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JP2004305260A - Biological tissue prosthesis and production method thereof - Google Patents

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JP2004305260A
JP2004305260A JP2003099017A JP2003099017A JP2004305260A JP 2004305260 A JP2004305260 A JP 2004305260A JP 2003099017 A JP2003099017 A JP 2003099017A JP 2003099017 A JP2003099017 A JP 2003099017A JP 2004305260 A JP2004305260 A JP 2004305260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bone
living tissue
cells
filling material
osteoblast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003099017A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Tamura
知明 田村
Koji Hakamazuka
康治 袴塚
Takaaki Yoshikawa
隆章 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2003099017A priority Critical patent/JP2004305260A/en
Publication of JP2004305260A publication Critical patent/JP2004305260A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological tissue prosthesis and a production method thereof which enable to control a possible immunological rejection attributed to an implantation and is suitable for the long-time preservation and the volume production thereof. <P>SOLUTION: A bone prosthetic material 11 is soaked in a petri dish 13 filled with a culture solution or a buffer liquid or a solution 12 comprising a physiological saline and then, inserted into a freeze drier 14 and cooled down to -50°C to make the water in the osteoblast thereof freeze. As the result, the volume of the osteoblast is expanded or an ice mass is formed to damage the cell membranes thereof thereby killing the osteoblast. Subsequently, the pressure in an apparatus is reduced down to 4 to 40 Pa (0.03 to 0.3 Torr). By providing a pressure difference to the atmospheric pressure, the water evaporated from the inside of the vessel is vented to a lower atmospheric pressure side to make the bone prosthetic material 11 dry. This provides a method which enables to obtain the bone prosthesis 10 with the osteoblast in the bone prosthetic material 11 alone killed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織補填材から生体組織の欠損部を補填する生体組織補填体とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨等の生体組織の欠損部に、骨補填材等の生体組織補填材を補填することにより、骨を再生させて欠損部を修復することが可能になってきている。骨補填材としては、ハイドロキシアパタイト(HAP)やリン酸三カルシウム(TCP)が知られているが、体内に異物を残さないとする考え方から、例えば、β−TCPのようなリン酸カルシウム多孔体からなる足場材が使用される。β−TCPを骨欠損部の骨細胞に接触させておくと、破骨細胞がβ−TCPを食べ、骨芽細胞が新しい骨を形成する、いわゆるリモデリングが行われる。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に自家骨に置換されていくことになる。
【0003】
