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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-27
(45)【発行日】2023-04-04
(54)【発明の名称】半月板再生基材
(51)【国際特許分類】
A61L 27/18 20060101AFI20230328BHJP
A61L 27/40 20060101ALI20230328BHJP
A61L 27/58 20060101ALI20230328BHJP
【ＦＩ】
A61L27/18
A61L27/40
A61L27/58
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018214745
(22)【出願日】2018-11-15
(65)【公開番号】P2020080922
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-10-13
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、「医工連携事業化推進事業」「ＤＤＳ機能を有する自己組織置換型半月板の開発・事業化」委託研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】502437894
【氏名又は名称】学校法人大阪医科薬科大学
(73)【特許権者】
【識別番号】000001339
【氏名又は名称】グンゼ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】大槻 周平
(72)【発明者】
【氏名】瀬崎 峻輔
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 秀樹
【審査官】辰己 雅夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－０５５１４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０６９５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３０５１６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２２１１４０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｌ１５／００－３３／１８
Ａ６１Ｆ２／３８
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＣＡｐｌｕｓ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材であって、ポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料からなるスポンジ層、ポリグリコリドからなる不織布層、及び、ポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料からなるスポンジ層がこの順に複合一体化した構造を有し、
前記不織布層の５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上であり、かつ、前記不織布層の厚みが２ｍｍ以上であり、
前記不織布層の密度が４００ｍｇ／ｃｍ ３ 以上であり、
前記不織布層は、両端部付近の厚み方向に貫通孔を有し、該貫通孔を通した糸が前記積層体の外部に出されていることを特徴とする半月板再生基材。
【請求項2】
スポンジ層がラクチド－ε－カプロラクトン共重合体からなることを特徴とする請求項１記載の半月板再生基材。
【請求項3】
不織布層を構成する不織布の平均繊維径が２５～４０デニールであることを特徴とする請求項１又は２記載の半月板再生基材。
【請求項4】
一方又は両方の表面にラクチド－ε－カプロラクトン共重合体からなるフィルム層を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の半月板再生基材。
【請求項5】
縦２０ｍｍ、横２０ｍｍの半月板再生基材に対して、温度３７℃の温水中で３００Ｎの荷重を２０回繰り返して印加する繰り返し圧縮試験を行った後の半月板再生基材の厚みの維持率が９５％以上であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の半月板再生基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材に関する。
【背景技術】
【0002】
半月板は、膝関節内にある軟骨様組織である。以下に図１及び２を用いて膝関節の構造について説明する。図１は、右膝関節の矢状面での断面模式図であり、図２は右膝関節の横断面での断面模式図である。図１に示すように、膝関節は大腿骨４と脛骨５との間に半月板１を有し、大腿骨４と脛骨５とが対向する側にはそれぞれ軟骨３が形成されている。膝の前面には膝蓋骨６があり、その下部には膝蓋下脂肪体（ＩＰＦＰ：Ｉｎｆｒａｐａｔｅｌｌａｒ Ｆａｔ Ｐａｄ）２がある。膝関節は関節包７で包まれており、関節内部は関節液８で満たされている。図２に示すように、半月板１は膝関節の内側と外側で対抗するように一対形成されており、膝関節の前面側と後面側が厚くなっている。
【0003】
半月板の変性や損傷は、変形性膝関節症（ＯＡ：ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ）における軟骨変性とともによく見られる病態の一つである。また、半月板を切除することで、軟骨組織が減少し、変形性膝関節症が進行するという報告もある。半月板は、無血管領域を多く含む組織であるため、自己再生能力が乏しく自己修復は困難である。そのため、手術では半月板の治癒を促進する目的で、半月縫合術に加えて、成長因子、滑膜移植、骨髄刺激等の追加処置がなされてきたが、半月板の再生は不充分であった。
