傷を移植するのにのみ適している、４２個の小さな表皮皮膚パッチのみを提供する。これらの表皮移植片は真皮の構造成分または細胞を含まないため、これらの移植片は表在性創傷に最もよく機能し、ＳＴＳＧのドナー部位よりも速いが、治癒を必要とする小さな表在性ドナー部位をもたらす。
【0008】
分割厚皮膚移植技術の最近の変形例は、Ａｃｅｌｌ社によって販売されているＸｐａｎｓｉｏｎ Ｍｉｃｒｏ Ａｕｔｏ Ｇｒａｆｔｉｎｇ Ｋｉｔである。この装置は、創傷への移植を目的として、採取、機械的調製、および分層皮膚自家移植片の適用に使用するように設計された使い捨て器具で構成されている。商業環境では、この技術は、ハンドダーマトームタイプの装置を使用して小さな分割厚の植皮を手動で採取し、一連の平行なカッティングディスクブレードを使用して手で移植片をさらに細かく切り刻み、次に細かく刻んだ断片をへらを使用してより広い創傷領域に広げることを含む。このプロセスは依然として治癒を必要とするドナー部位をもたらし、また、積み重ねられた平行ローラブレードの間から細かく刻まれた組織を取り除く必要性、および取り扱いおよび移送または移植片の小片を伴う課題を提示する。
【0009】
全層植皮技術の最近の変形例は、全層植皮を処理する採取装置として、米国特許出願公開第２０１６／０３１０１５９号および米国特許出願公開第２０１６／０３１０１５７号に記載されている。この装置は、隣接する中空針先チューブの列またはアレイを利用し、超音波を利用して、ドナー部位から全層皮膚サンプルの管状マイクロカラムをコアリングおよびキャプチャする。組織アレイの管状カラムは、創傷部位（移植部位）に散在することを目的としている。この技法では、多数の採取組織マイクロカラムが必要であるが、装置は、使用するたびに達成できるカラムの数が限られているために制限される。また、ＣｅｌｌｕｔｏｍｅまたはＸｐａｎｓｉｏｎ装置と同様に、この装置は治癒が必要な補助ドナー部位を作成し、結果として生じる組織形態は不規則な創傷部位に均一に広がるのが難しく、広い領域の移植には適していない。
【0010】
これまで、全層植皮、分層植皮、軟骨移植などの外科的用途での移植にいくつかの移植片を効果的に使用する手段は、不十分に解決されたままであった。公知の従来技術の方法および装置によって効果的な方法で植皮または軟骨移植片などの組織を最良に処理する方法の未解決の問題には、とりわけ、以下が含まれる。１）大きすぎる補助創傷を作成せずに大きな全層植皮を採取できないため、植皮のゴールドスタンダードであるＦＴＳＧを、縫合で閉じることができる非常に小さな移植片に制限してしまうこと、２）痛みを伴い、ＳＴＳＧによる治癒が遅いドナー部位が形成されること、３）迅速に処理し、閉鎖無菌システムで操作し、不規則な表面を有する創傷に均一に適用することが容易である、細胞生存率の高い植皮または軟骨移植片から移植組織形態を達成することができないこと、４）より広い領域をカバーするように拡張したり、慢性または汚染された創傷を治療するために処理したりできる、時間と費用効果の高い方法で全層植皮を処理することができないこと。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１６／０３１０１５９号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第２０１６／０３１０１５７号明細書
【発明の概要】
【0012】
本開示は、生体組織処理の前述の問題の多くに対処する。装置と処理方法は、組織を処理するように特別に設計されており、傷に簡単に分配できる非常に高い細胞生存率を備えた水性懸濁液中で、外傷性なく粒子状に採取される。すべての皮膚細胞タイプと皮膚細胞外マトリックスを含む全層皮膚を使用して、移植片を補助部位から採取することができ、処置中にドナー部位を完全に縫合して閉じ、次に組織を処理して、生存率の高い自家皮膚細胞を含む移植片で元の皮膚領域よりもはるかに広い領域を覆うことができる。閉鎖系装置と水性環境は、皮膚または軟骨移植片の組織細胞の生存能力を損なうことなく、利便性、移動の容易さ、および無菌性、温度、およびｐＨの制御を可能にする。得られる移植片形態は、液体またはペースト形態であり、必要に応じて正確かつ均一に分配することができる。症例または軟骨の場合、移植片は、関節運動していない領域から採取して処理し、軟骨欠損に移植することができる。
【0013】
皮膚のすべての組織成分を含む、完全な厚さの皮膚の例では、生存可能な真皮および皮下細胞と間質組織成分の混合物である、結果として生じる容易に細片化された組織形態の豊富さは、他の現在利用可能な装置と実践された方法の能力を超えている。
【0014】
したがって、本発明の一態様では、液体培地中に存在する複数の機械的に分離された全層植皮粒子（ＦＴＳＧＰ）を含む全層植皮（ＦＴＳＧ）組成物が提供される。組成物は、全層皮膚細胞および細胞外マトリックス材料を含むＦＴＳＧＰを含む。ＦＴＳＧＰ内の複数の皮膚細胞の大部分は、望ましくは、処理後に生存可能であり、ＦＴＳＧＰ内の皮膚細胞の少なくとも約５０％は処理後に生存可能である。
【0015】
ＦＴＳＧＰは、特定の外科的インプラント用途と比較して、最大寸法で測定した平均サイズが約２００μから１５００μ（０．０２０ｍｍから１．５０ｍｍ）、望ましくは約３５０μから１２５０μ（０．３５ｍｍから１．２５ｍｍ）、さらに望ましくは約５００μから約１０００μ、さらにはより望ましくは、約５００から約７５０μまたは２５０μから７５０μである。組織細片の公称平均サイズは、特定の外科的移植の目的のために望まれるように、機械的処理の持続時間および／または速度によって制御可能に変化され得る。全体的なプロセスは、採取時から自家移植時までの組織移植片材料の細胞生存率を最適に最大化するために適切に完了することができる。細片化のプロセスは、処理される組織のタイプおよび特定の外科的用途に望まれる公称組織粒子サイズと比較して、例えば、３分から１０分以内に効果的に完了することができる。
【0016】
ＴＰ、または皮膚の場合、ＦＴＳＧＰは、本明細書でさらに説明される装置を使用して、液体培地中の粒子へとＦＴＳＧを非外傷的にスライスすることによって形成され得る。望ましくは、液体培地は親水性媒体であってもよいが、親油性媒体であってもよい。ＦＴＳＧＰは液体培地中に懸濁していてもよい。液体培地自体は、溶液、乳濁液、懸濁液、およびそれらの組み合わせの形態であってもよい。
【0017】
本発明は、処理された組織のすべての細胞型および細胞外マトリックス成分を含む組織を処理するであろう。全層皮膚の場合、これにはすべての表皮細胞と真皮細胞、および皮膚付属器細胞と細胞外マトリックスが含まれる。
【0018】
本発明の別の態様では、
ａ）流体を収容し、前記組織を受け入れるための容器と、
ｂ）容器内に並置して支持された一対の切断装置であって、切断装置の少なくとも１つは、それらの間の組織をスライスするために他の切断装置に対して移動可能である、一対の切断装置と、
ｃ）並置された切断装置を通して流体および流体懸垂組織の繰り返しの流れを引き起こす攪拌装置であって、少なくとも１つの可動切断装置と協調して移動し、並置された切断装置を通して流体および組織を繰り返し移動させることができる攪拌装置と、を含む器官組織を処理するための装置が含まれる。
ａ）流体を収容し、前記組織を受け入れるための容器と、
ｂ）容器内に並置して支持された一対の切断装置であって、切断装置の少なくとも１つは、それらの間の組織をスライスするために他の切断装置に対して移動可能である、一対の切断装置と、
ｃ）並置された切断装置を通して流体および流体懸垂組織の繰り返しの流れを引き起こす攪拌装置であって、少なくとも１つの可動切断装置と協調して移動し、並置された切断装置を通して流体および組織を繰り返し移動させることができる攪拌装置と、を含む器官組織を処理するための装置が含まれる。
【0019】
少なくとも１つの可動切断装置は、他の切断装置に隣接していてもよい。可動切断装置は、移動のために攪拌装置に取り付けられるか、またはそれと統合されてもよい。並置された切断装置の１つは、固定されてもよい。
【0020】
攪拌装置は、並置された切断装置を通して流体および組織の循環流を引き起こす。望ましくは、攪拌装置は、並置された切断ブレードの間の空間を通して、流体および組織の渦推進運動を繰り返し作り出す。攪拌装置は、様々な形態をとることができ、望ましくは、攪拌装置は、並置された切断ブレードを通して流体および組織の循環流を繰り返し引き起こすためのインペラを含むか、またはインペラである。また、攪拌装置および可動ブレードは、軸線を中心に回転方向に移動可能であることが望ましい。
【0021】
図および説明から分かるように、インペラは、望ましくは、液体および組織の連続的な循環運動を引き起こすために、前記軸線に沿って曲面を有する。さらに、前記切断装置の少なくとも１つは、間に角度空間を有する放射状に配列されたブレードを含み、望ましくは、他の切断装置は、間に湾曲した角度空間を放射状に配列された複数の前記ブレードを含む。可動切断装置のブレードエッジ間の角度空間は、並置された切断装置のブレードの角度空間とは異なってもよい。切断装置は、共通の剪断面に沿って物理的に接触していてもよい。
【0022】
説明したように、容器は、流体および組織を受け入れるための開口部を含み、流体および処理された組織を排出するための出口を含んでもよい。システムはまた、排出された流体および処理された組織を受け取るために、出口と流体連通している分配装置を含んでもよい。分配器は、シリンジを含む様々な装置から選択することができ、これは、細片化した組織粒子または特にＦＴＳＧＰを含む流体組成物を創傷領域に分配する正確かつ容易な方法であるため、特に有用である。
【0023】
上記のように、本開示は、処理された組織を粒子形態に形成するための方法をさらに含み、本方法は、
並置された一対の切断装置を支持する容器を提供するステップと、
流体および器官組織を前記容器に入れるステップと、
前記器官組織を切断するために、前記切断装置の少なくとも１つを移動させるステップと、
組織を徐々により小さな粒子に繰り返しスライスまたは切断するために、流体および組織を切断装置を介して連続的に移動させるための攪拌装置を提供するステップと、を含む。
並置された一対の切断装置を支持する容器を提供するステップと、
流体および器官組織を前記容器に入れるステップと、
