JP2010178971A

JP2010178971A - カニューレおよび細胞分離装置

Info

Publication number: JP2010178971A
Application number: JP2009026175A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Tamura; 知明田村; Yoshiaki Shiba; 良昭芝
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】脂肪由来細胞への損傷を低減しながら脂肪組織を吸引して健全な状態の脂肪由来細胞の回収率を向上する。
【解決手段】脂肪由来細胞を含む脂肪組織を吸引する吸引口２ａを有し、少なくとも内面が前記脂肪組織との間に生じる摩擦を低減する摩擦低減材料により覆われている吸引管２を備えるカニューレ１を提供する。本発明によれば、脂肪組織と吸引管２表面との間で摩擦の発生が低減され、吸引時における脂肪由来細胞のダメージを低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カニューレおよび細胞分離装置に関するものである。

従来、生体内から脂肪組織を吸引して採取するカニューレが知られている（例えば、特許文献１〜特許文献５参照。）。脂肪組織は体内で互いに結合しておりそのままの状態では吸引が難しいので、生理食塩水等からなるチューメッセント液を脂肪組織部位に注入し、カニューレの先端を動かして脂肪組織を分断しながらチューメッセント液内でほぐして吸引する方法が用いられている。

また、採取された脂肪組織から幹細胞などの脂肪由来細胞を分離する装置が知られている（例えば、特許文献６参照。）。分離して得られた脂肪由来細胞は、例えば、培養や再生医療などに用いられる。

特開平４−３２２６５８号公報特公平６−１１３０８号公報特公平６−１１３０９号公報特表２００３−５２７８７５号公報特表２００５−５０７７５６号公報特開２００７−２８９０７６号公報

しかしながら、特許文献１〜特許文献５に記載のカニューレは、いずれも体内の脂肪を効率良くまたは低侵襲に除去することを目的として設計されており、脂肪組織内に含まれる脂肪由来細胞への影響を防ぐ工夫等はなされていない。また、脂肪吸引に用いられているカニューレは通常、体内での破損などを未然に防ぐためにＳＵＳなどの金属をはじめとする硬質な材質が用いられている。

そのため、脂肪組織内でカニューレを動かしたりカニューレ内の狭い空間を通過したりする間に、脂肪組織内に含まれる脂肪由来細胞が物理的な刺激、特にカニューレの表面との摩擦によるダメージを受けやすい。したがって、これらのカニューレを脂肪由来細胞の分離を目的とする脂肪吸引に用いた場合、吸引により脂肪由来細胞が損傷を受けてしまい、健全な状態の脂肪由来細胞の回収率を向上することができないという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、脂肪由来細胞への損傷を低減しながら脂肪組織を吸引して健全な状態の脂肪由来細胞の回収率を向上することができるカニューレおよび細胞分離装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、脂肪由来細胞を含む脂肪組織を吸引する吸引口を有し、少なくとも内面が前記脂肪組織との間に生じる摩擦を低減する摩擦低減材料により覆われている吸引管を備えるカニューレを提供する。
本発明によれば、吸引管の吸引口を体内の脂肪組織部位に挿入してポンプなどにより吸引管の内部を減圧すると、吸引口から吸引管内に脂肪組織を吸引して採取することができる。

この場合に、脂肪組織は吸引管内において摩擦低減材料と接触しながら流動させられ、吸引管内における摩擦の発生が低減される。これにより、摩擦による脂肪組織内の脂肪由来細胞が損傷を受けるのを防いで、健全な状態の脂肪由来細胞を含む脂肪組織を採取することができる。また、このようにして本発明のカニューレにより採取された脂肪組織から脂肪由来細胞を分離することにより、健全な状態の脂肪由来細胞の回収率を向上することができる。

上記発明においては、前記摩擦低減材料が、生体高分子であることとしてもよく、前記生体高分子が、コラーゲン、フィブロネクチン、ヒアルロン酸、アルギン酸またはＭＰＣ（２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン）のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
このようにすることで、摩擦低減材料による脂肪由来細胞への影響を抑えることができる。

また、上記発明においては、前記摩擦低減材料が、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）であることとしてもよい。
このようにすることで、化学的および物理的に安定な摩擦低減材料が形成され、カニューレの取扱いを容易にすることができる。