【0004】
一方、近年の細胞工学技術の進展によって、ヒト細胞を含む数々の動物細胞の培養が可能となり、また、それらの細胞を用いてヒトの組織や器官を再構築しようとする、いわゆる再生医療の研究が急速に進んでいる。再生医療においては、細胞が増殖分化して三次元的な生体組織様の構造物を構築できるかがポイントであり、例えば、基材を患者の体内に移植し、周りの組織又は器官から細胞を基材中に侵入させ増殖分化させて組織又は器官を再生する方法が行われている。
【0005】
このような再生医療用の基材として、例えば、特許文献１に開示されるような生体吸収性材料からなる不織布を用いることが提案されている。生体吸収性材料からなる不織布は、再生医療用の基材や縫合補強材として用いた場合には、その空隙部分に細胞が侵入して増殖し、早期に組織が再生される。半月板の再生治療においても、このような組織再生基材を用いることが試みられるようになってきた。
しかしながら、実際には、従来の組織再生基材を用いても、期待したほどには半月板の再生が促進されないという問題があった。
しかしながら、実際には、従来の組織再生基材を用いても、期待したほどには半月板の再生が促進されないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平０５－０７６５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材であって、ポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料からなるスポンジ層、ポリグリコリドからなる不織布層、及び、ポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料からなるスポンジ層がこの順に複合一体化した積層体を有し、前記不織布層の５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上であり、かつ、前記不織布層の厚みが２ｍｍ以上であり、前記不織布層は、両端部付近の厚み方向に貫通孔を有し、該貫通孔を通した糸が前記積層体の外部に出されている半月板再生基材である。
以下に本発明を詳述する。
以下に本発明を詳述する。
【0009】
本発明者らは、従来の組織再生基材を用いて半月板の再生を行ったときに、充分に再生が促進されない原因について検討した。その際、従来の組織再生基材を用いた場合、ウサギ等の小型動物を用いた動物実験では良好な結果が得られながらも、ブタやウシ等の大型動物に適用した場合には、充分な半月板が再生されていない事実を見出した。本発明者らは、鋭意検討の結果、従来の組織再生基材では物理的強度が不足していたことが、大型動物において充分な成果が得られない原因であることを見出した。
膝関節には、立時や歩行時に全体重がかかる。とりわけ、ヒトを含む大型動物では、その衝撃は極めて大きくなる。移植後、いかに安静にするとしても、長期にわたる治癒の間には、移植した半月板再生基材には大きな応力がかかり続ける。また、半月板再生においては、移植した基材と軟骨とが膝関節の動きにより接触し、その摩擦によって基材の表面が磨耗してしまうという、半月板の再生に独特の問題もあった。
従来の組織再生基材を構成する不織布は、細胞の侵入性を確保するために５～３０μｍ程度の平均孔径であることが好適であることが知られている。しかしながら、このような従来の組織再生基材は、細胞の侵入性の点では優れているとしても、充分な機械的強度を有せず、半月板が再生する以前に損傷したり、表面が磨耗してしまったりして、厚みを減じてしまい、充分な厚みの半月板を再生するための足場材としての役割を果たし得なくなると考えられた。
膝関節には、立時や歩行時に全体重がかかる。とりわけ、ヒトを含む大型動物では、その衝撃は極めて大きくなる。移植後、いかに安静にするとしても、長期にわたる治癒の間には、移植した半月板再生基材には大きな応力がかかり続ける。また、半月板再生においては、移植した基材と軟骨とが膝関節の動きにより接触し、その摩擦によって基材の表面が磨耗してしまうという、半月板の再生に独特の問題もあった。
従来の組織再生基材を構成する不織布は、細胞の侵入性を確保するために５～３０μｍ程度の平均孔径であることが好適であることが知られている。しかしながら、このような従来の組織再生基材は、細胞の侵入性の点では優れているとしても、充分な機械的強度を有せず、半月板が再生する以前に損傷したり、表面が磨耗してしまったりして、厚みを減じてしまい、充分な厚みの半月板を再生するための足場材としての役割を果たし得なくなると考えられた。
【0010】
本発明者らは、更に鋭意検討の結果、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上であるポリグリコリドからなる不織布層（以下、単に「不織布層」ともいう。）の上下面（両表面）にポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料からなるスポンジ層（以下、単に「スポンジ層」ともいう。）を設けた、一定以上の厚みを有する積層体とすることにより、移植後に大きな応力がかかっても損傷したり、表面が磨耗してしまったりすることなく充分な厚みを維持して、充分な厚みの半月板を再生することができることを見出し、本発明を完成した。
【0011】
本発明の半月板再生基材は、ポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料からなるスポンジ層、ポリグリコリドからなる不織布層、及び、ポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料からなるスポンジ層がこの順に複合一体化した積層体を有する。