前記器官組織を切断するために、前記切断装置の少なくとも１つを移動させるステップと、
組織を徐々により小さな粒子に繰り返しスライスまたは切断するために、流体および組織を切断装置を介して連続的に移動させるための攪拌装置を提供するステップと、を含む。
【0024】
本方法は、出口と流体連通する分配装置を提供するステップと、流体および組織を分配装置に排出するステップと、をさらに含んでもよい。
【0025】
本開示の別の態様では、複数の全層植皮粒子（ＦＴＳＧＰ）が含まれ、望ましくは、
並置された一対の切断装置を支持する容器を提供するステップと、
流体および組織を容器に入れるステップと、
組織またはある場合にはＦＴＳＧ組織を切断するために少なくとも１つの切断装置を移動させるステップと、
組織を徐々により小さな粒子に繰り返し切断するために、前記流体および前記器官組織を切断装置を介して連続的に移動させるための攪拌装置を提供するステップと、を含むプロセスによって作製された水性懸濁液中に含まれる。
並置された一対の切断装置を支持する容器を提供するステップと、
流体および組織を容器に入れるステップと、
組織またはある場合にはＦＴＳＧ組織を切断するために少なくとも１つの切断装置を移動させるステップと、
組織を徐々により小さな粒子に繰り返し切断するために、前記流体および前記器官組織を切断装置を介して連続的に移動させるための攪拌装置を提供するステップと、を含むプロセスによって作製された水性懸濁液中に含まれる。
【0026】
前述のように、複数の組織粒子（ＴＰ）または１つの場合には全層植皮粒子（ＦＴＳＧＰ）を含むこのような生成物では、粒子は水性懸濁液で処理および分配されることが望ましく、複数のＦＴＳＧＰの大部分は、処理後に生存可能であり、望ましくは少なくとも５０％以上である。この高い生存率は、本発明の装置による非外傷性スライスの使用、生理食塩水またはＰｈを緩衝し、乾燥を防ぐことができる他の等張適合性媒体などの液体の生物学的に友好的な媒体の使用を含む多くの要因による。前述のように、液体培地の選択は、親水性、親油性のいずれかであり得るか、または乳濁液などの両方の側面を有することができる。このプロセスはまた、過度の熱を発生せず、細胞が悪影響を受けるように温度を制御することができる。様々なサイズの細片化が企図されているが、いくつかの実施形態では、ＴＰまたはＦＴＳＧＰは、それらの最大寸法にわたって測定された平均サイズが約１５０μから約１０００μである。
【0027】
粒子サイズが小さいほど、シリンジなどの装置を介した分配が容易になり、シリンジは、開業医にとってなじみがあり、創傷部位での沈着を制御するために簡単に操作できる。例えば、公称４００μ未満の粒子は、１８ゲージの針を介して送達する場合や、公称２００μ未満の粒子を２２ゲージの針を介して送達する場合に役立つ。
【0028】
針注射による皮下移植の場合、注射前に表皮を除去する。これはいくつかの方法で行うことができ、日常的な外科的処置である。表皮を除去すると、真皮要素のみが処理され、表皮のない真皮要素のみを真皮または真皮下の面に注入することができる。この全体的なプロセスは、他の組織または全層皮膚の処理と他の点では同じである。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】組織移植片全層植皮（ＦＴＳＧ）を細片化するための処理装置を示す断面図である。
【図2】組織移植片全層植皮（ＦＴＳＧ）を細片化するための処理装置を示す断面図である。
【図3】組織移植片全層植皮（ＦＴＳＧ）を細片化するための処理装置を示す断面図である。
【図4】組織移植片全層植皮（ＦＴＳＧ）を細片化するための処理装置を示す断面図である。
【図9】本発明の細片化機構をさらに詳細に示す図である。
【図10】本発明の細片化機構をさらに詳細に示す図である。
【図12A】ブレードエッジの様々な構成、および本発明の細片化機構の剪断面に対するブレードの関係を示す図である。
【図12B】ブレードエッジの様々な構成、および本発明の細片化機構の剪断面に対するブレードの関係を示す図である。
【図12C】ブレードエッジの様々な構成、および本発明の細片化機構の剪断面に対するブレードの関係を示す図である。
【図12D】ブレードエッジの様々な構成、および本発明の細片化機構の剪断面に対するブレードの関係を示す図である。
【図13A】本発明の細片化機構の切断ブレードの代替的な構成を示す図である。
【図13B】本発明の細片化機構の切断ブレードの代替的な構成を示す図である。
【図13C】本発明の細片化機構の切断ブレードの代替的な構成を示す図である。
【図14】本発明の細片化機構を使用して作成された再循環流路の概略図である。
【図16】分離装置およびアプリケータ装置のさらなる実施形態に取り付けられた本発明の処理装置のさらなる実施形態の部分断面図である。
【図17】分離装置およびアプリケータ装置のさらなる実施形態に取り付けられた本発明の処理装置のさらなる実施形態の部分断面図である。
【図18】分離装置およびアプリケータ装置のさらなる実施形態に取り付けられた本発明の処理装置のさらなる実施形態の部分断面図である。
【図19】アプリケータ装置として使用するように構成された取り外し可能な分離装置のさらなる実施形態と併せた処理装置を概略的に示す図である。
【図20】組織をより適切に細片化するために単一の大きな渦を別個の小さな渦に変えるためのバッフルを含む、本発明の処理装置の軸線方向の断面図である。
【図21】組織をより適切に細片化するために単一の大きな渦を別個の小さな渦に変えるためのバッフルを含む、本発明の処理装置の横方向の断面図である。
【図22】処理装置容器から外部に再循環する本発明の処理装置を通る流れを示す断面図である。
【図23】溶液から粒子を分離および圧縮するために遠心装置と併せて使用される本発明の処理装置を示す概略図である。
【図24】本発明のシステム進行の概略フロー図である。
【図25】本発明に従って処理され、本発明の装置、方法、およびシステムを使用して処理中および処理直後に８７．７～９８．１％の細胞生存率を示したＦＴＳＧＰのサンプルを示す表を示す図である。
【図26A】４分間の処理後に、バッフルなしで本明細書に記載されるように本発明のプロセッサから引き出された流体懸濁液中の細片化されたＦＴＳＧＰの本発明のサンプルの写真を示す図である。
【図26B】バッフルなしで合計７分間の処理後に描かれた、細片化されたＦＴＳＧＰのその後の本発明のサンプルの写真を示す図である。
【図27】合計７分間の処理後のバッフルのない本発明のプロセスおよび装置を使用した、細片化されたＦＴＳＧＰの本発明のサンプルの写真を示す図である。
【図28A】処理前のＦＴＳＧの一部の拡大図であり、一般的に白い真皮（真皮乳頭、幹細胞が豊富な毛包、汗腺、毛細血管、感覚神経線維、脂腺および他の皮膚成分を含む－すべてが豊富なコラーゲン線維および結合組織内に含まれる）のより厚い層の上の表皮組織の薄層（通常、色素性角質層、透明層、顆粒層、細胞が密集した有棘層、および基底層を含む）を明らかにする断面図である。
【図28B】プロセッサチャンバ内に含まれる、３５ｍｌの緩衝液に懸濁された本発明の細片化されたＦＴＳＧＰ粒子の得られた高密度混合物を示す図である。
【図28C】ペトリ皿に提示された、密集した本発明のＦＴＳＧＰ組織粒子溶液の拡大図である。
【図28D】混合物が、前処理された組織の断面図を見て比例して変化する、異なる量の表皮（色素沈着）対真皮（一般により白い）を含むことを指摘するために注釈が付けられた、本発明の処理されたＦＴＳＧＰの拡大図である。
【図30A】本発明による、採取された軟骨部分を示す図である。
【図30B】本発明による、細片化された軟骨を示す図である。
【図31】処理装置、アプリケータ装置、および再利用可能な機器を含む、本発明に従って使用される装置技術を概略的に示す図である。
【図32】本発明に従って採用された調製、処理および適用を順次示す図である。
【図33】全層植皮および軟骨移植片に関する本発明を示す図である。
【図34】導入、細片化および分配を含む、本発明で採用されるプロセスを示す図である。
【図35】細胞および細胞外結合組織を含む全層植皮粒子を含む、本発明に従って生成された可変組織粒子サイズを示す図である。
【図36】本発明に従って採用され得る分配オプションを示す図である。
【図37】本発明の臨床的適応症の例を示す図である。
【図38】本発明の現在の開発状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
本装置は、処理細胞の生存率と組織の取り扱いと移動の利便性を最適化する特徴を含んでいる。具体的には、水性処理により、処理の温度、ｐＨ、および塩分制御が可能になり、これは、理想的には組織、等張性要因に応じて変化する。ｐＨは生理的緩衝液で制御され得る。可変ブレード速度は、渦の形成によって引き起こされる潜在的な圧外傷の制御を可能にし、渦の形成は、切断装置を通して水性媒体に懸濁された組織を繰り返し移動させる。
【0031】
超鋭利な切断ブレードの選択は、細片化された組織が生存し続けることを保証する上で重要な要素の１つである。処理中の媒体の温度を制御する能力、ならびに時間と共に、ｐＨ制御された水性媒体の使用もまた、本発明の非常に高度な生存率で細片化を達成する上で重要な要因である。
【0032】
大量生産された使い捨てのかみそりのブレードとミクロトームのブレードは、世界で最も鋭い鋼のブレードの１つである。かみそりタイプのブレードは、通常、クロムの組成が１２～１４．５％、炭素含有量が約０．６％のマルテンサイト系ステンレス鋼である。このようなブレードを製造するための大量の線形プロセスは、制御された厚さのロール成形ストリップから始まり、連続製造プロセスを通じてリボンとして実行される。直線的な製造プロセスにより、例えば、両側の複数の明確に階段状の面取り／ファセットされた切断ブレードエッジを研削することを含む、複数のシーケンスされた自動化プロセスの非常に厳密で再現性のある制御が可能になり、かみそりのブレードの場合は３０ｎｍ、ミクロトームのブレードの場合は３ｎｍという薄い切断エッジを有しており、エッジを個別の真空チャンバで強化した硬化コーティング（例えば、チタン＋人工ダイヤモンドでエッジを硬化）を適用し、続いて、例えば、より滑りやすいエッジ用の低摩擦ポリマーフィルムを使用する。個々のブレードは、繰り返し可能な方法でインラインで段階的にダイスタンプされる。
【0033】