一方、術後の骨欠損部の修復速度を高めるために、患者から採取した骨髄間葉系幹細胞を骨補填材とともに培養することにより製造される培養骨等の生体組織補填体を使用することが提案されている。培養されることにより骨補填材を足場にして増殖した多くの骨髄間葉系幹細胞を含む骨補填体を骨欠損部に補填するので、手術後に体内で細胞を増殖させる方法と比較すると、自家骨に置換されるまでの日数を大幅に短縮することができる(例えば、非特許文献1参照。)。
【0004】
【非特許文献1】
植村他2名,「生分解性β−TCP多孔材料を用いた骨におけるティッシュエンジニアリング−生体内で強度を増す新しい材料オスフェリオン−」,メディカル朝日,朝日新聞社,2001年10月1日,第30巻,第10号,p.46−49
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、患者以外の第3者から採取した幹細胞を使用して製造した生体組織補填体を移植すると、免疫拒絶反応を引き起こす不都合が考えられる。
免疫拒絶反応を抑えるには、HLA(ヒト白血球抗原)の一致する細胞を使用する必要がある。しかし、HLAが合致する第三者の数が限られるため一致させるのが極めて困難である。
【0006】
そのため、HLAが一致しない細胞を使用した場合、免疫拒絶反応を低減するために患者に免疫抑制剤を投与し続ける必要がある。しかしながら、継続的な投与は患者に身体的、経済的に大きな負担を強いることになる。
さらに、長期間保管することができず、そのため培養骨を大量に製造することができないことから、培養骨の供給をスムーズに行うことが困難であった。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、移植による免疫拒絶反応の発生を抑制することができ、また、長期間の保管や大量生産に好適な生体組織補填体とその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る生体組織補填体の製造方法は、生体組織補填材に幹細胞を付着させる付着工程と、付着させた前記幹細胞を分化させることにより前記生体組織補填材を足場として生体組織形成作用を生じさせる形成工程と、形成された組織細胞を死滅させる処理工程とを備え、前記処理工程が、前記生体組織補填材を凍結してさらに乾燥する工程であることを特徴とする。
【0009】
この生体組織補填体の製造方法によれば、HLAが一致しない幹細胞を用いて生体組織補填体を製造することが可能となる。このようにして製造された生体組織補填体は生きた組織細胞を有しないので、生体内に移植されても、組織細胞を起因とする免疫拒絶反応を引き起こすことがない。また、生体組織補填材を乾燥するので、生体組織補填材から水分が失われ、細胞気質が腐敗することが抑制されて、生体組織補填体を長期間保管することが可能となる。さらに、生体組織補填材を減圧して乾燥するので、沸騰ではなく昇華によって水分が蒸発し、細胞気質を変性させることなく生体再生機能を保持した状態で細胞を死滅させることができる。
【0010】
本発明は、前記処理工程後、前記生体組織補填材に水分を供給することを特徴とする。
この生体組織補填体の製造方法によれば、乾燥した細胞気質が水分によって復元されるので、長期保管後であっても生体再生機能を再び活性化させることができる。
【0011】
本発明の生体組織補填体は、生体組織補填材に幹細胞を付着させ、付着させた前記幹細胞を分化させることにより前記生体組織補填材を足場として生体組織形成作用を生じさせた後に、形成された組織細胞を死滅させて製造されることを特徴とする。
この生体組織補填体によれば、組織細胞が死滅しているので、欠損部に移植しても免疫拒絶反応を起こさずに欠損部周囲の組織を活性化して、組織を再生することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る生体組織補填体の製造方法について、図1から図3を参照して説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体の製造方法は、図1に示すように、生体組織補填材に幹細胞を付着させる付着工程(S01)と、付着させた幹細胞を分化させることにより生体組織補填材を足場として生体組織形成作用を生じさせる形成工程(S02)と、形成された組織細胞を死滅させる処理工程(S03)とを備えている。
ここでは、生体組織として骨を対象とする。
【0013】
付着工程(S01)は、骨補填体(生体組織補填体)10の製造で使用する骨補填材(生体組織補填材)11に幹細胞を付着させる工程である。
本工程では、図2に示すように、β−TCPの多孔体により構成されている骨補填材11を骨髄間葉系幹細胞(幹細胞)が培養された培養容器内に投入して、表面に幹細胞を付着させる。
【0014】
形成工程(S02)は、図2に示すように、付着させた幹細胞を分化させることにより、骨補填材11を足場として骨形成作用(生体組織形成作用)を生じさせる工程である。
本工程では、まず、上記の培養容器内に新しい培地を供給・混合する。供給する培地には、MEM(Minimal Essential Medium:最小必須培地)、FBS(Fetal Bovine Serum:ウシ胎児血清)の他にデキサメタゾンやβグリセロフォスフェートのような分化誘導因子やビタミンCのような栄養剤が混合されている。
この培養容器を所定の温度(例えば、37±0.5℃)及びCO濃度(例えば、0.5%)等の培養条件に維持し、所定の培養期間(例えば、6週間)内で培地を交換しながら培養する。
この培養によって、幹細胞から分化した骨芽細胞(組織細胞)と産生された骨基質(細胞基質)とを有し、骨形成作用が備えられた骨補填材11が得られる。
【0015】
処理工程(S03)は、上記の骨補填材11を凍結して、さらに減圧して乾燥させて骨芽細胞を死滅させる工程である。