上記不織布層は、移植後に周囲組織から侵入する細胞増殖の足場となり、半月板の再生を促進する役割を有するとともに、移植後に応力がかかったときに充分な機械的強度を発揮する役割を有する。また、上記スポンジ層は、半月板再生基材に適度な柔軟性を付与するとともに、移植した後に基材と軟骨とが膝関節の動きにより接触して摩擦力が生じたときに、基材の表面が磨耗してしまうのを防止する役割を有する。
上記不織布層は、移植後に周囲組織から侵入する細胞増殖の足場となり、半月板の再生を促進する役割を有するとともに、移植後に応力がかかったときに充分な機械的強度を発揮する役割を有する。また、上記スポンジ層は、半月板再生基材に適度な柔軟性を付与するとともに、移植した後に基材と軟骨とが膝関節の動きにより接触して摩擦力が生じたときに、基材の表面が磨耗してしまうのを防止する役割を有する。
【0012】
上記不織布層は、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上である。上記不織布層の５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上であることにより、移植後に大きな応力がかかっても半月板再生基材が損傷してしまうことなく、充分な厚みの半月板を再生することができる。上記不織布層の５０％圧縮応力は０．８ＭＰａ以上であることが好ましく、１．０ＭＰａ以上であることがより好ましい。上記不織布層の５０％圧縮応力の上限は特に限定されないが、半月板組織の再生をより促進できることから、好ましい上限は８．０ＭＰａである。
なお、上記５０％圧縮応力は、ＪＩＳ－Ｋ６７６７に準拠した方法により測定することができる。
なお、上記５０％圧縮応力は、ＪＩＳ－Ｋ６７６７に準拠した方法により測定することができる。
【0013】
上記不織布層を構成する不織布は、密度が３００ｍｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。上記不織布の密度が３００ｍｇ／ｃｍ３以上であることにより、上記不織布層の５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上に調整することが容易となる。上記不織布の密度は３５０ｍｇ／ｃｍ
３
以上であることがより好ましく、４００ｍｇ／ｃｍ
３
以上であることが更に好ましい。上記不織布の密度の上限は特に限定されないが、半月板組織の再生をより促進できることから、好ましい上限は５００ｍｇ／ｃｍ３である。
【0014】
上記不織布層を構成する不織布の平均繊維径は特に限定されないが、好ましい下限は２５デニール、好ましい上限は４０デニールである。上記不織布層を構成する不織布の平均繊維径がこの範囲にある場合には、上記不織布層の５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上に調整することが容易となる。上記不織布層を構成する不織布の平均繊維径のより好ましい下限は３０デニール、より好ましい上限は３２デニールである。
【0015】
上記不織布層の厚さは２ｍｍ以上である。上記不織布層の厚さを２ｍｍ以上とすることにより、充分な厚みを有する半月板を再生できる。上記不織布層の厚さは、４ｍｍ以上であることが好ましい。上記不織布の厚さの上限は特に限定されないが、用途上、実質的には１０ｍｍが上限である。
【0016】
上記不織布層は、ポリグリコリドからなる。
上述のように上記不織布層は、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上である。これほどの高い５０％圧縮応力を達成するためには、上記不織布層は極めて緻密な構造とならざるを得ない。これまでの技術常識では、組織再生基材を構成する不織布の平均孔径は、細胞の侵入性を確保するために５～３０μｍ程度が好適であるとされていた。しかしながら、そのような低密度な不織布では、到底５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上とすることはできない。ところが、驚くべきことに、ポリグリコリドからなる不織布層は、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上の従来では細胞の侵入が困難とされる極めて緻密な構造であっても、細胞が侵入して、充分に半月板を再生することができる。
ポリグリコリドは、繊維状にして３７℃の生理食塩水中に浸漬した場合に、引張強度が浸漬前の１／２になるまでの期間が約１４日である。このような分解性を有することにより、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上となるように極めて緻密な構造としても、徐々に分解吸収が進むにつれ細胞が侵入、増殖することができ、不織布層の内部まで再生した組織が構築され、その結果として良質な再生組織が構築されるものと考えられる。更に、生体内に埋入後数日間で炎症系の細胞が消失することから、組織の癒着を引き起こしにくいという優れた効果をも発揮できる。
上述のように上記不織布層は、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上である。これほどの高い５０％圧縮応力を達成するためには、上記不織布層は極めて緻密な構造とならざるを得ない。これまでの技術常識では、組織再生基材を構成する不織布の平均孔径は、細胞の侵入性を確保するために５～３０μｍ程度が好適であるとされていた。しかしながら、そのような低密度な不織布では、到底５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上とすることはできない。ところが、驚くべきことに、ポリグリコリドからなる不織布層は、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上の従来では細胞の侵入が困難とされる極めて緻密な構造であっても、細胞が侵入して、充分に半月板を再生することができる。