また、本発明は、上記いずれかに記載のカニューレを備え、該カニューレにより吸引された前記脂肪組織を分解酵素により分解して前記脂肪由来細胞を含む細胞懸濁液を生成する分解処理部と、前記細胞懸濁液を遠心分離して前記脂肪由来細胞を濃縮する濃縮部と、前記分解処理部から前記濃縮部へ前記細胞懸濁液を送液する送液経路とを備える細胞分離装置を提供する。

本発明によれば、分解処理部において、カニューレにより吸引された脂肪組織が分解酵素により分解されると脂肪由来細胞が脂肪組織から分離して細胞懸濁液が生成され、該細胞懸濁液が送液経路により濃縮部に送液されて遠心分離されることにより、濃縮された脂肪由来細胞を得ることができる。
この場合に、脂肪組織がカニューレで吸引される際に摩擦による脂肪由来細胞の損傷が低減されるので、健全な状態の脂肪由来細胞の回収率を向上することができる。

本発明によれば、脂肪由来細胞への損傷を低減しながら脂肪組織を吸引して健全な状態の脂肪由来細胞の回収率を向上することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るカニューレの（ａ）全体構成図および（ｂ）吸引管の断面図である。本発明の一実施形態に係る細胞分離装置の全体構成図である。本発明の実施例に係るカニューレにより脂肪由来細胞を吸引したときの脂肪由来細胞の生存率を測定した結果を示すグラフである。

本発明の一実施形態に係るカニューレ１および該カニューレ１を備える細胞分離装置１００ついて、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るカニューレ１は、図１（ａ）に示されるように、先端部の側面に開口した吸引口２ａを有する吸引管２と、該吸引管２の基端に設けられた把持部３と、該把持部３に接続された吸引チューブ４とを備えている。

吸引管２は、例えば、ＳＵＳ等の金属材料からなる先端が閉塞した筒状であり、内腔は把持部３内を貫通して吸引チューブ４まで延びている。また、吸引管２の内面および外面は、図１（ｂ）に示されるように、生体高分子（摩擦低減材料）からなる被膜２ｂにより覆われている。

生体高分子としては、例えば、コラーゲン、フィブロネクチン、ヒアルロン酸、アルギン酸またはＭＰＣなどが用いられる。これらの生体高分子は、コラーゲンの場合、ＨＣｌなどの酸性溶媒に、その他の場合はＰＢＳなどの中性溶媒に溶解され、該水溶液内に吸引管２全体を浸漬してから洗浄および乾燥することにより、吸引管２の内面および外面全体に被膜２ｂが形成される。

次に、このように構成されたカニューレ１を備える細胞分離装置１００の構成および作用について以下に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置１００は、図２に示されるように、カニューレ１を備える分解処理部２０と、遠心分離容器８ａを装着した遠心分離機８を備える濃縮部３０と、分解処理部２０と濃縮部３０とに接続された送液経路４０とを備えている。

分解処理部２０は、カニューレ１の吸引チューブ４の他端が接続された収容容器５と、該収容容器５内を減圧する排気ポンプ６と、収容容器５を水平面内で振とうさせる振とう機７とを備えている。

操作者がカニューレ１の把持部３を把持して吸引管２を操作し、吸引管２を先端から患者の脂肪組織部位に挿入し、図示しないカテーテル等を用いて脂肪組織部位にチューメッセント液を注入しながら吸引管２の先端を動かしてチューメッセント液内で脂肪組織Ａをほぐす。そして、排気ポンプ６を作動させると、収容容器５、吸引チューブ４および吸引管２の内部が減圧され、吸引口２ａから収容容器５内へ脂肪組織Ａとチューメッセント液とが吸引されて収容容器５内に貯留されるようになっている。

収容容器５内には脂肪組織Ａを分解する分解酵素液Ｂが収容され、振とう機７により収容容器５を振とうさせると、脂肪組織Ａが分解酵素液Ｂ内で撹拌されて分解され、脂肪組織Ａに結合していた脂肪由来細胞Ｃが分離させられる。そして、撹拌後に収容容器５を静置させると、脂肪組織Ａが分解されて生じた脂肪分が上層に、脂肪由来細胞Ｃを含む分解酵素液Ｂ、つまり、細胞懸濁液が下層に、比重の差により層分離させられる。