図3に示すように、本工程では、得られた骨補填材11を培養液或いは緩衝液若しくは生理食塩水からなる溶液12が充填されたシャーレ13内に浸漬する。そして、凍結乾燥機14内に挿入して−50℃まで冷却して骨芽細胞内の水分を凍結させる。このときの降温時間は、急速であっても、緩慢であっても構わない。これにより、細胞の体積が膨張し、又は氷塊が生成することによって細胞膜等が損傷して細胞が死滅する。一方、骨芽細胞によって産生された骨基質は、低温状態に晒されても変質することなくその状態が維持される。
【0016】
引き続き、装置内を4Pa〜40Pa(0.03Torr〜0.3Torr)に減圧する。気圧差を設けることによって、容器内から蒸発した水分が気圧の低いほうへ排出されるので骨補補填材11が乾燥する。この操作は昇華による乾燥であって沸騰による蒸発ではないため、骨基質を変性することなく乾燥することができる。
その後、凍結乾燥機14内を徐々に大気圧まで昇圧するとともに、室温まで昇温する。こうして、骨補填材11内の骨芽細胞のみが死滅して乾燥した骨補填体10が得られる。
【0017】
この骨補填体10を使用する場合は、予め測定した水分蒸発量と同程度の水分を供給して骨基質を復元する。
こうして得られた骨補填体10は、骨補填材11の気孔内に侵入した骨芽細胞の作用によって、骨補填材11を構成するβ−TCPから置換されて産生した骨基質が、骨補填材11の表面に付着している。この骨補填体10を患者の欠損部に移植することによって、やがて新しい自家骨が形成される。
【0018】
この生体組織補填体の製造方法によれば、患者以外の第3者から採取した骨髄間葉系幹細胞を使用して製造した骨補填体10であっても、骨芽細胞が産生した骨基質のみが骨補填体10に残る。そのため、骨の再生機能が維持されるとともに、HLAの一致する細胞を使用しなくても、移植した場合に免疫拒絶反応や、癌化、感染症等の発生を抑制することができる。
また、必要に応じて解凍すればよいので、予め骨補填材11を作りおきすることができる。
さらに乾燥させるので、細胞気質が腐敗することが抑制されて、生体組織補填体を長期間保管することが可能となる。また、生体組織補填材を減圧して乾燥するので、沸騰ではなく昇華によって水分が蒸発し、細胞気質を変性させることなく生体再生機能を保持した状態で細胞を死滅させることができる。
【0019】
なお、上記実施形態において、解凍の際に電子レンジを用いてもよい。弱いながらも電子線の効果で殺菌効果を高めることができる。
また、凍結と解凍を複数回繰り返してもよい。細胞を死滅させる作用は凍結過程に発生するので、より確実に死滅させることができる。
骨基質の冷凍での安定性を考慮すると、冷凍温度は−70℃程度まで低温にすることも可能である。
【0020】
また、骨補填体10として、例えば、骨15に挿入して使用する図4に示すゲージ16や図5に示すスクリュー17がある。これらを製造する際に、表面に窪みを付けて、その内部に幹細胞を播種して骨芽細胞を分化して骨基質を産生させた後のものに対して、上記各実施形態に係る処理を施すことも可能である。
同様に、図6に示す後方経路腰椎椎体18間の固定術等に用いる内固定具19や、図7に示す骨欠損部の骨20間の架橋材或いは緩衝材であるコラーゲングラフト21上に幹細胞を播種して骨芽細胞を分化して骨基質を産生後、上記各実施形態に係る処理を施すことも可能である。
【0021】
さらに、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、生体組織としては、骨以外の組織である皮膚、筋肉、及び血管等であってもよい。そして、幹細胞をこれらの組織に分化して形成した生体組織補填材に上記実施形態に係る各処理工程を施すことによって、組織細胞を死滅させた生体組織補填体を製造することも可能である。例えば、図8に示すように、心室中隔欠損症の患者の心臓22に対する人工弁(パッチ)23として使用することも可能である。
【0022】
【実施例】
上記実施形態に係る生体組織補填体の製造方法によって、骨補填体としてratの培養骨を作製した。
まず、ACIratから骨髄液を抽出し、2週間一次培養を行うことによって不要成分を除去した骨髄間葉系幹細胞を含む培養細胞を生成した。
【0023】
上記培養細胞をトリプシン処理後、β−TCPの多孔体から構成される骨補填片に培養細胞を播種する。培地にMEM、FBSの他にデキサメタゾンを混合して6週間培養した。
こうして、骨髄間葉系幹細胞から分化した骨芽細胞を備える骨補填材を得た。その後、この骨補填材を凍結乾燥機に配設して−50℃まで降温するとともに 10Paまで減圧した。
こうして処理された培養骨を冷蔵庫に移して1ヶ月間保管した。
【0024】
この培養骨を純水に浸る程度(例えば、約5ml)浸漬して復元した後、Fisher ratの背中に移植し、4週間後に骨形成機能をALP(アルカリホスファターゼ)で確認したところ、有為なALP活性の上昇を検出して骨形成を確認することができた。
このとき、移植されたFisher ratには、免疫拒絶反応と見られるような症状は認められなかったことから、免疫抑制剤を要せず同種間移植を可能とすることが確認できた。
【0025】
【発明の効果】
以上説明した本発明においては以下の効果を奏する。
本発明の生体組織補填体の製造方法によれば、生体組織補填材の組織細胞のみを死滅させるので、移植しても免疫拒絶反応や、癌化、感染症等の発生を抑制するとともに、長期間の保管や大量生産が可能な生体組織補填体を提供することができる。
また、本発明の生体組織補填体によれば、移植した欠損部周囲の組織を活性化して、組織を再生することができるとともに、必要なときに必要な量をタイムリーに提供することができるので、保管場所や搬送コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態における骨補填体の製造フローを示す図である。