ポリグリコリドは、繊維状にして３７℃の生理食塩水中に浸漬した場合に、引張強度が浸漬前の１／２になるまでの期間が約１４日である。このような分解性を有することにより、５０％圧縮応力が０．５ＭＰａ以上となるように極めて緻密な構造としても、徐々に分解吸収が進むにつれ細胞が侵入、増殖することができ、不織布層の内部まで再生した組織が構築され、その結果として良質な再生組織が構築されるものと考えられる。更に、生体内に埋入後数日間で炎症系の細胞が消失することから、組織の癒着を引き起こしにくいという優れた効果をも発揮できる。
【0017】
なお、本明細書においてポリグリコリドは、ポリグリコール酸等のグリコリドの重合体を意味するが、本発明の効果を阻害しない範囲で、ラクチド、ε－カプロラクトン、ｐ－ジオキサノン等の他の生体吸収性の成分との共重合体としてもよい。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、ポリラクチド等の他の生体吸収性材料との混合物としてもよい。
上記ポリグリコリドがラクチド、ε－カプロラクトン、ｐ－ジオキサノン等の他の生体吸収性の成分との共重合体である場合、該共重合体におけるグリコリド成分の配合量の好ましい下限は６０モル％である。グリコリド成分の配合量を６０モル％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
上記ポリグリコリドとポリラクチド等の他の生体吸収性材料との混合物を用いる場合、該混合物におけるポリグリコリドの配合量の好ましい下限は５０モル％である。ポリグリコリドの配合量を５０モル％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
上記ポリグリコリドがラクチド、ε－カプロラクトン、ｐ－ジオキサノン等の他の生体吸収性の成分との共重合体である場合、該共重合体におけるグリコリド成分の配合量の好ましい下限は６０モル％である。グリコリド成分の配合量を６０モル％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
上記ポリグリコリドとポリラクチド等の他の生体吸収性材料との混合物を用いる場合、該混合物におけるポリグリコリドの配合量の好ましい下限は５０モル％である。ポリグリコリドの配合量を５０モル％以上とすることにより、細胞の侵入性に優れ、かつ、正常な組織の再生を行うという本発明の優れた効果を特に発揮することができる。
【0018】
上記ポリグリコリドの重量平均分子量の好ましい下限は３００００、好ましい上限は６０００００である。上記ポリグリコリドの重量平均分子量が３００００未満であると、強度が不足して０．５ＭＰａ以上の５０％圧縮応力が得られないことがあり、６０００００を超えると、生体内における分解速度が遅くなり、異物反応を起こすことがある。上記ポリグリコリドの重量平均分子量のより好ましい下限は５００００、より好ましい上限は４０００００である。
【0019】
上記ポリグリコリドの分子量の代替指標としてメルトフローレートを用いてもよい。該ポリグリコリドのメルトフローレートの好ましい下限は０．１ｇ／１０分、好ましい上限は１００ｇ／１０分である。この範囲内であると、ポリグリコリドからなる不織布を作製することが容易となる。ポリグリコリドのメルトフローレートのより好ましい下限は１ｇ／１０分、より好ましい上限は５０ｇ／１０分である。
なお、メルトフローレートの測定条件は、ポリグリコリドを２４０℃、１０分間、シリンダー内で保持して溶融した後、荷重４ｋｇｆの条件で測定した値を意味する。
なお、メルトフローレートの測定条件は、ポリグリコリドを２４０℃、１０分間、シリンダー内で保持して溶融した後、荷重４ｋｇｆの条件で測定した値を意味する。
【0020】
上記不織布層を調製する方法は特に限定されず、例えば、エレクトロスピニングデポジション法、メルトブロー法、ニードルパンチ法、スパンボンド法、フラッシュ紡糸法、水流交絡法、エアレイド法、サーマルボンド法、レジンボンド法、湿式法等の従来公知の方法を用いることができる。
しかしながら、通常の製造方法で製造した不織布では、不織布層の５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上とすることが困難な場合がある。そのような場合には、複数の不織布を積層して複合一体化した後、熱プレス等の方法により圧縮することにより、５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上に調整することができる。
更に必要に応じて、圧縮後の不織布に生体吸収性材料からなる糸でミシン掛けを行うことが好ましい。圧縮した不織布には、元の厚みに戻ろうとする応力が働くが、ミシン掛けして厚みを固定しておくことにより、密度が低下してしまうのを防止することができる。ミシン掛けのピッチは特に限定されないが、確実に厚みを固定するためには５ｍｍ以下のピッチとすることが好ましい。
しかしながら、通常の製造方法で製造した不織布では、不織布層の５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上とすることが困難な場合がある。そのような場合には、複数の不織布を積層して複合一体化した後、熱プレス等の方法により圧縮することにより、５０％圧縮応力を０．５ＭＰａ以上に調整することができる。
更に必要に応じて、圧縮後の不織布に生体吸収性材料からなる糸でミシン掛けを行うことが好ましい。圧縮した不織布には、元の厚みに戻ろうとする応力が働くが、ミシン掛けして厚みを固定しておくことにより、密度が低下してしまうのを防止することができる。ミシン掛けのピッチは特に限定されないが、確実に厚みを固定するためには５ｍｍ以下のピッチとすることが好ましい。
【0021】
上記不織布層は、両端部付近の厚み方向に貫通孔を有する。
不織布層の両端部付近の厚み方向に貫通孔を設け、そこに後述する糸を通すことで、移植時に半月板再生基材を容易に固定できる。