ブレードの鋭さは、細胞の咀嚼を最小限に抑えるために絶対に必要である。生細胞の塊を通過し、それらの間を通過し、間質腔を通過する超鋭利なブレードの使用は、最小量の剪断力および細胞の破砕で、切断線に沿った違反細胞の狭いマージンを最も確実にする。鋭角で通過する２つのブレードエッジ間の組織のスライスは、各カット全体で組織の安定化を可能にし、全層皮膚組織の細片化された粒子への制御された非外傷性スライスを実現する。
【0034】
自動化されたプロセスによって達成可能な超鋭利なブレードの使用は、再現性を保証し、細片化プロセスを促進し、自家全層皮膚を数分以内に新しい細片化された移植可能な組織粒子に迅速に変換できるようにする。
【0035】
細胞の生存率を維持するためのベストプラクティスは、採取した組織を湿らせたまま、取り扱い中はｐＨ制御溶液（生理食塩水、緩衝液、ＢｉｏＬｉｆｅＳｏｌｕｔｉｏｎ（商標）、またはその他の細胞育成／保存溶液など）に懸濁することである。
【0036】
【0037】
処理装置１０は、カバー１６によって適切に囲まれ得る開放された上端部１４を有する液密容器１２を含む。カバー１６は、流体への組織の挿入を可能にする入口開口部１８を有する。好ましい実施形態では、容器は、概して円筒形であり、開いた上端部１４の反対側にある閉じた湾曲した底部２０を有し、その中に出口開口部１７を有する。カバー１６および容器１２は様々な材料で作ることができるが、好ましい実施形態では、カバーおよび容器は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＡ）、アクリロニトリルブタジエン（ＡＢＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリウレタン（ＰＵ）などの適切なプラスチックで形成される。これらのポリマーの組み合わせまたはコポリマーを使用することができる。ガラス、セラミックまたは金属の容器も使用できる。容器１２は、内部で処理されている流体および組織の処理および品質を視覚化するために透明であってもよい。
【0038】
手動で開閉することができる追加の取り外し可能または隣接する保護カバーを含めて、処理中にカバーの開口部を閉じて、流体および細胞内容物の封じ込めを最も確実にすることができる。
【0039】
容器および細片化機構、分離装置およびアプリケータを含む、全体的な処理装置を構成するすべての構成要素が、単一の患者の使用および使い捨てのために、包装され、バルク滅菌されることも企図される。包装された装置は、ガンマ線または電子ビームまたはエチレンオキシド（ＥｔＯ）で照射することができる。あるいは、処理装置は、滅菌可能であり、再利用可能であってもよい。
【0040】
底部２０から延在する、容器１２は、開口部１７を介して容器１２の内部１３と流体連通する、概して細長い管状導管２２を含む。導管は、その下端部の容器マウント２４で終端する。導管２２と外向きに流体連通して延在するのは、図１に示す好ましい実施形態では導管２２に対して直角に延在する出口２６である。導管２２、容器マウント２４および出口２６の目的の説明は、以下でさらに詳細に説明される。
【0041】
カバー１６は、中心軸線Ａに沿って移動するために、容器１２の開いた上端部１４で移動可能に支持される。容器１２の上端部１４は、例えば、隣接するスカート１６ｂカバー１６のスロット１６ａに着座する外向きのキー１２ａを含む。キー１２ａは、スロット１６０内の軸線Ａに沿って移動可能であり、軸線Ａの周りのカバー１６の回転を制限しながら、容器１２に対するカバー１６の移動を可能にする。
【0042】
カバー１６はさらに、キャップ３１で覆われた上部カップ形状の空洞３０を有する、内向きに形成された下向きに延在するほぼ管状のステム２８を含む。ステム２８は、ねじ付き下端部３４および拡大ヘッド３８で終端する上端部３６を有する取り付けロッド３２を収容する。ヘッド３８は、例えば、空洞３０の下端部と拡大されたヘッド３８との間に拘束された１つまたは複数のベルビル、ドーム、単一または複数の波型ワッシャによって支持されたばね３９によって支持された空洞３０内に拘束されている。ばねまたは複数のばね３９は、従来のタイプのワッシャ３９ｂの間にさらに拘束的に挟まれてもよく、ロッド３２のねじ付き下端部３４は、軸線Ａの周りでインペラ１０８にねじ込まれる。ロッド３２のねじ付き端部３４に隣接する肩部３２ｂは、インペラ１０８に対して支持される。
【0043】
円盤状の固定切断部材１０２は、軸線Ａに対して垂直な平面上のステム２８の終端に支持されている。固定切断部材１０２は、例えば、嵌合ピン２８ａまたはステム２８と固定切断部材１０２との間で係合する他のキー付き特徴部によって軸線Ａの周りを回転することから拘束される。
【0044】
ここで、図１～図４および図９～図１０によって最もよく示されるように、サブアセンブリされたロッド３２、ヘッド３８、インペラ１０８、およびブレード１１２が一緒に捕捉され、ステム２８に対して軸線Ａの周りを回転するように構成される。ヘッド３８と空洞３０の下端部との間の１つまたは複数のばね３９は、ヘッド３８を持ち上げ、それによってステム２８およびインペラ１０８をステム３８を通して持ち上げて、固定切断部材１０２に対して圧縮状態で回転ブレードエッジ１１２ａを連続的に拘束するように作用する。
【0045】
特に図５～１１Ｂを参照すると、関連する回転ブレード１１２を備えた回転インペラ１０８のサブアセンブリは、ヘッド３８および下端部３４を備えたロッド３２およびステム２８を通るばね３９によって、軸線Ａの周りで固定切断部材１０２に対して圧縮的に保持され、まとめて細片化機構と呼ばれる。
【0046】
以下でさらに詳細に説明するように、駆動シャフト４２は、駆動シャフト４２の下端部にある駆動係合部４６を介して、図１に概略的に示されている動作可能なプロセッサ４４に取り付けられている。プロセッサ４４は、駆動シャフト４２の回転を引き起こし、それによって、組織、または具体的には容器１２内のＦＴＳＧの細片化を引き起こす細片化機構４０内の固定ブレードエッジ１２２に対する回転ブレード１１２の回転を引き起こす。適切な回転シャフト封止４７および４１は、駆動係合部４６と駆動シャフト４２との間に流体封止を提供する。
【0047】
プロセッサ４４は、好ましくは、各使用後に無菌的に洗浄されやすいように構成された再利用可能な装置である。プロセッサ４４はまた、ユーザが無菌領域で外科用装置をインターフェースするための標準的な方法を使用して処理装置を取り付け、使用し、および取り外すことを可能にするような方法で、機械的係合で処理装置１０を交換可能に受け取るように構成される。プロセッサ４４はまた、結合された処理装置によって覆われていない表面を分離するために滅菌ドレープを受け取るように構成され得る。プロセッサはまた、手術室の設定で容易に利用可能である、完全に滅菌可能である、および／または圧縮空気によって動力を供給される装置であってもよい。
【0048】
図２に示され、以下でより詳細に説明するように、インペラ１０８の回転は、流体および含まれる組織または特にＦＴＳＧの連続循環流（ＣＦ）を容器１２の内部の周りに、そして細片化機構４０を介して提供し、ＦＴＳＧを継続的に小さな粒子に切断する。細片化機構４０は、細片化の間中、容器１２の内部内にＦＴＳＧおよび流体を維持するために、容器１２の開放底部２０の出口開口部１７上に液密関係で着座している。適切な封止１９は、細片化機構４０と出口開口部１７との間に流体封止を提供する。
【0049】
図３および図４に示すように、駆動シャフト４２は、細片化機構４０を容器１２の開放底部２０の開口部１７から外すように持ち上げることができる。軸線Ａに沿った駆動シャフト４２の上方への動きは、キー１２ａがスロット１６ａ内に乗っている状態で、容器１２に対してカバー１６の上方への動きを引き起こす。これは、細片化機構４０を容器１２の底部２０上のその密封位置から持ち上げ、それにより、流体の流れのためにアクセス可能な出口開口部１７を提供する。
【0050】
【0051】
細片化機構４０は、軸線Ａに沿って互いに軸線方向に位置合わせされたベース構成要素１００および固定切断部材１０２を含む。ベース構成要素１００は、回転を提供するために従属マウント１０４で駆動シャフト４２に取り付けられる。マウント１０４の上には、一般に横方向である平らな円形プレート１０６がある。プレート１０６はまた、図１～図４に示すように、容器１２の底部２０の開口部１７における着座面としても機能する。
【0052】
ベース構成要素１００の上端部は、軸線Ａの正反対の側でプレート１０６から上向きに延在する２つ以上のインペラベーン１１０を有するインペラ１０８として機能する。インペラベーン１１０は、以下でさらに詳細に説明する目的のために、それぞれ軸線Ａに沿って補完的に湾曲している。各インペラベーン１１０は、上端部で切断ブレード１１２を対面関係で支持する。また、以下でさらに詳細に説明するように、インペラベーン１１０の上端部にある切断ブレード１１２は、固定切断部材１０２と並置して支持されている。ブレード１１２は、固定切断部材１０２に対してベース構成要素１００と共に回転する。
【0053】
図５～図８に示す好ましい実施形態では、固定切断部材１０２は、概して円盤状の本体１０２ａを有する。本体１０２ａは、円周方向に配置された間隔を置いて配置されたブレード表面１２０を画定する。各ブレード表面１２０は、頂点１２２ａで収束する一対の収束ブレードエッジ１２２を含む。各ブレード表面の間に、ブリーチ１２４が画定されている。ブリーチ１２４は、ＦＴＳＧおよび他のＴＰなどのＴＰの通過を可能にするブレード表面と、ベース構成要素１００が回転するときに本体１０２ａを通る流体との間のオープンスペースである。
【0054】
【0055】
図５および図６に示すより好ましい実施形態では、ブレード表面１２０は、収束ブレード表面１２０の頂点１２２ａが先細りの曲面で固定切断部材１０２の円周近くに収束する涙滴形状に形成される。この形状は、組織、特に通過したＴＰの完全な細片化を促進するのに役立つことが分かっている。
【0056】
インペラ１０８に対する固定切断部材１０２の配置は、図９～図１２に概略的に示されている。固定切断部材１０２の下側エッジとインペラ１０８の上端部との間に小さなクリアランススペース（Ｓ）が設けられ、その結果、延在する回転切断ブレード１１２は、固定切断部材１０２の円盤状本体１０２ａの下側エッジに対して並置されて支持される。これにより、組織が剪断されて細片化される剪断面（ＳＰ）が形成される。