【図2】本発明に係る一実施形態における付着工程と形成工程とを説明する図である。
【図3】本発明に係る一実施形態における骨補填体の処理工程を示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係る実施例を示す図である。
【図5】本発明の実施形態に係る実施例を示す図である。
【図6】本発明の実施形態に係る実施例を示す図である。
【図7】本発明の実施形態に係る実施例を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る実施例を示す図である。
【符号の説明】
10 骨補填体(生体組織補填体)
11 骨補填材(生体組織補填材)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a living tissue filling material for filling a defect in a living tissue from a living tissue filling material, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, it has become possible to regenerate bone and repair the defect by replenishing a biological tissue replacement material such as a bone replacement material to a bone tissue or other biological tissue defect caused by a bone tumor extirpation or trauma. It has become to. Hydroxyapatite (HAP) and tricalcium phosphate (TCP) are known as bone replacement materials. However, from the viewpoint that no foreign substance is left in the body, for example, a calcium phosphate porous material such as β-TCP is used. Scaffolding is used. When β-TCP is brought into contact with bone cells in a bone defect, so-called remodeling is performed in which osteoclasts eat β-TCP and osteoblasts form new bone. That is, the bone replacement material that has been repaired in the bone defect part is replaced with autologous bone over time.
[0003]
On the other hand, in order to increase the speed of repairing a bone defect after surgery, it is possible to use a biological tissue-complement such as cultured bone produced by culturing bone marrow mesenchymal stem cells collected from a patient together with a bone-complementing material. Proposed. A bone-filled body containing many bone marrow mesenchymal stem cells grown by using a bone-filling material as a scaffold by culturing is used to fill the bone defect, so that compared to the method of growing cells in the body after surgery, autologous bone Can be significantly reduced (see Non-Patent Document 1, for example).
[0004]
[Non-patent document 1]
Uemura et al., “Tissue Engineering in Bone Using Biodegradable β-TCP Porous Material-Ospherion, a New Material that Increases Strength in the Living Body”, Medical Asahi, Asahi Shimbun, October 1, 2001, No. 30 Vol. 10, No. 10, p. 46-49
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if a living tissue complement produced using stem cells collected from a third party other than a patient is transplanted, it may be disadvantageous to cause immune rejection.