半月板再生基材を体内に移植する際は、足の動作等によって半月板再生基材がずれないようにするために、糸を用いて半月板再生基材と脛骨を固定する必要がある。しかしながら、従来の半月板再生基材では半月板再生基材を移植したい位置に維持しつつ固定を行うことが難しいという問題があった。本発明の半月板再生基材は、不織布層の両端部付近に貫通孔を有し、そこに糸を通しているため、移植の際半月板再生基材側を結んで固定する必要がなく、脛骨側のみを結ぶだけで固定が完了することから、移植を容易かつ短時間で行うことができる。
上記貫通孔は、半月板再生基材をより確実に固定できることから、各端部に２つ以上設けることが好ましい。なお、ここで厚み方向とは半月板再生基材の断面が半月状になる面に対して垂直な方向を意味する。また、ここで両端部付近とは、上記不織布層の両端部であって、体内に移植したときにできるだけ軟骨等の他の組織と直接接しない部分のことを指す。また、上記貫通孔の直径は後述する糸の直径に応じて適宜調節される。
不織布層の両端部付近の厚み方向に貫通孔を設け、そこに後述する糸を通すことで、移植時に半月板再生基材を容易に固定できる。
半月板再生基材を体内に移植する際は、足の動作等によって半月板再生基材がずれないようにするために、糸を用いて半月板再生基材と脛骨を固定する必要がある。しかしながら、従来の半月板再生基材では半月板再生基材を移植したい位置に維持しつつ固定を行うことが難しいという問題があった。本発明の半月板再生基材は、不織布層の両端部付近に貫通孔を有し、そこに糸を通しているため、移植の際半月板再生基材側を結んで固定する必要がなく、脛骨側のみを結ぶだけで固定が完了することから、移植を容易かつ短時間で行うことができる。
上記貫通孔は、半月板再生基材をより確実に固定できることから、各端部に２つ以上設けることが好ましい。なお、ここで厚み方向とは半月板再生基材の断面が半月状になる面に対して垂直な方向を意味する。また、ここで両端部付近とは、上記不織布層の両端部であって、体内に移植したときにできるだけ軟骨等の他の組織と直接接しない部分のことを指す。また、上記貫通孔の直径は後述する糸の直径に応じて適宜調節される。
【0022】
本発明の半月板再生基材は、上記貫通孔を通した糸が上記積層体の外部へ出されている。
上記貫通孔を通り積層体の外部へ出された糸を有することで、移植時に半月板再生基材を脛骨に固定する際に、脛骨側のみを結ぶだけで半月板再生基材を固定できることから、移植を容易かつ短時間で行うことができる。
上記貫通孔を通り積層体の外部へ出された糸を有することで、移植時に半月板再生基材を脛骨に固定する際に、脛骨側のみを結ぶだけで半月板再生基材を固定できることから、移植を容易かつ短時間で行うことができる。
【0023】
上記糸は特に限定されず、モノフィラメント糸であってもマルチフィラメント糸であってもよく、複数の糸を編みこんだ組紐であってもよい。なかでも、強度と取り扱い性に優れることから、組紐が好ましい。
【0024】
上記糸は両スポンジ層を貫通して外部へ出ていてもよく、各スポンジ層と不織布層との間から外部へ出ていてもよく、不織布層の両端部にスポンジ層が形成されていない場合は、不織布層から直接外部へ出ていてもよい。なかでも、半月板再生基材の滑りをより良くすることができるとともに、糸がスポンジ層によって固定されることでより結びやすくなることから、上記糸は各スポンジ層と不織布層との間から外部へ出ていることが好ましい。
【0025】
上記糸の材料は特に限定されず、ポリプロピン、ナイロン、ポリエチレン、ポリふっ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンといった通常衣類等の縫製に用いられるものをそのまま用いることができる。しかしながら、安全性を考慮すると生体吸収性材料であることが好ましい。上記生体吸収性材料としては、例えば、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリ－ε－カプロラクトン、ラクチド－グリコール酸共重合体、グリコリド－ε－カプロラクトン共重合体、ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体、ポリクエン酸、ポリリンゴ酸、ポリ－α－シアノアクリレート、ポリ－β－ヒドロキシ酸、ポリトリメチレンオキサレート、ポリテトラメチレンオキサレート、ポリオルソエステル、ポリオルソカーボネート、ポリエチレンカーボネート、ポリ－γ－ベンジル－Ｌ－グルタメート、ポリ－γ－メチル－Ｌ－グルタメート、ポリ－Ｌ－アラニン、ポリグリコールセバスチン酸等の合成高分子や、デンプン、アルギン酸、ヒアルロン酸、キチン、ペクチン酸及びその誘導体等の多糖類や、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、フィブリン等のタンパク質等の天然高分子等が挙げられる。
【0026】
上記生体吸収性材料の重量平均分子量の好ましい下限は１００００、好ましい上限は４０００００である。上記生体吸収性材料の重量平均分子量が上記下限以上であることで、より引張強度に優れる糸とすることができるとともに、半月板が再生するまでの間分解されずに確実に半月板再生基材を固定することができる。上記生体吸収性材料の重量平均分子量が上記上限以下であることで、異物反応を抑えることができる。上記生体吸収性材料の重量平均分子量のより好ましい下限は２００００、より好ましい上限は２５００００である。
【0027】
上記糸は、直径が０．１～１ｍｍであることが好ましい。上記糸の直径が上記範囲であることで、引張強力、結節強力に優れ、固定作業が行いやすい糸とすることができる。上記糸の直径のより好ましい下限は０．３ｍｍ、より好ましい上限は０．８ｍｍである。
【0028】
上記糸は、引張強度が２０Ｎ～２００Ｎであることが好ましい。