【0057】
固定切断部材１０２は、好ましくはステンレス鋼であり、精密に研磨された鋭いバリのない固定ブレードエッジ１２２でＣＮＣ機械加工されている。底部剪断面（ＳＰ）の表面は平らで、できれば０．０８μｍ以上の仕上げである必要がある。ステンレス鋼材料は、一般に、耐食性および硬化グレード、例えば、焼きなまし状態で機械加工され、硬化表面および耐久性のある持続可能な切断エッジを達成するために５５～６０ＲＣに真空熱処理された４４０Ｃステンレス鋼であってもよい。固定切断部材１０２は、代替的に、他の非腐食性材料のものであってもよく、または代替的な硬度のものであってもよく、他の精密プロセスによって作製されてもよい。圧縮係合している固定切断部材１０２と並置された回転切断ブレード１１２は、対向する表面が剪断面（ＳＰ）に沿って互いに摺動する際に摩耗やかじりの状態を最適に回避するために、例えば、プラスチックまたはセラミックなどの異なる材料、異なる硬度、または代替の処理や適用された表面仕上げを有してもよい。さらに、固定切断部材１０２のブレードエッジ１２２および／または回転切断ブレード１１２のブレードエッジ１１２ａは、鋭利になるように、または続いて鋭利になるように形成され得る。
【0058】
回転切断ブレード１１２は、固定切断部材１０２の円盤状の本体１０２ａの下側エッジに対して切断ブレード１１２のエッジをバイアスするエラストマーパッド１３０などのばねによって支持されたインペラ１０８の上端部に取り付けられ得る。切断ブレードエッジ１１２ａを固定切断部材１０２に対して物理的に接触させて維持することにより、組織の引き裂きおよび細断が最小限に抑えられることが見出された。
【0059】
図５および図６を参照すると、固定切断部材１０２は、軸線Ａの周りに放射状に配列された２つ以上のブリーチ１２４、好ましくは３つに示すように、それぞれが関連するブレードエッジ１２２を有することができる。回転ベース構成要素１００は、同様に、好ましくは２つに示すように、軸線Ａの周りに半径方向に配列された２つ以上の切断ブレード１１２を有することができる。しかしながら、回転ブレード１１２の量は、固定ブレード１２２の量と最もよく異なり、複数のブレードが同時に係合する場合に複合されるであろう累積切断力を最小化することによって切断効率を最大化する。
【0060】
回転切断ブレード１１２は、並置された固定ブレードエッジ１２２に対して鋭角な切断角度で配置され、その結果、回転ブレード１１２と並置された固定ブレード１２２との間に捕捉されたとき、組織はスライス作用で切断される。
【0061】
図１２Ａは、回転ブレード１１２の切断エッジ１１２ａが、研磨された二重斜角エッジで製造され得ることを示している。二重斜角とは、ブレードの両側が斜角になっていることを指す。あるいは、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、切断エッジ１１２ａは、ＴＦＳＧの細片化をさらに最大化する二次遠位研磨された二重斜角エッジでより鋭くすることができる。ホーニングとは、より細かいグリット砥粒によって比較的少量の材料が表面から除去される、より正確な砥粒研削またはラッピングプロセスを指す。われわれの機能的原理実証システムで使用される切断ブレード１１２は、好ましくは、二次的に研磨された二重斜角エッジ、ならびに追加の微細に研磨された二重斜角エッジ、例えば３つの段階的な二重斜角エッジのセットを有するさらに鋭利なブレードを利用する。
【0062】
回転切断ブレード１１２は、固定切断部材１０２の下面に対して鋭角で最もよく配置され、その結果、回転ブレード切断エッジ１１２ａの先端部は、ブレード面１２０の固定ブレードエッジ１２２に対して鋭角で通過する。
【0063】
前述のように、ばね３９を使用して、回転ブレードエッジ１１２ａに圧縮的に予荷重をかけ、回転中、固定ブレードエッジ１２２との接触を維持することができる。図１２Ｃは、回転ブレードの切断エッジ１１２ａが、特に切断ブレード１１２が実質的に堅く、例えば約０．０１０インチの厚さであり得る場合に、剪断面（ＳＰ）に対する予荷重下で柔軟に一致することができることを示す。追加的または代替的に、図９に示すように、切断ブレード１１２自体は、特に切断ブレード１１２が実質的に柔軟であり得、例えば約０．００３から０．００６インチの厚さであり得る場合、剪断面（ＳＰ）に対して予荷重下で柔軟に適合することができる。
【0064】
図１２Ｄは、回転ブレード１１２のブレードエッジ１１２ａが、平坦または平面範囲１１２ｂを有するように形成され得る一実施形態を示す。この平面範囲１１２ｂは、剪断面（ＳＰ）で固定切断部材１０２のブレードエッジ１２２と同一平面上または同一の広がりを有するように形成される。
【0065】
好ましい実施形態では、剪断面（ＳＰ）は、チャンバインペラおよびブレード回転アクセスに垂直である。剪断面（ＳＰ）はまた、軸線Ａに対して他の方向をとることができる。一例が図１３Ａに示され、ブッシング２００、回転封止２１０、ステータ２２０、ロータ２４０、および切断チャンバ２６０を示している。ロータ２４０のブレード２４２は、中心軸線Ａの周りの固定ブレードであるステータ２２０のブレード２２２に近接して通過する。
【0066】
また、この実施形態では、ロータブレード２４２は、一体的に形成されたインペラベーンとして構成された表面を有する。回転エッジは、一般に、先導するインペラベーンエッジと同一の広がりを有してもよい。回転ロータブレードと固定ステータブレードエッジは、正確なスライスを最もよく達成するために、物理的に密接に接触していることが望ましい。ブレードは、厳密に制御された最小剪断ギャップ、好ましくは３０マイクロメートル未満のために機械的に研磨されてもよい。回転ブレードエッジを固定切断ブレードエッジの剪断面に対して鋭角に配置すると、衝突した組織の剪断切断が容易になる。回転ブレードエッジと反対側のブレードエッジの剪断面との間にばね支援の圧縮係合を維持することで、収束するブレードエッジ間で滑るのではなく、組織が正確にスライスされることが最も確実になる。
【0067】
剪断面で組織を切断するための他の技術および配置もまた、当業者の熟考の範囲内であり得る。
【0068】
組織の細片化
本発明のプロセス装置１０の基本的な構成要素を説明したので、本明細書で定義される組織または具体的にはＴＰの細片化の１つの好ましい例を図に関して説明する。
本発明のプロセス装置１０の基本的な構成要素を説明したので、本明細書で定義される組織または具体的にはＴＰの細片化の１つの好ましい例を図に関して説明する。
【0069】
最初に、図１～図４を参照して、上記のように、そして流体媒体中で調製されたＦＴＳＧは、カバー１６の入口開口部１８を通して容器１２に挿入され得る。充填ラインＦは、容器１２に配置され得る組織および流体の量に関するガイダンスを提供するように提供され得る。その後に、駆動係合部４６に接続された回転機構が作動して、駆動シャフト４２および細片化機構４０を回転させる。
【0070】
図２を参照すると、そのような回転は、容器１２内に渦を確立することによって、流体中の組織の循環流を引き起こす。この渦は、その中に含まれる組織を完全に細片化するように、細片化機構を通して組織を継続的に移動させることを提供する。循環流路および確立された渦は、インペラ１０８のインペラベーン１１０の構成によって作成される。
【0071】
図１４に概略的に示すように、インペラベーン１１０は、インペラベーン１１０の上部または前部１１０ａが流体および含まれる組織または具体的にはＦＴＳＧに軸線方向推力を与え、インペラベーン１１０の下部または末端部分１１０ｂが半径方向推力を提供する。インペラベーン１１０ａおよび１１０ｂの構造は、容器１２全体にわたってＦＴＳＧを継続的に移動させることを可能にする。インペラ１０８は、ＦＴＳＧＰが含まれる流体を、回転ブレード１１２と固定ブレード１２２との間を通過して、固定切断部材１０２のブリーチ１２４を通して駆動させ、次いで、トラフ状の底部２０および容器１２の側壁に対して偏向させて逆転させる。反対方向の流れで、外周容積（ＰＶ）を循環する。次に、流体の流れは渦に移行して、組織を混合し、中央容積（ＣＶ）を通して駆動し、細片化機構４０を通って再び戻り、ＦＴＳＧが継続的かつ繰り返し切断され、細片化される。
【0072】
当業者は、例えば、インペラベーンおよび／または内部容器形状および／または底部２０の形態を代替的に構成して、容器１２全体に細片化機構４０を介して浮遊組織を有する流体の効果的な循環流を増強することができる。内部流れ特性は、例えば、ピッチを増減するか、さもなければインペラベーン１１０の形状を再形成することによって、または、半径方向推力１１０ｂ用に構成されたベーンの一部のピッチに対して、軸線方向推力１１０ａ用に構成されたベーンの一部のピッチを増加または減少させることによって、または、軸線方向推力ベーン表面または半径方向推力ベーン表面のいずれかを排除することによって、強化することができる。
【0073】
図３および図４を参照すると、ＦＴＳＧおよび本明細書に記載の他の組織粒子などのＴＰが完全に細片化されると、駆動シャフト４２を持ち上げて、インペラ１０８を容器内の着座位置から外すことができる。プレート１０６は、導管２２および出口２６との流体連通を確立する開口部１７から外れている。細片化された組織は、以下に説明される方法で使用するために、出口２６を通って重力駆動ドレインによって排出される。
【0074】
ＦＴＳＧまたは他の組織移植片のＴＰへの細片化が完了すると、インペラ１０８の回転を停止することができ、水よりも大きい比重を有する本明細書で定義されるＴＰは、容器１２の底部２０に沈降する。当業者は、代替方法を使用して、処理装置１０内の容器１２の底部２０から沈殿したＴＰを手動で引き出すことができることを認識するであろう。例えば、沈降したＴＰは、入口開口部１８を通して容器１２に挿入することができる細長いカニューレ先端部（図示せず）と組み合わせて、従来のシリンジに引き込むことができる。そのような方法で、プロセッサ１０からＴＰを引き出すために使用されるのと同じシリンジを、次に、アプリケーション装置として使用することができる。入口開口部１８を通してＴＰを手動で引き出すこの方法では、処理装置１０は、ドレイン３９または出口２６を含む必要はない。
【0075】
細片化されたＦＴＳＧＰの排出