To suppress immune rejection, it is necessary to use cells that match HLA (human leukocyte antigen). However, it is extremely difficult to match because the number of third parties with matching HLA is limited.
[0006]
Therefore, when cells with inconsistent HLA are used, it is necessary to continue to administer immunosuppressants to patients to reduce immune rejection. However, continuous administration places a heavy physical and economic burden on the patient.
Furthermore, it was not possible to store the cultured bone for a long period of time, and thus it was not possible to produce a large amount of cultured bone. Therefore, it was difficult to supply cultured bone smoothly.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can suppress the occurrence of immune rejection due to transplantation.Also, a living tissue complement suitable for long-term storage and mass production and a method for producing the same are disclosed. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The method for producing a biological tissue complement according to the present invention comprises the steps of: adhering stem cells to the biological tissue implant, and differentiating the adhered stem cells to produce a biological tissue forming action using the biological tissue implant as a scaffold. And a treatment step of killing the formed tissue cells, wherein the treatment step is a step of freezing and further drying the living tissue filling material.
[0009]
According to this method for producing a biological tissue complement, it is possible to produce a biological tissue complement using stem cells whose HLA does not match. Since the thus-prepared living tissue complement has no living tissue cells, it does not cause an immune rejection caused by the tissue cells even when transplanted into a living body. In addition, since the living tissue filling material is dried, water is lost from the living tissue filling material, and decay of the cell temperament is suppressed, and the living tissue filling material can be stored for a long period of time. Further, since the living tissue filling material is dried under reduced pressure, the water is evaporated not by boiling but by sublimation, and the cells can be killed while maintaining the living body regeneration function without denaturing the cell temperament.
[0010]
The present invention is characterized in that after the processing step, water is supplied to the living tissue filling material.
According to this method for producing a biological tissue complement, the dried cellular temperament is restored by moisture, so that the biological regeneration function can be activated again even after long-term storage.
[0011]
The biological tissue filler of the present invention is formed after the stem cells are attached to the biological tissue filler and the attached stem cells are differentiated to generate a biological tissue forming action using the biological tissue filler as a scaffold. It is manufactured by killing tissue cells.
According to this biological tissue complement, since the tissue cells have been killed, even when transplanted into the defect, the tissue around the defect can be activated and regenerated without causing an immune rejection reaction.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A method for producing a living tissue complement according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the method for producing a living tissue replacement according to the present embodiment includes an attachment step (S01) of attaching stem cells to the living tissue replacement, and differentiation of the attached stem cells by the differentiation of the attached stem cells. As a scaffold, a formation step (S02) of causing a biological tissue formation action, and a treatment step (S03) of killing the formed tissue cells.
Here, bone is targeted as a living tissue.
[0013]
The attachment step (S01) is a step of attaching stem cells to a bone replacement material (living tissue replacement material) 11 used in the production of the bone replacement material (living tissue replacement material) 10.
In this step, as shown in FIG. 2, the bone filling material 11 composed of a porous body of β-TCP is put into a culture vessel in which bone marrow mesenchymal stem cells (stem cells) are cultured, and the stem cells are placed on the surface. To adhere.
[0014]
The formation step (S02) is, as shown in FIG. 2, a step of differentiating the attached stem cells to generate a bone forming action (living tissue forming action) using the bone filling material 11 as a scaffold.
In this step, first, a new medium is supplied and mixed into the culture vessel. The medium to be supplied includes MEM (Minimal Essential Medium: minimum essential medium), FBS (Fetal Bovine Serum: fetal bovine serum), as well as differentiation inducers such as dexamethasone and β-glycerophosphate, and nutrients such as vitamin C. Are mixed.
The culture vessel is heated at a predetermined temperature (for example, 37 ± 0.5 ° C.) and CO2Culture is performed while maintaining the culture conditions such as the concentration (for example, 0.5%) while exchanging the medium within a predetermined culture period (for example, 6 weeks).