糸の引張強度が上記範囲であることで、半月板が再生するまでの間確実に半月板再生基材を固定することができる。上記糸の強度のより好ましい下限は４０Ｎ、更に好ましい強度は６０Ｎ、より好ましい上限は１８０Ｎ、更に好ましい上限は１５０Ｎである。
糸の引張強度が上記範囲であることで、半月板が再生するまでの間確実に半月板再生基材を固定することができる。上記糸の強度のより好ましい下限は４０Ｎ、更に好ましい強度は６０Ｎ、より好ましい上限は１８０Ｎ、更に好ましい上限は１５０Ｎである。
【0029】
上記スポンジ層を構成する材料は、ポリグリコリドよりも分解速度が遅い生体吸収性材料であれば特に限定されないが、ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体からなることが好ましい。柔軟性と耐磨耗性とに優れるラクチド－ε－カプロラクトン共重合体を上記スポンジ層に用いることにより、本発明の半月板再生基材により適度な柔軟性を付与することができるとともに、基材と軟骨とが膝関節の動きにより接触して摩擦力が生じたときに、基材の表面をより磨耗し難くすることができる。
【0030】
上記スポンジ層の密度は特に限定されないが、好ましい下限は４０ｍｇ／ｃｍ３、好ましい上限は１２０ｍｇ／ｃｍ３である。上記スポンジ層の密度がこの範囲内であると、充分な柔軟性と耐磨耗性とを発揮することができる。上記スポンジ層の密度のより好ましい下限は７０ｍｇ／ｃｍ３、より好ましい上限は９０ｍｇ／ｃｍ３である。
【0031】
上記スポンジ層の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は０．１ｍｍ、好ましい上限は１．０ｍｍである。上記スポンジ層の厚みがこの範囲内であると、移植した後に基材と軟骨とが膝関節の動きにより接触して摩擦力が生じたときに、基材の表面が磨耗してしまうのを防止する役割を充分に果たすことができる。
【0032】
上記スポンジ層を調製する方法は特に限定されず、上記生体吸収性材料を適当な溶媒に溶解した溶液を凍結した後、凍結乾燥する等の従来公知の方法を用いることができる。
【0033】
本発明の半月板再生基材は、滑り性を付与して更に耐磨耗性を発揮させる目的で、最外層として、スポンジ層／不織布層／スポンジ層からなる積層体の一方又は両方の表面にラクチド－ε－カプロラクトン共重合体からなるフィルム層を有してもよい。
なお、本明細書においてフィルムとは、少なくとも光学顕微鏡により観察可能なμｍオーダーの孔を有しない、薄い膜状体を意味する。
なお、本明細書においてフィルムとは、少なくとも光学顕微鏡により観察可能なμｍオーダーの孔を有しない、薄い膜状体を意味する。
【0034】
上記フィルム層は、医療用の用途を損なわない範囲で、滑り性を更に向上させる目的で滑剤を含有してもよい。
【0035】
上記フィルム層の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は０．１ｍｍ、好ましい上限は０．３ｍｍである。上記フィルム層の厚さが０．１ｍｍ未満であると、移植後に軟骨との接触による摩擦によって基材の表面が磨耗してしまうのを充分には防止できないことがあり、０．３ｍｍを超えると、取り扱い性に劣ることがある。
【0036】
上記スポンジ層と上記不織布層（及び上記フィルム層）は、複合一体化している。
上記各層が複合一体化していないと、本発明の半月板再生基材を移植する際に、上記各層間の一部又は全部が剥離してしまうことがある。上記各層間が一部でも剥離すると、該剥離部に形成された空間に細胞溜まりが生じて、正常な組織又は器官が再生されないことがある。
なお、本明細書において複合一体化とは、手で引っ張った程度では上記スポンジ層と上記不織布層（及び上記フィルム層）とを分離できない程度の密着力で積層されていることを意味する。
上記各層が複合一体化していないと、本発明の半月板再生基材を移植する際に、上記各層間の一部又は全部が剥離してしまうことがある。上記各層間が一部でも剥離すると、該剥離部に形成された空間に細胞溜まりが生じて、正常な組織又は器官が再生されないことがある。
なお、本明細書において複合一体化とは、手で引っ張った程度では上記スポンジ層と上記不織布層（及び上記フィルム層）とを分離できない程度の密着力で積層されていることを意味する。
【0037】
本発明の半月板再生基材は、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍの半月板再生基材に対して、温度３７℃の温水中で３００Ｎの荷重を２０回繰り返して印加する繰り返し圧縮試験を行った後の半月板再生基材の厚みの維持率が９５％以上であることが好ましい。これにより、移植後に大きな応力が繰り返しかかっても、半月板再生基材が充分な厚みを維持することができ、充分な厚みの半月板を再生することができる。上記厚みの維持率は９８％以上であることがより好ましく、１００％であることが更に好ましい。
なお、上記厚みの維持率とは、繰り返し圧縮試験前の半月板再生基材の厚みに対する、繰り返し圧縮試験後の半月板再生基材の厚みの比（％）を意味する。
なお、上記厚みの維持率とは、繰り返し圧縮試験前の半月板再生基材の厚みに対する、繰り返し圧縮試験後の半月板再生基材の厚みの比（％）を意味する。
【0038】
ここで、本発明の半月板再生基材の模式図及び断面図を図３、４に示した。
図３、４では糸が不織布層とスポンジ層の間から外部へ出されている態様を示している。図３、４に示すように、本発明の半月板再生基材は両端部付近の厚み方向に貫通孔を有する不織布層９とスポンジ層１０と貫通孔を通る糸１１とを有しており、スポンジ層１０、糸を通した不織布層９、及び、スポンジ層１０がこの順に複合一体化した構造となっている。また、スポンジ層１０は、不織布層９だけでなく糸１１も覆って形成されており、糸１１は不織布層９とスポンジ層１０との間から外部へ出ている。スポンジ層１０が糸１１を覆うように形成されることで、貫通孔付近の糸１１による引っ掛かりを防止できるとともに、糸１１がずれなくなることから糸１１を結びやすくすることができる。本発明の半月板再生基材は、両端部の糸１１を脛骨に固定することで体内に移植される。