送液経路４０は、収容容器５の底面に開口する排出口５ａと、濃縮部３０の遠心分離容器８ａとに接続された送液チューブ９と、該送液チューブ９の排出口５ａ近傍に設けられたバルブ１０と、送液チューブ９の途中位置に設けられた送液ポンプ１１とを備えている。
分解処理部２０で脂肪組織Ａを撹拌および静置した後に、バルブ１０を開放して送液ポンプ１１を作動させると、収容容器５の下層に分離した細胞懸濁液が遠心分離容器８ａ内へ送液されるようになっている。

濃縮部３０では、送液されてきた細胞懸濁液を遠心分離機８で遠心分離し、遠心分離容器８ａの底部に沈降したペレットを回収すると、脂肪組織Ａから分離されて濃縮された脂肪由来細胞Ｃを得ることができる。

この場合に、本実施形態によれば、吸引管２の外面および内面が生体高分子からなる被膜２ｂにより覆われている。これにより、脂肪組織Ａ内で吸引管２を前後左右に動かしたり、脂肪組織Ａが吸引管２内を流動したりしても、脂肪由来細胞Ｃが損傷する主要因として考えられる摩擦の発生が低減され、健全な状態を維持したまま脂肪由来細胞Ｃを体内から採取することができるという利点がある。特に、内径が細く脂肪組織Ａとの接触面積が大きい吸引管２の内面に生体高分子の被膜２ｂを形成することで、脂肪由来細胞Ｃの摩擦による損傷を効果的に低減することができるという利点がある。

また、摩擦低減材料として生体高分子を用いることで、摩擦低減材料による脂肪由来細胞Ｃへの影響を最小限に抑えることができる。さらに、生体高分子として、コラーゲンやフィブロネクチン、ヒアルロン酸等の細胞外マトリックスに含まれる成分を用いた場合、摩擦以外の刺激から脂肪由来細胞Ｃを保護する効果も期待できる。また、生体高分子としてＭＰＣを用いた場合、脂肪組織Ａと同時に吸引される蛋白質や血球等の吸引管２表面への付着が防止されるので吸引管２の洗浄を容易にすることができる。また、これらの生体高分子は、複数の種類を同時に組み合わせて用いることもできる。

上記実施形態においては、吸引管２の表面が生体高分子によりコートされていることとしたが、これに代えて、ＤＬＣによりコートされていることとしてもよい。
ＤＬＣは、例えば、ＣＶＤ法やＰＶＤ法などの公知の方法により吸引管２の表面に被膜２ｂを形成させられる。このようにすることで、従来カニューレに用いられている金属やＰＴＦＥなどの材料に比べて吸引管２の表面を滑らかにして脂肪組織Ａとの摩擦を低減することができる。また、化学的に安定で丈夫な摩擦低減材料の被膜２ｂを形成することができる。

また、上記実施形態においては、吸引管２の表面にＤＬＣ膜を形成した後、該ＤＬＣ膜上に生体高分子からなる膜を形成することとしてもよい。
ＤＬＣは、プラズマを照射するなどして表面の一部の炭素間の結合を開裂させることでフリーラジカルまたはイオン種を生成し、これらとカルボキシル基や水酸基などの官能基とを反応させることで容易に生体高分子をＤＬＣ膜に導入することができる。

例えば、表面にＤＬＣ膜を形成した吸引管２を、プラズマ照射後直ちに生体高分子を溶解した揮発性溶媒に浸漬させることで、生体高分子をＤＬＣ膜表面に共有結合させる。そして吸引管２を乾燥させて揮発性溶媒を揮発させることで、ＤＬＣ膜と生体高分子膜との２重膜が容易に形成される。
このようにすることで、吸引管２の表面に生体高分子からなる強固な被膜２ｂを形成することができる。

また、上記実施形態においては、チューメッセント液が、抗炎症物質または抗アポトーシス因子を含むこととしてもよい。
抗炎症物質としては、例えば、Ｐ３８ＭＡＰキナーゼ阻害剤、スタチン、ＩＬ−１阻害剤、ＩＬ−６阻害剤、ペミロラスト、トラニラスト、レミケード、シロリムス、非ステロイド性抗炎症化合物、抗ＴＧＦ−β抗体、アディポネクチン等が用いられる。また、抗アポトーシス因子としては、ＥＰＯ、ＥＰＯ誘導体および類似体、ならびにこれらの塩類、ＴＰＯ，ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＨＧＦ、カスパーゼ阻害剤等が用いられる。