By this culture, a bone replacement material 11 having osteoblasts (tissue cells) differentiated from stem cells and produced bone matrix (cell matrix) and having an osteogenic effect is obtained.
[0015]
The treatment step (S03) is a step of freezing the bone replacement material 11, drying it under reduced pressure, and killing osteoblasts.
As shown in FIG. 3, in this step, the obtained bone replacement material 11 is immersed in a Petri dish 13 filled with a solution 12 composed of a culture solution, a buffer solution, or a physiological saline solution. Then, it is inserted into the freeze dryer 14 and cooled to −50 ° C. to freeze the water in the osteoblasts. The temperature falling time at this time may be rapid or slow. As a result, the cell volume expands or ice blocks are formed, thereby damaging the cell membrane and the like, and killing the cells. On the other hand, the bone matrix produced by osteoblasts is maintained without being deteriorated even when exposed to a low temperature.
[0016]
Subsequently, the pressure inside the apparatus is reduced to 4 Pa to 40 Pa (0.03 Torr to 0.3 Torr). By providing a pressure difference, the water that has evaporated from the container is discharged to the lower pressure side, so that the bone replacement material 11 is dried. Since this operation is drying by sublimation and not evaporation by boiling, the bone matrix can be dried without denaturation.
Thereafter, the pressure inside the freeze dryer 14 is gradually increased to the atmospheric pressure, and the temperature is increased to room temperature. In this way, a dried bone substitute 10 is obtained in which only the osteoblasts in the bone substitute 11 are killed.
[0017]
When using the bone filling body 10, the same amount of water as the previously measured water evaporation is supplied to restore the bone matrix.
The thus obtained bone replacement material 10 has a bone matrix produced by replacing the β-TCP constituting the bone replacement material 11 by the action of osteoblasts invading the pores of the bone replacement material 11, and 11 is attached to the surface. By implanting the bone substitute 10 into the defect of a patient, new autologous bone is formed in due course.
[0018]
According to this method for producing a biological tissue complement, even with the bone complement 10 produced using bone marrow mesenchymal stem cells collected from a third party other than the patient, only the bone matrix produced by osteoblasts Remains in the bone substitute 10. Therefore, while maintaining the bone regeneration function, it is possible to suppress the occurrence of immune rejection, canceration, infectious disease, and the like when transplanted, without using cells having the same HLA.
Further, since the thawing may be performed as needed, the bone replacement material 11 can be prepared in advance.
Further drying, the decay of the cell temperament is suppressed, and the living tissue complement can be stored for a long period of time. Further, since the living tissue filling material is dried under reduced pressure, water is evaporated by sublimation instead of boiling, and cells can be killed in a state of maintaining the living body regeneration function without denaturing the cell temperament.
[0019]
In the above embodiment, a microwave oven may be used for thawing. Although weak, the sterilizing effect can be enhanced by the effect of the electron beam.
Further, freezing and thawing may be repeated a plurality of times. Since the action of killing the cells occurs during the freezing process, the cells can be killed more reliably.
Considering the stability of the bone matrix during freezing, the freezing temperature can be as low as about -70 ° C.
[0020]
Further, examples of the bone prosthesis 10 include a gauge 16 shown in FIG. 4 and a screw 17 shown in FIG. When producing these, the surface according to each of the above-described embodiments is subjected to a depression on the surface, and after inoculating stem cells therein to differentiate osteoblasts to produce bone matrix, It is also possible to apply.
Similarly, the inner fixation device 19 used for the fixation between the lumbar vertebral bodies 18 shown in FIG. 6 and the collagen graft 21 which is a cross-linking material or a cushioning material between the bones 20 of the bone defect shown in FIG. After inoculating stem cells and differentiating osteoblasts to produce bone matrix, the treatment according to each of the above embodiments can be performed.