図３、４では糸が不織布層とスポンジ層の間から外部へ出されている態様を示している。図３、４に示すように、本発明の半月板再生基材は両端部付近の厚み方向に貫通孔を有する不織布層９とスポンジ層１０と貫通孔を通る糸１１とを有しており、スポンジ層１０、糸を通した不織布層９、及び、スポンジ層１０がこの順に複合一体化した構造となっている。また、スポンジ層１０は、不織布層９だけでなく糸１１も覆って形成されており、糸１１は不織布層９とスポンジ層１０との間から外部へ出ている。スポンジ層１０が糸１１を覆うように形成されることで、貫通孔付近の糸１１による引っ掛かりを防止できるとともに、糸１１がずれなくなることから糸１１を結びやすくすることができる。本発明の半月板再生基材は、両端部の糸１１を脛骨に固定することで体内に移植される。
【0039】
本発明の半月板再生基材を製造する方法は特に限定されず、例えば、上記貫通孔と上記貫通孔を通る糸を有する不織布層、上記スポンジ層（及び上記フィルム層）を別々に調製した後、医療用接着剤を用いて貼り合わせたり、各層の表面の一部を溶剤で溶解してから貼り合わせたりする方法等が挙げられる。
【発明の効果】
【0040】
本発明によれば、半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】右膝関節の矢状面での断面模式図である。
【図2】右膝関節の横断面での断面模式図である。
【図3】本発明の半月板再生基材の一例を表した模式図である。
【図4】本発明の半月板再生基材の一例を表した断面図である。
【図5】実施例１で得られた半月板再生基材をブタの半月板除去部に移植後０、４、８週後の核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）である。
【図6】実施例１で得られた半月板再生基材をブタの半月板除去部に移植後８週目における移植部分のヘマトキシリンエオジン染色像である。
【図7】実施例１で得られた半月板再生基材をブタの半月板除去部に移植後８週目における移植部分のサフラニン染色である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【0043】
（実施例１）
（１）不織布層の調製
生体吸収性材料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、これを紡糸して得た平均繊維径が３１デニールの糸からなる布をニードルパンチ法により不織布化する方法により、平均繊維径が約２０μｍ、厚さが約３００μｍの不織布を得た。
得られた不織布を１４枚重ね、その状態で一方の面から ニードルパンチを行うことにより複合一体化した。次いで、複合一体化した積層体を、温度１００℃で１分間熱プレスした後、ポリグリコリドからなる４００デニールの糸を用いて５ｍｍピッチでミシン掛けした。その後、積層体を半月板状にカットし、両端部に２か所ずつ厚み方向に貫通孔を開けて、厚み３．７ｍｍの不織布層を得た。貫通孔にポリグリコール酸の糸からなる組紐を通した。
（１）不織布層の調製
生体吸収性材料として重量平均分子量が２５００００のポリグリコリドを用い、これを紡糸して得た平均繊維径が３１デニールの糸からなる布をニードルパンチ法により不織布化する方法により、平均繊維径が約２０μｍ、厚さが約３００μｍの不織布を得た。
得られた不織布を１４枚重ね、その状態で一方の面から ニードルパンチを行うことにより複合一体化した。次いで、複合一体化した積層体を、温度１００℃で１分間熱プレスした後、ポリグリコリドからなる４００デニールの糸を用いて５ｍｍピッチでミシン掛けした。その後、積層体を半月板状にカットし、両端部に２か所ずつ厚み方向に貫通孔を開けて、厚み３．７ｍｍの不織布層を得た。貫通孔にポリグリコール酸の糸からなる組紐を通した。
【0044】
得られた不織布層について、ＪＩＳ－Ｋ６７６７に準拠した方法により５０％圧縮応力を測定したところ、３．５ＭＰａであった。また、得られた不織布層の密度は４００ｍｇ／ｃｍ３であった。
【0045】
（２）スポンジ層の調製
Ｌ－ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体（モル比５０：５０、重量平均分子量２０万）をジオキサンに溶解して４重量％ジオキサン溶液を調製した。ガラスシャーレに糸を通した不織布層を静置して、得られた溶液をガラスシャーレに液面の高さが不織布層の高さとほぼ同等になるように流し入れた。－８０℃で１時間凍結した後、凍結乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、ＤＲＺ３５０ＷＡ）を用いて、－４０℃で１２時間凍結乾燥することにより、不織布層の両面に厚さ約１００μｍのスポンジ層を形成し、スポンジ層／糸を通した不織布層／スポンジ層が積層一体化した積層体を得た。なお、スポンジ層は不織布層、貫通孔及び不織布層上の糸を覆うように形成した。
Ｌ－ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体（モル比５０：５０、重量平均分子量２０万）をジオキサンに溶解して４重量％ジオキサン溶液を調製した。ガラスシャーレに糸を通した不織布層を静置して、得られた溶液をガラスシャーレに液面の高さが不織布層の高さとほぼ同等になるように流し入れた。－８０℃で１時間凍結した後、凍結乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、ＤＲＺ３５０ＷＡ）を用いて、－４０℃で１２時間凍結乾燥することにより、不織布層の両面に厚さ約１００μｍのスポンジ層を形成し、スポンジ層／糸を通した不織布層／スポンジ層が積層一体化した積層体を得た。なお、スポンジ層は不織布層、貫通孔及び不織布層上の糸を覆うように形成した。