吸引により脂肪由来細胞Ｃが損傷する要因として、摩擦の他に、外界からの刺激により脂肪由来細胞Ｃ内でネクローシスまたはアポトーシスを引き起こすシグナルが伝達されている可能性が考えられる。したがって、これらのシグナルの伝達を遮断する抗炎症物質または抗アポトーシス因子をチューメッセント液内に添加することにより、脂肪由来細胞Ｃのネクローシスまたはアポトーシスの発生を防いで、脂肪由来細胞Ｃの生存率を向上することができる。

次に、本発明のカニューレの実施例について以下に説明する。
摩擦低減材料により脂肪由来細胞の損傷が低減されることを確認するため、摩擦低減材料としてコラーゲン（高研社製）およびＭＰＣ（ＬＩＰＩＤＵＲＥ、日本油脂社製）を用いたときの脂肪由来細胞の生存率を測定した。
カニューレの吸引管を、０．１％および０．３％のコラーゲン水溶液と、１０％および２０％のＭＰＣ水溶液とにそれぞれ３０分間浸漬した後、ＰＢＳまたは滅菌水で充分に洗浄して乾燥させた。これにより、吸引管がコラーゲンまたはＭＰＣの被膜により覆われた４種類の本実施例のカニューレを用意した。

脂肪由来細胞の細胞懸濁液を、本実施例のカニューレと未処理のカニューレ（ｒｅｆｅｒｒｅｎｃｅ）とを用いて吸引した後、遠心分離して細胞分離装置で処理したときと同等の負荷を脂肪由来細胞にかけ、沈殿として回収された脂肪由来細胞の細胞数（全細胞数及び死細胞数）を計測し、細胞の生存率を求めた。また、カニューレにより吸引しないことを除いて同様に処理した脂肪由来細胞についても細胞数を計測し、細胞の生存率を求めた。細胞数（全細胞数及び死細胞数）は、ヌクレオカウンター（ＣｈｅｍｏＭｅｔｅｃ社製）を用いて計測した。

図３は、このようにして得られた結果を、未処理のカニューレを用いて吸引した場合を１００％として表したグラフである。
未処理のカニューレを用いて脂肪由来細胞を吸引した場合と比較し、０．１％コラーゲンでコートしたカニューレでは差異が見られなかったものの、０．３％コラーゲン、１０および２０％ＭＰＣでコートしたカニューレでは明らかに脂肪由来細胞の生存率が向上していることが分かる。

特に０．３％コラーゲンでコートしたカニューレでは、未処理のカニューレと比較して１割以上生細胞の回収率が向上しており、脂肪由来細胞の損傷を低減させるのに非常に有効であることが示された。
以上の結果から、本実施例に係るカニューレは、吸引時の脂肪由来細胞の損傷を低減して生細胞の回収率を向上するための有効な手段であることが確認された。

１カニューレ
２吸引管
２ａ吸引口
２ｂ被膜
３把持部
４吸引チューブ
５収容容器
５ａ排出口
６排気ポンプ
７振とう機
８遠心分離機
８ａ遠心分離容器
９送液チューブ
１０バルブ
１１送液ポンプ
２０分解処理部
３０濃縮部
４０送液経路
１００細胞分離装置
Ａ脂肪組織
Ｂ分解酵素液
Ｃ脂肪由来細胞

Claims

脂肪由来細胞を含む脂肪組織を吸引する吸引口を有し、少なくとも内面が前記脂肪組織との間に生じる摩擦を低減する摩擦低減材料により覆われている吸引管を備えるカニューレ。
前記摩擦低減材料が、生体高分子である請求項１に記載のカニューレ。
前記生体高分子が、コラーゲン、フィブロネクチン、ヒアルロン酸、アルギン酸またはＭＰＣのうち少なくとも１つを含む請求項２に記載のカニューレ。
前記摩擦低減材料が、ダイヤモンドライクカーボンである請求項１に記載のカニューレ。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカニューレを備え、該カニューレにより吸引された前記脂肪組織を分解酵素により分解して前記脂肪由来細胞を含む細胞懸濁液を生成する分解処理部と、
前記細胞懸濁液を遠心分離して前記脂肪由来細胞を濃縮する濃縮部と、
前記分解処理部から前記濃縮部へ前記細胞懸濁液を送液する送液経路とを備える細胞分離装置。