ここで、細片化された組織粒子（ＴＰ）または例えば具体的にはＦＴＳＧＰをアプリケータ３００に放出することを、図１５Ａ～図１５Ｅに関して説明することができる。図１５Ａを参照すると、ＴＰを収集および分配するために使用され得るアプリケータ３００は、典型的には、制御された量を送達および計量するための周知の手段を提供するシリンジとして構成される。
ここで、細片化された組織粒子（ＴＰ）または例えば具体的にはＦＴＳＧＰをアプリケータ３００に放出することを、図１５Ａ～図１５Ｅに関して説明することができる。図１５Ａを参照すると、ＴＰを収集および分配するために使用され得るアプリケータ３００は、典型的には、制御された量を送達および計量するための周知の手段を提供するシリンジとして構成される。
【0076】
シリンジアプリケータ３００はまた、ＴＰから過剰な流体を分離するための装置として機能する。円筒形スクリーンフィルタ３０２は、アプリケータ本体３０３への挿入物として形成され、プランジャ３０４およびピストン３０６を受け入れるための内部アプリケータチャンバ３０８ルーメンを有する。周辺ドレインチャネル３０５は、細片化されたＴＰ内の過剰な流体がフィルタ壁を自由に通過し、ドレインチャネル３０５を通過し、ドレイン出口３１０から出ることができるように、フィルタ３０２を取り囲むことができる。スクリーンフィルタは、図１５Ａに示すように、アプリケータの３６０°またはその一部のみを包含して、窓３０７を通して内容物を見るのに十分な領域を残すことができる。フィルタ３０２は、例えば、ＴＰを含みながら流体が通過することを可能にする５０ミクロンの開口部を有する微細メッシュであってもよい。あるいは、フィルタ３０２は、利用されたフィルタ開口部よりも大きい湿潤粒子を選択的に含みながら、溶液でより小さな粒子を排出するように、例えば、レーザーカット、織りメッシュ、または特定のサイズのより大きな開口部を有する酸エッチングされた穴あきスクリーンから構成されてもよい。シリンジアプリケータ３００はまた、ＴＰから液体を分離し、ＴＰを、例えば、取り付けられたシリンジに適用するための別個の装置または容器の上または中に分配するように構成することができる。
【0077】
図１５Ａはまた、処理装置１０が、例えば、バヨネットマウント１１５を用いてプロセッサ４４に取り付けられていることを示している。処理装置４４は、コードレスであってもよく、含まれる充電式電池によって駆動される低電圧ＤＣモータ１１４を含んでもよい。電池は、リモートＡＣＤＣ充電器に接続して再充電することが好ましい。低電圧ＤＣモータは、リモート接続されたＡＣＤＣ電源を介して電力を供給することもできる。両方のそのような方法において、低電圧ＤＣ電力の使用は、水溶液の潜在的な存在下での処理装置１０の安全な使用を可能にする。軸線方向に接続された駆動係合部４６は、プロセッサ４４のモータシャフトを中央シャフトアセンブリに接続する。ＴＰの細片化時に、モータ１１４は、インペラの下の封止１９を開くように自動的に減速または停止および上昇され得、細片化された組織混合物および溶液を、重力駆動ドレイン３９を通して処理チャンバから出口２６を通って排出させ、ポート３２０を介してアプリケータ３００に入るようにする。
【0078】
アプリケータ３００は、プランジャ３０４およびピストン３０６がその上昇位置にあり、キャップ３１８が所定の位置にあり、分配オリフィスを閉じる状態で示されている。ＴＰおよび溶液がアプリケータ３００に入ると、流体は、フィルタ壁３０２を自由に通過し、流れチャネル３０５を通ってアプリケータ３００を出て、ドレイン出口３１０を通って流体廃棄物ドレイン容器３１７に入るので、流体がＴＰから排出される。その後に、プランジャ３０４は、ピストン３０６がポート３２０を閉じることを可能にするように、アプリケータチャンバ３０８内に十分に前進され得る。次に、アプリケータ３００の入口ポート３２０を処理装置１０の出口ポート２６ａから切り離すことにより、アプリケータ３００を処理装置１０から取り外すことができる。その後に、キャップ３１８をアプリケータ３００から取り外し、選択されたアプリケータ先端部３０１を、以下でさらに詳細に説明する方法でＴＰを分配するために分配オリフィス３０９に取り付けることができる。
【0079】
図１６に示す本発明のさらなる実施形態は、プロセッサ４４に機械的に結合された処理装置１０を含むことに関して、図１５Ａと同様である。駆動係合部４６は、同様に上昇して封止１９を開き、出口２６を通して容器１２を排出することができるが、図１６（および以前の様々な図１、図２、図３）に示すように、駆動シャフト４２は、例えば、駆動シャフト４２上に一体的に成形されたフィンを備えたロータポンプ１１８を含んでもよい。ロータポンプ１１８は、軸線Ａを介してモータ１１４によって駆動され、分離装置４１５を介して溶液を循環させる。
【0080】
図１６は、処理装置１０から出口２６および入口２９の導管を通って流体を循環させる異なる分離装置４１５を紹介している。ＴＰの細片化が完了すると、モータ１１４は、駆動係合部４６および駆動シャフト４２と共に自動的に上昇し、インペラ１０８の下のチャンバ封止１９を開き、流体およびＴＰを容器１２から放出する。
【0081】
モータ速度は、必要に応じて変更され、溶液およびＴＰを出口チャネル２６およびダイバータバルブ４１７を介してポンプ輸送して、円筒形フィルタチューブ４０２ライニングを含む円筒形分離チャンバ４１６に入る。フィルタチューブ４０２は、例えば、特に所望のサイズのＴＰを捕捉するために適切なサイズの開口部を備えた、織メッシュ、穴あきフィルム、または酸エッチングされたスクリーンであってもよい。粒子は、流体がフィルタチューブを通過し、円周方向のドレインチャネル４０５を通過するときに分離チャンバ４１６内に捕捉され、入口導管２９を通って分離装置４１５を出て、処理装置１０の容器１２に戻る。いくつかの短いパス内で、ＴＰが容器１２から実質的に洗い流されて分離装置４１５に移されるので、モータ１１４は自動的に停止する。
【0082】
次に、ダイバータバルブ４１７は、自動または手動で切り替えられ、例えば、時計回りに９０°回転されて、分離チャンバ４１６からアプリケータ４００への流体経路を開くことができる。入口導管２９は、容器１２の充填ライン（Ｆ）の下に配置され、含まれる流体のヘッド圧力が、ＴＰを分離チャンバ４１６からダイバータバルブ４１７を通って、アプリケータアタッチメント４１１を通って、取り外し可能なアプリケータ４００のアプリケータチャンバ４０８内に実質的にフラッシュすることを可能にする。
【0083】
その後に、ダイバータバルブ４１５が閉じられ、アプリケータ４００がアプリケータアタッチメント４１１から切り離され、ピストンを備えたプランジャ（例えば、前の図１５Ｂに示されている）が、アプリケータ４００の管腔に手動で挿入される。キャップ４１８が取り外され（例えば、ルアータイプの接続で）、選択されたアプリケータ先端部と交換される（例えば、図１５Ｂで紹介されるように）。このようにして、アプリケータ４００は、以下でさらに詳細に説明される方法で、ＴＰを所望の自家移植照準に分配する準備ができている。
【0084】
処理装置１０、分離装置４１５およびアプリケータ４００は、一体型の滅菌アセンブリとしてパッケージ化されてもよい。あるいは、アプリケータ４００は、別個に滅菌包装されてもよい。
【0085】
ここで図１７に目を向けると、プロセッサ４４およびアプリケータ５００を備えた処理装置１０のさらなる実施形態が、異なるタイプの分離装置５１５に結合されてここに示されている。この実施形態では、ポンプ１１８は、同様に、細片化されたＦＴＳＧＰが懸濁された溶液を、容器１２から出口２６を通って入口２９を通って戻り、この構成では、サイクロン作用を使用して溶液からＴＰを分離する分離チャンバ５１５と流体連通する。このシステムは、遠心分離場での固体粒子の最終沈降速度の原理を使用している。処理装置１０からの出口２６は、分離装置５１５の分離チャンバ５１６に接線方向に入る。ハイドロサイクロン内の高速遠心分離場は、粒子を円錐形チャンバ５１６の外壁に急速に移動させ、バルブ５１７を通って、アプリケータアタッチメント５１１を通って、円錐形壁の内側を下向きにアプリケータ５００内に強制的に移動させる。次に、バルブ５１７を閉じ、アプリケータ５００をコレクタから切り離し、ピストンを備えたプランジャをアプリケータ５００に挿入し、アプリケータキャップ５１８を選択した分配先端部と交換すると、アプリケータは、以下に説明する方法ＴＰを分配する準備ができる。
【0086】
処理装置１０がプロセッサ４４に結合されている、さらに別の実施形態が図１８に示されている。図１８では、入口２０および出口チャネル２６は、ワールプール的作用を使用して、渦巻くＴＰ粒子を中央ドレインに向けて収集し、それを通して濃縮されたＴＰがアプリケータ６００内のアプリケータチャンバ６０８に堆積される、分離チャンバ６１６と流体接続して示されている。上記の実施形態と同様に、次に、バルブ６１７が閉じられ、アプリケータ６００が切り離され、アプリケータキャップ６１８が選択された分配先端部と交換される。次に、アプリケータ６００は、以下でさらに詳細に説明される方法で、ＴＰを分配する準備ができている。
【0087】
さらに別の実施形態が図１９に示され、処理装置１０は、図１６に示すように、出口２６および入口２９を介して分離装置７１６上に同様に結合される。また、図１６の実施形態と同様に、分離装置７１６は、フィルタチューブ７０２によって１つまたは複数のドレインチャネル７０５から分離された分離チャンバ７１６を含み、分離チャンバ７１６を通過した溶液が、フィルタチューブ７０２を通過してドレインチャネル７０５を通過し、入口２９を通過して処理装置１０を通って再循環されるようになっている。しかしながら、この実施形態では、出口２６および入口２９は、分離装置７１６が、取り外し可能な出口２６および入口２９の流路からの漏れからの流体を含みながら、処理装置１０から取り外し可能であり得るように、密封可能な閉鎖可能なポート７２０（図示せず）を含んでもよい。このようにして、取り外された分離装置７１６は、プランジャ７０４およびピストン７０６ならびに取り外し可能なキャップ７１８を含むことができ、図１５ＣおよびＤに同様に記載されるように、一緒にアプリケータ７００として使用され得る。
【0088】