【0046】
（３）半月板再生基材の製造
Ｌ－ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体（モル比５０：５０、重量平均分子量４０万）をジオキサンに溶解して４重量％ジオキサン溶液を調製した。得られた溶液をガラスシャーレに流し入れ、風乾及び熱処理することにより厚さ約１００μｍのフィルムを得た。
得られたフィルムの一方の面の表面にジオキサンを少量塗布することにより一部溶解させ、スポンジ層／糸を通した不織布層／スポンジ層が積層一体化した積層体の上下面（両表面）のスポンジ層にフィルムが接するように積層し、乾燥させてフィルムと積層体とを複合一体化させて、厚さ約１００μｍのフィルム層を形成して、フィルム層／スポンジ層／糸を通した不織布層／スポンジ層／フィルム層が積層一体化した積層体からなる半月板再生基材を得た。得られた半月板再生基材について、ＪＩＳ－Ｋ６７６７に準拠した方法により５０％圧縮応力を測定したところ、３．８ＭＰａであった。
Ｌ－ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体（モル比５０：５０、重量平均分子量４０万）をジオキサンに溶解して４重量％ジオキサン溶液を調製した。得られた溶液をガラスシャーレに流し入れ、風乾及び熱処理することにより厚さ約１００μｍのフィルムを得た。
得られたフィルムの一方の面の表面にジオキサンを少量塗布することにより一部溶解させ、スポンジ層／糸を通した不織布層／スポンジ層が積層一体化した積層体の上下面（両表面）のスポンジ層にフィルムが接するように積層し、乾燥させてフィルムと積層体とを複合一体化させて、厚さ約１００μｍのフィルム層を形成して、フィルム層／スポンジ層／糸を通した不織布層／スポンジ層／フィルム層が積層一体化した積層体からなる半月板再生基材を得た。得られた半月板再生基材について、ＪＩＳ－Ｋ６７６７に準拠した方法により５０％圧縮応力を測定したところ、３．８ＭＰａであった。
【0047】
半月板再生基材を縦２０ｍｍ、横２０ｍｍの大きさに切断してサンプルとした。得られたサンプルを温度３７℃の温水中に沈め、３００Ｎの荷重を２０回繰り返して印加する繰り返し圧縮試験を行った。繰り返し圧縮試験前の半月板再生基材の厚みと、繰り返し圧縮試験後の半月板再生基材の厚みとを測定し、厚みの維持率を算出したところ１００％であった。
【0048】
＜動物実験による評価＞
実験動物として大型動物であるブタを準備し、右膝関節の内側半月板の前節を切除した。半月板除去部に、実施例で得られた半月板再生基材を移植して縫合した。
術後、０、４、８週後に右膝関節の核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）を撮影した。撮影した核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）を図５に示した。
また、術後８週目に犠牲死させ、右膝関節の内側半月板を取り出し、移植部分を摘出した。得られた標本をヘマトキシリンエオジン染色、サフラニン染色した顕微鏡写真像を図６及び図７に示した。
図５より、関節のあたる部分から先に軟骨が再生していることがわかる。また、図６及び図７より、術後８週後には、半月板再生基材を移植した部分において、軟骨組織の再生（図７の染色像において赤く染色された部分）が認められた。
実験動物として大型動物であるブタを準備し、右膝関節の内側半月板の前節を切除した。半月板除去部に、実施例で得られた半月板再生基材を移植して縫合した。
術後、０、４、８週後に右膝関節の核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）を撮影した。撮影した核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）を図５に示した。
また、術後８週目に犠牲死させ、右膝関節の内側半月板を取り出し、移植部分を摘出した。得られた標本をヘマトキシリンエオジン染色、サフラニン染色した顕微鏡写真像を図６及び図７に示した。
図５より、関節のあたる部分から先に軟骨が再生していることがわかる。また、図６及び図７より、術後８週後には、半月板再生基材を移植した部分において、軟骨組織の再生（図７の染色像において赤く染色された部分）が認められた。
【0049】
＜移植の容易性の評価＞
実施例１で得られた半月板再生基材について、ブタを用いて移植の容易性を評価した。実施例１の半月板再生基材は、脛骨に開けた孔に糸を通して結ぶだけで固定することができ、短時間で移植を行うことができた。なお、従来の糸を有さない半月板再生基材の場合は、針付きの縫合糸を脛骨に開けた孔に通した後、更に半月板再生基材と縫合する作業が必要になるため、移植に時間がかかる。
実施例１で得られた半月板再生基材について、ブタを用いて移植の容易性を評価した。実施例１の半月板再生基材は、脛骨に開けた孔に糸を通して結ぶだけで固定することができ、短時間で移植を行うことができた。なお、従来の糸を有さない半月板再生基材の場合は、針付きの縫合糸を脛骨に開けた孔に通した後、更に半月板再生基材と縫合する作業が必要になるため、移植に時間がかかる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明によれば、半月板の再生治療において、膝関節の半月板の欠損部分に充填することで、半月板の再生を促進することができる半月板再生基材を提供することができる。
【符号の説明】
【0051】
１ 半月板
２ 膝蓋下脂肪体
３ 軟骨
４ 大腿骨
５ 脛骨
６ 膝蓋骨
７ 関節包
８ 関節液
９ 不織布層
１０ スポンジ層
１１ 糸
２ 膝蓋下脂肪体
３ 軟骨
４ 大腿骨
５ 脛骨
６ 膝蓋骨
７ 関節包
８ 関節液
９ 不織布層
１０ スポンジ層
１１ 糸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】