[0021]
Further, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the living tissue may be skin, muscle, blood vessels, etc., which are tissues other than bone. Then, by applying each of the treatment steps according to the above-described embodiment to a living tissue filling material formed by differentiating stem cells into these tissues, a living tissue filling body in which tissue cells have been killed can be produced. For example, as shown in FIG. 8, it can be used as an artificial valve (patch) 23 for the heart 22 of a patient with ventricular septal defect.
[0022]
【Example】
Rat cultured bone was produced as a bone substitute by the method for producing a biological tissue substitute according to the above embodiment.
First, bone marrow fluid was extracted from ACIrat, and primary cells were cultured for 2 weeks to produce cultured cells containing bone marrow mesenchymal stem cells from which unnecessary components had been removed.
[0023]
After trypsin treatment of the cultured cells, the cultured cells are seeded on a bone replacement piece composed of a porous body of β-TCP. Dexamethasone was added to the medium in addition to MEM and FBS and cultured for 6 weeks.
In this way, a bone substitute comprising osteoblasts differentiated from bone marrow mesenchymal stem cells was obtained. After that, the bone filling material was placed in a freeze dryer and the temperature was lowered to -50 ° C. The pressure was reduced to 10 Pa.
The cultured bone thus treated was transferred to a refrigerator and stored for one month.
[0024]
After immersing the cultured bone in pure water (for example, about 5 ml) to restore it, it was transplanted to the back of a Fisher rat. After 4 weeks, the bone formation function was confirmed by ALP (alkaline phosphatase). Bone formation could be confirmed by detecting an increase in ALP activity.
At this time, the transplanted Fisher rat did not show any symptoms that seem to be an immune rejection reaction, confirming that allogeneic transplantation was possible without the need for an immunosuppressant.
[0025]
【The invention's effect】
The present invention described above has the following effects.
According to the method for producing a living tissue replacement of the present invention, only the tissue cells of the living tissue replacement are killed. It is possible to provide a living tissue complement that can be stored for a long period and mass-produced.
Further, according to the living tissue complement of the present invention, the tissue around the implanted defect can be activated to regenerate the tissue, and the necessary amount can be provided in a timely manner when needed. Therefore, storage space and transportation costs can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a production flow of a bone substitute in one embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an attaching step and a forming step in one embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing a process of processing a bone substitute in one embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10. Bone prosthesis (living tissue prosthesis)
11 bone filling material (living tissue filling material)

Claims (4)

生体組織補填材に幹細胞を付着させる付着工程と、付着させた前記幹細胞を分化させることにより前記生体組織補填材を足場として生体組織形成作用を生じさせる形成工程と、形成された組織細胞を死滅させる処理工程とを備え、
前記処理工程が、前記生体組織補填材を凍結してさらに乾燥させることを特徴とする生体組織補填体の製造方法。
An attaching step of attaching stem cells to the living tissue filling material, a forming step of causing the living tissue filling material to act as a scaffold by differentiating the attached stem cells, and killing the formed tissue cells. Processing step,
The method for producing a living tissue replacement body, wherein the processing step freezes and further dries the living tissue replacement material.
前記乾燥が、前記生体組織補填材を減圧して行うことを特徴とする請求項1記載の生体組織補填体の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the drying is performed by reducing the pressure of the living tissue filling material. 前記処理工程後、前記生体組織補填材に水分を供給することを特徴とする請求項1又は2記載の生体組織補填体の製造方法。The method for producing a living tissue replacement according to claim 1, wherein water is supplied to the living tissue replacement after the treatment step. 生体組織補填材に幹細胞を付着させ、付着させた前記幹細胞を分化させることにより前記生体組織補填材を足場として生体組織形成作用を生じさせた後に、形成された組織細胞を死滅させて製造されることを特徴とする生体組織補填体。A stem cell is attached to a living tissue filling material, and the stem cell thus attached is differentiated to produce a living tissue forming action using the living tissue filling material as a scaffold. A biological tissue complement, characterized in that:
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