図２および１４に概略的に描かれた循環流（ＣＦ）経路は、流体の流れパターンの再循環の性質をより明確に示すために、乱流渦の渦を示さないことにより、大幅に簡略化されている。初期のプロトタイプは、インペラによって誘発された渦が、流体に懸濁されたＴＰを継続的に再循環および混合することが望ましい一方で、粒子が、細片化機構４０を介して引き出される前に、必要以上に容器１２の周りを遠回りすることも引き起こしたことを明らかにした。
【0089】
図２０の軸線方向の図、および図２１の側面図は、ＴＰをより適切に細片化するために、処理装置１０に好ましい改善を導入している。ステム２８から放射状に広がる垂直バッフルパネル１４０の配置は、単一の渦を効果的に遮断する。バッフルは、固定切断部材１０２上の収束するブレードエッジ１２２の各セットの頂点の近位に配置される。容器１２内の渦巻く流体は、各バッフル１４０から跳ね返り、各バッフル１４０に隣接して別個のより小さな渦Ｖを生成する。より小さな渦Ｖは、細片化機構４０の連続的に閉じるブリーチ１２４のそれぞれを通して、より適切にＴＰを運ぶ。
【0090】
図２および図１４に記載される処理装置１０内の循環流（ＣＦ）経路は、好ましい実施形態を表す（そして、例として、他の複数の図にも含まれる）が、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。インペラ１０８は、細片化機構を繰り返し通過するように、容器１２の中央容積（ＣＶ）を通して流体およびＴＰを連続的に再循環させるために使用されるが、流体およびＴＰは、戻るときに必ずしも周辺容積ＰＶを通して再循環される必要はない。したがって、図２２は、流体および懸架されたＴＰが、別の例として、再循環導管１５０を通って容器１２の外部に流れるように、他の方法で細片化機構４０を通して再循環され得ることを教示している。
【0091】
さらに、図２２は、シャフト４２に一体であり、軸線Ａを中心に回転しているロータポンプ１１８を示しているが、当業者は、流体駆動ポンプが、代替として、処理装置１０からの出口２６と処理装置１０への戻り入口２９との間の再循環導管１５０に沿って他の場所に含まれ得ることを認識するであろう。さらに、そのようなものとして、循環ポンプ（図示せず）は、プロセッサ１０を駆動するためにも使用されるモータによって駆動されるか、またはそれに関連付けられる必要はなく、例えば、別個に動作可能な流体ポンプであってもよい。さらに、さらに図２２を参照すると、そのような再循環導管１５０は、１つまたは複数のダイバータバルブ１１７を含むことができ、その結果、（細片化の完了時に）流体および懸架されたＴＰは、例えば、図１５Ａ～図１５Ｅ、図１６、図１７、図１８または図１９で説明されるように、様々なタイプの分離装置のいずれかを通って循環するように迂回され得る。
【0092】
さらに、処理装置１０の容器１２の外部にある再循環導管１５０で構成されたシステムで使用される図２２のインペラ１０８は、半径方向推力１１０ｂ用に構成されたベーンを有する必要はない。そのような実施形態では、軸線方向推力１１０ａのみのために構成されたピッチを有するベーンは、組織支持溶液の循環が、軸線Ａに沿って容器１２から、出口チャネル２６を通り、再循環導管１５０を通り、入口チャネル２９通って、容器１２内の細片化機構４０により連続的に再循環されことを容易にするために、インペラ１０８上において十分であり得る。
【0093】
さらに別の実施形態が図２３に概略的に示されている。ここでは、従来のシリンジ（図示せず）を介して分配するために、本明細書で定義されるように、処理されたＴＰを効果的に分離および圧縮するために遠心タイプの分離装置９１９と組み合わせて使用される処理装置９１０が示されている。分離装置９１９は、保護カバー９７６内に覆われてもよい。処理装置９１０および分離装置９１９は、包囲シュラウド９７６と共に、好ましくは単一のユニットに統合され、単一の患者用として包装され、赤いバッグの医療廃棄物としての使い捨て装置として使用されるように事前滅菌され得る。装置は、個々の患者の処置内で複数回使用することができる。組み合わされた処理装置９１０および分離装置９１９は、軸線方向に整列され、例えばバヨネット係合９６０を用いて、無菌的に洗浄可能な再利用可能なプロセッサ９４４上に固定可能に結合されるように構成される。
【0094】
処理装置９１０内のＴＰの細片化が完了すると、ＴＰは、容器９１２の底部９２０からのドレイン９３９を通して溶液中に放出される。ドレイン９３９は、好ましくは、処理装置９１０の中心軸線Ａの周りに配置されるか、そうでなければ、遠心分離装置９１９の中央チャンバ９７２に流体的に連絡するように、容器９１２の底部９２０に適切に配置される。
【0095】
１つまたは複数の個別の収集チャンバ９７３は、中央チャンバ９７２から半径方向に突出し、各収集チャンバは、遠位出口オリフィス９７４を有する。遠位出口オリフィス９７４は、標準的なルアーキャップ９７５または標準的なルアー先端シリンジ（図示せず）の交換可能な取り付けのための標準的なねじ付き雌ルアー係合を有する。
【0096】
中央チャンバ９７２および半径方向に延在する収集チャンバ９７３は、中空射出ブロー成形部品として一体的に形成されてもよく、射出成形部品のアセンブリとして製造されてもよく、または例えば射出成形されたルアーフィッティングが射出ブロー成形されたユニボディコアに取り付けられた組み合わせとして製造されてもよい。
【0097】
遠心分離装置９１９は、処理装置９１０の軸線Ａと好ましくは一致するか、または軸線方向に整列する軸線の周りで、精密ラジアルタイプのボールベアリング（図示せず）上で、高速、例えば最大３００Ｇで回転するように構成される。スピンする分離装置９１９は、好ましくは、保護シュラウド９７６内に入れられる。処理装置９１０および遠心分離装置９１９が同じ軸線の周りを回転する場合、ボールベアリングの内側シャフト直径は、処理装置９１０内のインペラ９０８の回転に対して遠心分離装置９１９の独立した回転を可能にするのに十分な大きさであってもよい。
【0098】
わずか数分間遠心回転すると、溶液に懸濁したＴＰが分離し、放射状に延在する収集チャンバ内で圧縮される。次に、遠位に延在する雌ルアーコネクタ９７４上のルアーキャップ９７５は、ねじ山が外され、適切なサイズの標準的なシリンジと交換される。次に、圧縮されたＴＰをシリンジに引き込むと、充填されたシリンジが分離装置９１９から外され、選択されたルアーフィッティングアプリケータ先端部（例えば、図１５で前述した）が取り付けられ、これで自家ＴＰ適用の準備ができている。
【0099】
細片化された粒子
本明細書に記載の懸濁ＴＰまたは特にＦＴＳＧＰまたは他の組織粒子の溶液は、他のＦＤＡ承認添加剤、例えば、ハンドリング（すなわち、生理食塩水、緩衝液、またはＢｉｏＬｉｆｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（商標）、または他の細胞育成／保存溶液など）と組み合わせて混合されてもよい。混合物は、渦循環を使用して処理装置１０内で作成され、自然に接続された細胞および細胞外マトリックス材料から構成される細片の不均一な混合物を達成することができる。あるいは、ＴＰのいくつかの懸濁液／分散液は均一であってもよい。生成される分散液または乳濁液が均一であるか不均一であるかは、他の要因の中でもとりわけ、組織のタイプ、それが懸濁される媒体、プロセスの速度および温度を含むがこれらに限定されない多くの要因に依存してもよい。本発明のＴＰ懸濁液／分散液を作製する方法の重要な利点、ならびに結果として生じる懸濁液／分散液それ自体は、細片化を達成するための処理中および処理直後の高い細胞生存率に関係する。本明細書に記載されるように、そのような高い細胞生存率を維持しながら細片化するこの能力は、本発明に特有であり、従来の方法によっては達成されない。本明細書に記載の方法は、一般に患者のベッドサイドにおいてリアルタイムである、処理直後に少なくとも５０％の生存率、または処理直後に少なくとも６０％の生存率、または処理直後に少なくとも７０％の生存率、または処理直後に少なくとも８０％の生存率、または処理直後に少なくとも８５％の生存率、または処理直後に少なくとも９０％の生存率、または処理直後に少なくとも９２％の生存率、または処理直後に少なくとも９４％の生存率、または処理直後に少なくとも９６％の生存率、または処理直後に少なくとも９７％の生存率、または処理直後に少なくとも９８％の生存率、または処理直後に少なくとも９９％の生存率を有するＴＰを含む懸濁液または分散液を生成する。一般に、処理には約１時間かかる場合があるが、好ましくは１時間未満、例えば、４５分以下、４０分以下、３０分以下、２０分以下、または１０分以下であり得る。
本明細書に記載の懸濁ＴＰまたは特にＦＴＳＧＰまたは他の組織粒子の溶液は、他のＦＤＡ承認添加剤、例えば、ハンドリング（すなわち、生理食塩水、緩衝液、またはＢｉｏＬｉｆｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（商標）、または他の細胞育成／保存溶液など）と組み合わせて混合されてもよい。混合物は、渦循環を使用して処理装置１０内で作成され、自然に接続された細胞および細胞外マトリックス材料から構成される細片の不均一な混合物を達成することができる。あるいは、ＴＰのいくつかの懸濁液／分散液は均一であってもよい。生成される分散液または乳濁液が均一であるか不均一であるかは、他の要因の中でもとりわけ、組織のタイプ、それが懸濁される媒体、プロセスの速度および温度を含むがこれらに限定されない多くの要因に依存してもよい。本発明のＴＰ懸濁液／分散液を作製する方法の重要な利点、ならびに結果として生じる懸濁液／分散液それ自体は、細片化を達成するための処理中および処理直後の高い細胞生存率に関係する。本明細書に記載されるように、そのような高い細胞生存率を維持しながら細片化するこの能力は、本発明に特有であり、従来の方法によっては達成されない。本明細書に記載の方法は、一般に患者のベッドサイドにおいてリアルタイムである、処理直後に少なくとも５０％の生存率、または処理直後に少なくとも６０％の生存率、または処理直後に少なくとも７０％の生存率、または処理直後に少なくとも８０％の生存率、または処理直後に少なくとも８５％の生存率、または処理直後に少なくとも９０％の生存率、または処理直後に少なくとも９２％の生存率、または処理直後に少なくとも９４％の生存率、または処理直後に少なくとも９６％の生存率、または処理直後に少なくとも９７％の生存率、または処理直後に少なくとも９８％の生存率、または処理直後に少なくとも９９％の生存率を有するＴＰを含む懸濁液または分散液を生成する。一般に、処理には約１時間かかる場合があるが、好ましくは１時間未満、例えば、４５分以下、４０分以下、３０分以下、２０分以下、または１０分以下であり得る。
【0100】
ＴＰを遠心分離して、組織粒子の密度、粘度、および一貫性を変化させることもできる。これは、代替的な外科的用途に望ましい場合がある。遠心分離の速度と遠心分離の時間を調整することで、結果として得られる出力組織粒子の形状をカスタマイズすることができ、例えば、一貫性と密度は、溶液、ペースト、またはクリームとして表示される。望ましくは、結果として生じる出力（Ｉｄ．）は流動性があり、および／または拡散によって容易に適用される。得られた出力は、例えば、圧縮された組織形態としてさらに提示されてもよく、またはさらに回転されて、圧縮された細胞物質として提示されてもよい。
【0101】
本明細書で定義されるＴＰは、様々な流体分配装置、特にシリンジから最も効率的に送達され得、これらは、制御された量を容易に計量するのによく知られており、有用である。対象となる粒子サイズは、流体組成物として標準のルアーコネクタの内腔を自由に通過する。先端部は、例えば標準のルアースレッドを使用して、アプリケータに交換可能に取り付けることができる。様々な交換可能なアプリケータ先端部は、所与の処置のための外科医の選択で特定の用途に最も適切であるように選択するための分配キット内に含まれてもよい。クリーム、ペースト、または液体の形態では、ＴＰ、例えばＦＴＳＧＰは、様々な選択されたチップタイプのアプリケータ先端部を介してシリンジから分配され得る。先端部は、広い領域に広がるために、狭い／長い扇形の出口オリフィスを有してもよい。そのような扇形の先端部は、可撓性の低デュロメータシリコーンまたは熱可塑性エラストマーから構成され得、そして薄い可撓性のエッジを有することができ、それにより、ＴＰを大きくおよび／または不規則な創傷表面、例えば火傷に穏やかかつ均一に広げるのに有用である。
【0102】
高密度の形態では、本発明のＴＰは、例えばスパチュラを用いて、領域全体または隙間に広げられるか、または適用され得る。高密度の形態では、ＴＰ、例えば軟骨粒子（ＣＰ）は、例えば軟骨欠損のための充填材として使用され得る。したがって、本明細書で定義されるＣＰまたは他の組織粒子などのＴＰは、例えば結合剤として、フィブリン接着剤、自家多血小板血漿、成長因子または他のＦＤＡ承認材料と混合され得る。軟骨または器官のＴＰは、内視鏡シリンジのアタッチメントを介して送達することもできる。
【0103】
流体中で、クリームまたは溶液形態の部分的な厚さの皮膚植皮粒子は、代替的に、例えば美容上の欠陥を埋めるために、皮下適用のために、柔軟なカニューレまたは針を通してシリンジから分配され得る。説明したように様々なＴＰを送達するために、管腔は、例えば、２２から１８ゲージ、または最も顕著には２２または２１ゲージの範囲であってもよい。
【0104】
非常に溶解性の高い形態では、ＴＰは、そのような場合、本明細書に記載されるように、より少ない種類のものであってもよく、広い領域に噴霧され得る。火傷または開放創に使用するためのＴＰの場合、非粘着性の外科的創傷包帯を使用して、創傷部位を湿らせて感染から保護しながら、適用されたＴＰの移動を防ぐことができる。そのような市販の包帯には、例えば、市販のドローテックス、ソフソルブ、カルギネート、またはアクアソルブ包帯が含まれる。
【0105】
システム方法論
装置のシステムは、系統的な順序でプロセスを実行するために説明されている。動作中のシステムの進行を示す図２４に加えて、システムおよびプロセスは、１）処理装置９５０を使用して、溶液内の組織粒子に組織を導入および細片化することと、２）次に、分離装置を使用して、溶液中に懸濁された細片化された組織を優勢な溶液から分配するために分離することと、３）次に、アプリケータ装置９５２を使用して、収集された細片化された組織を外科的に分配および適用することと、を含む。これまで、所望の結果を達成するための３ステップのプロセスを達成するための非限定的な詳細を採用するいくつかの代替的に構成された装置および方法を説明してきた。
装置のシステムは、系統的な順序でプロセスを実行するために説明されている。動作中のシステムの進行を示す図２４に加えて、システムおよびプロセスは、１）処理装置９５０を使用して、溶液内の組織粒子に組織を導入および細片化することと、２）次に、分離装置を使用して、溶液中に懸濁された細片化された組織を優勢な溶液から分配するために分離することと、３）次に、アプリケータ装置９５２を使用して、収集された細片化された組織を外科的に分配および適用することと、を含む。これまで、所望の結果を達成するための３ステップのプロセスを達成するための非限定的な詳細を採用するいくつかの代替的に構成された装置および方法を説明してきた。
【0106】
プロセッサ装置は、様々なタイプの分離装置と組み合わせて使用できる。例えば、分離装置は、図１５Ａ～図１５Ｅ、１６および１９に記載されるように、溶液が流れて組織粒子を分離するためのフィルタチューブを含む装置、または図１７に記載されているように、チャンバ内でサイクロン作用を利用して組織粒子を分離する分離装置、または図１８で説明されているように、チャンバ内でワールプール作用を使用する装置、または図２３に記載されている遠心分離機として機能する装置の形態をとることができ、または組織粒子が、スクリーン（図示せず）を通して溶液の優勢をふるいにかけることによって単純に分離され得る、または沈降した組織粒子が標準的なシリンジを使用して溶液から抽出され得る、または溶液中の組織粒子を溶液の優勢から分離するために、他の任意の数の方法が企図され得る。
【0107】
プロセッサ装置は、様々なタイプのアプリケータ装置と組み合わせて使用することもできる。例えば、アプリケータ装置は標準的なシリンジであってもよく、または図１５Ａ～図１５Ｅまたは図１９に記載されているように、アプリケータとして使用するために分離装置がさらに展開されてもよく、または組織粒子を手動で適用するためにスパチュラが使用されてもよく、または懸濁液中の組織粒子が大きな創傷領域に噴霧されてもよく、または制御された方法で組織粒子を送達および適用するために、他の任意の数の方法が使用されてもよい。
【0108】
ＦＴＳＧプロセス検証研究
ヒト腹壁形成術から採取された全層植皮（ＦＴＳＧ）は、本明細書に開示した方法に従って、本明細書に開示した装置およびシステムを使用して調製された。
ヒト腹壁形成術から採取された全層植皮（ＦＴＳＧ）は、本明細書に開示した方法に従って、本明細書に開示した装置およびシステムを使用して調製された。
【0109】
様々な注記サイズの採取サンプルＦＴＳＧを、バッフルなしの図１～図４およびバッフル付きの図２０～図２１で一般的に説明されているようにモデル化された、製造された実験試験装置にそれぞれ個別に配置した。処理装置は、氷片で事前に冷却された３５ｍｌの緩衝食塩水で満たされた。次に、ＦＴＳＧは、サンプルを、分単位で段階的に漸増する持続時間にわたって約５５０ｒｐｍのスライス速度にさらすことにより、周囲の室温７０°Ｆで細片化した。初期の試験では、各サンプルを処理する経過時間にわたって、冷却された緩衝食塩水の温度上昇がわずかであることが示された。
【0110】
細片化された組織サンプルは、細胞の生存率を決定するために定量的に評価された。溶液に懸濁された処理済みＦＴＳＧＰは、シリンジを使用して０．５ｍｌのアリコートに移された。アリコートは、欠けた氷の容器で冷やして維持した。サンプルを７００ＲＰＭの遠心分離機で５分間遠心分離した後に、上澄みを除去した。定量的細胞生存率分析は、標準的なトリパンブルー試験プロトコルを使用して実行され、生細胞と紫色の破裂した死滅細胞を染色およびカウントした。図２５として含まれている表は、複数の例示的なサンプルロット、処理パラメータ、処理時間において、一貫して８７％～９８％の生存率を示した細胞生存率試験結果を示している。
【0111】
追加のＭＴＴ試験では、データの信頼性を一貫して確認するために、同様の定量的な結果が得られた。細片化した組織粒子も定性的に評価された。得られた細片化された組織粒子は、溶液に懸濁され、プロセッサからカニューレを通ってシリンジに引き込まれ、ペトリ皿に排出されて、メートルスケールの脇に浅いプールまたは水たまりを形成した。細片化されたＦＴＳＧＰの写真がここに示され、各写真は試験サンプル番号によって識別され、相対的な細片のサイズと粒子の外観を視覚的および定性的に文書化する。画像で明らかなように、組織の粒子サイズは各サンプル内で比較的一貫している。最大粒子サイズは、処理時間の合計時間が長くなるにつれて次第に小さくなった。
【0112】
例示的な細片化研究では、それぞれ約１２ｍｍ×６ｍｍ×４ｍｍの厚さの全組織植皮（ＦＴＳＧ）の１０個の部分が、ブレードが約５５０ＲＰＭで回転する３５ｍｌの緩衝液を含むバッフルのないプロセッサで細片化された。図２６Ａ（試験１ｂ）は、４分間の処理後にプロセッサから引き出された液体懸濁液中の細片化されたＦＴＳＧＰのサンプルを示している。溶液中のＦＴＳＧＰを移して、個々の粒子を視覚化するためにペトリ皿に浅いプールを形成した。個々の粒子の最大サイズは、通常、どの軸線でも約１．５～２．０ｍｍ以下であるように見える。粒子サイズの大部分は１ｍｍ未満に見える。図２６は、追加の３分後に、合計７分間抽出された後続のサンプルを示している。２番目のサンプルは、粒子がより密集しているように見え、通常の最大粒子サイズは、直径が１．５ｍｍ以下に減少しているように見える。
【0113】
次の例示的な細片化研究では、依然として同じ患者組織を使用して、処理チャンバは、３つのバッフルと４つ（対１０）のＦＴＳＧの部分を含んでいた。サンプルは再び３５ｍｌのバッファーと５５０ＲＰＭで処理された。図２７に示すように、３分間処理した後に、得られた細片化したＦＴＳＧＰは、４分後の前のサンプルと同様のサイズと粒子密度になった。
【0114】
ここに含まれていない他の研究では、同様に細片化されたＦＴＳＧＰが２２ゲージの針を通して注射可能であることが実証されている。本明細書で使用される注射可能という用語は、シリンジを介した分配を含むことを意味し、体内にのみ注射されることを意図するものではなく、創傷などの身体への分配も含む。
【0115】
次の例示的な細片化研究（試験４ａ）では、同じ患者組織と処理装置およびプロセスパラメータを使用して、約２ｃｍ×３ｃｍの組織の複数の大きな部分をプロセッサに挿入し、４分間細片化した。図２８Ａは、処理前のＦＴＳＧの一部の拡大図であり、一般的に白い真皮（真皮乳頭、幹細胞が豊富な毛包、汗腺、毛細血管、感覚神経線維、脂腺および他の皮膚成分を含む－すべてが豊富なコラーゲン線維および結合組織内に含まれる）のより厚い層の上の表皮組織の薄層（通常、色素性角質層、透明層、顆粒層、細胞が密集した有棘層、および基底層を含む）を明らかにする断面図である。
【0116】
図２８Ｂ（これも試験４ａ）は、プロセッサチャンバ内に含まれる３５ｍｌの緩衝液に懸濁された細片化粒子の結果として生じる高密度混合物を示している。図２８Ｃは、ペトリ皿に提示された密集した組織粒子溶液の拡大図を示している。図２８Ｄは、処理されたＦＴＳＧＰの拡大図を示し、混合物が、前処理された組織の断面図を見て予想されるように比例して変化する、異なる量の表皮（色素沈着）対真皮（一般により白い）を含むことを指摘するために注釈を付けた。また、表皮組織（細胞構造がより密集している）は、より繊維質の真皮組織と比較して、より鋭くスライスしているように見える。表皮および真皮組織粒子は、混合物全体にかなり一貫して分布しているように見える。
【0117】
図２９Ａは、図２８Ａ～図２８Ｄと同じ装置および同じプロセスパラメータを使用して処理されたが、異なる日に、別の患者からの腹壁形成術由来の組織で処理された。一緒に、これらの研究は、定性的な外観と粒子サイズ、および一貫して高い定量的な細胞生存率と比較して、一貫したＦＴＳＧＰ出力を達成できる反復可能なプロセスを示している。
【0118】
図２９Ａ（別のサンプル試験１ｂ）の写真をとる前に、ＦＴＳＧの同様のサイズ（わずかに大きい）の単一部分（約２．５ｃｍ×４．５ｃｍ）を４分間細片化した。次に、図２９Ｂ（サンプル試験１ｃ）をさらに３分間、合計７分間細片化した。そして、図２９Ｃ（サンプル１ｄ）は、さらに３分間、合計１０分間細片化された。個々の粒子サイズをよりよく視覚化するために、結果として得られるＦＴＳＧＰの小さな浅い水たまりのみがこれらの画像のそれぞれに示されている。この研究で処理されたＦＴＳＧＰの全体量は、図２８Ａ～図２８Ｄの以前の研究と同じように密集しているように見えた。
【0119】
【0120】
上記の図２９Ｃ（試験１ｄ）および後続のサンプル（試験２ｂ）に示されているＦＴＳＧＰを、さらに１．５ｍｌのアリコートで７００ＲＰＭで４分間遠心分離した。図２９Ｄに示す、得られた組織形態は、図２９Ｅに示すように、シリンジを通して分配することができる微細なペースト様混合物を達成する能力を実証する。そのようなＦＴＳＧＰ組織形態は、例えば、拡張性の創傷表面上に容易に適用および分散させることができる。
【0121】
関節軟骨プロセス検証研究
関節軟骨は、２．５ｍｍリングキュレットを使用してウシ膝顆の周縁部から採取され、次いで、本明細書に開示した方法に従って、および本明細書に開示した装置およびシステムを使用して細片化された。
関節軟骨は、２．５ｍｍリングキュレットを使用してウシ膝顆の周縁部から採取され、次いで、本明細書に開示した方法に従って、および本明細書に開示した装置およびシステムを使用して細片化された。
【0122】
図３０Ａに示されている採取された軟骨部分（１／１６／１７の試験４ａ）は、おおよそのサイズが長さ約１．０～２．２ｃｍ、幅２～２．５ｍｍ、厚さ．７５～１．２ｍｍの範囲であった。軟骨の一部を、バッフルなしで図１～図４に前述した装置内で、細片化機構内でスライスブレードを約５５０ＲＰＭで回転させながら、３５ｍｌの緩衝食塩水に一度に３～４回挿入した。軟骨組織移植片は、室温で合計１５分間細片化された。
【0123】
得られた軟骨小片を図３０Ｂに示し、装置内で、また本明細書に記載のプロセスによって関節軟骨を細かく細片化して、全層植皮組織を同様に処理する能力を示している。
【0124】
本発明のさらなる詳細は、図３１～図３８に関して以下に示され、説明される。これらの詳細には、技術の利点と構成要素、ニーズと利点、技術の処置、組織の種類と調製、プロセス、可変組織粒子サイズ、組織分配オプション、臨床適応症と開発状況が含まれる。
【0125】
本発明は、満たされていない重要なニーズを満たすことが企図されている。全層植皮は慢性創傷や火傷のゴールドスタンダードであるが、皮膚腫は治癒しないドナー部位を形成し、処置は通常手術室で行う必要があるため、使用されることはめったにない。
【0126】
本発明は、従来のドナー部位を治癒させることなく、全層植皮を迅速に生成することができる。
【0127】
本発明はまた、創傷の解剖学的構造に適合するように適用するようにカスタマイズすることができ、診察室処置として行うことができる。本発明の結果として生じるプロセスおよびそれによって生成される移植片は、処理が速く、侵襲性が低く、無菌であり、優れた生存率を提供し、創傷治癒のための費用効果の高い解決策である。本発明のシステム、機器およびプロセスは、細片化されたＴＰの調製および組織を維持するのを助けるためのｐＨを有する流体の形成、および創傷、美容整形もしくは形成外科領域、内臓領域などであり得る治療される領域へのＴＰの分配を含めて、ベッドサイドで実施することができる。
【0128】
図３１に示すように、処理装置９５０、アプリケータ９５２および再利用可能な機器９５４を含む本発明の装置の使用は、元の組織構造の保持、高い組織／細胞生存率（９０～９５％）、および組織粒子サイズを変える能力を可能にする。さらに、スプレッドペースト、スプレー、注射剤などの用途の広い分配方法を使用することができる。これらはすべて診察室処置に受け入れられ、約２０分以内、できれば約１０分以内に完了することができる。さらに、本発明は、皮膚、軟骨および器官などの複数の組織タイプの処理を可能にする。
【0129】
図３２を参照すると、完全な合計処置は３０分以内に完了する。調製９５５は、処置が迅速な治癒、低い痛みのレベル、迅速な採取と処理、および縫合糸で閉じたドナー部位をもたらすため、改善されている。細片化されたＴＰを形成するための処理９５６は、約１０分以内で閉じた無菌システムで行われる。このプロセスは自動化されており、様々な粒子サイズに対応でき、高い細胞生存率（９９％などの９０％以上）を実現する。適用９５７は、不規則な表面上で、様々な傷のサイズで選択可能な先端部によって行うことができる。また、適用は注射可能であり得る。本発明の細片化されたＴＰは、それらが意図されたサイズに細片化された後に、生存率を維持するのに適したｐＨで調製されることが望ましい。細片化された生存率が高いＴＰを含む流体は、従来のシリンジを使用して、治療される領域の上または中に分配され得る。懸濁された細片化されたＴＰを含む流体は、創傷、または身体の関節、形成外科の適用もしくは美容の適用、または組織の健康および／または患者の全体的な外観と健康を増進するための他の使用領域などの、治療を必要とする身体の他の領域に適用され得る。
【0130】
ここで、図３３に目を向けると、そこに示されているように、全層植皮（ＦＴＳＧ）および軟骨移植片（ＣＧ）の両方を使用する調製プロセス。
【0131】
図３４は、１ｍｍシリンジから分配された溶液中の細片化された腹壁形成術組織に関する基本的な３ステップのプロセスを示している。これには、導入９５８、細片化（ドナー部位組織を粒子に切断する）９５９、および分配９６１が含まれる。
【0132】
図３５は、本発明のプロセスによって、本明細書で論じられる装置およびシステムを使用して、細胞および細胞外成分を含む全層植皮粒子（ＦＴＳＧ）（細片とも呼ばれる）の可変組織粒子サイズを示す。
【0133】
図３６は、ファンチップワイパ９８１を使用したスプレッド９８０、カニューレ９８３を使用したペースト９８２、ノズル９８５を使用したスプレー９８４、および針９８７を使用する注射可能９８６を含む様々な分配先端部オプションおよび装置を示し、すべて適切なアプリケータ装置９５２から来る。
【0134】
図３７は、創傷治癒９９０、皮膚麻酔薬注射可能９９１、および適切な先端部選択を備えた注射装置を使用した軟骨修復９９２を含む臨床的適応の非限定的な例を示している。
【0135】
図３８は、ウシ膝関節軟骨の細片化組織、ならびに本発明のプロセスを使用して形成された腹部形成物からの細片化組織を示している。これらの細片化された軟骨および皮膚の微粒子（粒子）は、本明細書に記載の分配装置のいずれかを使用して患者に分配され得る。これらの結果は、標準的なトリパンおよびＭＴＴ試験プロトコルを使用して、８７～９８％の細胞生存率があることが繰り返し実証されている。
【0136】
上記の説明および図は、例としてのみ意図されており、以下の特許請求の範囲に記載されている場合を除いて、いかなる方法でも本発明を限定することを意図していない。当業者は、上記の様々な例示的な実施形態の要素の様々な技術的態様を他の多くの方法で容易に組み合わせることができ、それらはすべて本発明の範囲内であると見なされることに特に留意されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26A】
【図26B】
【図27】
【図28A】
【図28B】
【図28C】
【図28D】
【図29A】
【図29B】
【図29C】
【図29D】
【図29E】
【図30A】
【図30B】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者の皮膚または軟骨組織を処理するシステムであって、
液体懸濁液中の生体組織細片をその中に形成するための無菌容器と、
前記容器内に支持された細片化装置と、
取り外し可能な分配装置と流体連通する前記容器内の開口部と、
形成された細片を前記液体から分離する分離器と、
濾過された前記細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と
を備え、
前記形成された細片は、前記容器の前記開口部を通って前記分配装置に移動する、システム。
液体懸濁液中の生体組織細片をその中に形成するための無菌容器と、
前記容器内に支持された細片化装置と、
取り外し可能な分配装置と流体連通する前記容器内の開口部と、
形成された細片を前記液体から分離する分離器と、
濾過された前記細片を受け取るための取り外し可能な分配装置と
を備え、
前記形成された細片は、前記容器の前記開口部を通って前記分配装置に移動する、システム。