JP2003509129A - 再吸収性の移植材料 - Google Patents

再吸収性の移植材料

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Abstract

(57)【要約】 移植可能な再吸収性材料として特定の使途を有する非架橋の、細胞除去し、かつ精製した哺乳類の組織（例えばウシの心膜）。この材料をその組織の抗原性を低減するのに十分な方法でその第一アミン基をアルキル化することによって処理し、処理された組織を架橋せずにインビボで使用することを可能にし、そしてまたそれを再吸収性にすることを可能にする。この材料はある一定期間、移植組織自体が宿主によって徐々に再造形または再吸収される間、軟組織の欠損の外科的修復に用いることができる。またこのような材料の調製方法およびこのような材料を外科的修復に使用する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、体内の移植組織として使用される材料、特にそのような使途の再吸
収可能かつ再造形可能な材料に関する。
【０００２】 発明の背景 現在さまざまな再吸収可能な（ときとして吸収可能または「再造形可能」とも
呼ばれる）材料が補綴用途、例えば貼布、移植組織、および／または補綴器具の
構成部品に用いるために存在している。 例えばポリエステル、ポリラクチド、およびポリグリコリドから作られた合成
の再吸収性の材料が医学のさまざまな分野で使用されている（例えば、Ashammak
i, N. A.の論文、J. Biomed. Mater. Res.,33: 297〜303; 1996を参照）。これ
ら材料のいろいろなバージョンがVicryl(登録商標)（Ethicon, Inc.）およびDex
on(登録商標)（Davis & Geck, Inc.）の商標で市場に存在している。これらポリ
マーの漸進的な分解は加水分解によって助長され、また宿主の組織の生化学的作
用によって触媒される（Hanbrough, J. F.等の論文、J. Burn Care Rehab., 14:
485~494; 1993）。これら材料は膜として、また再吸収可能な縫合糸を製造する
場合には編み合されたメッシュとして製造することができる。 合成の再吸収性材料はむしろ最近のできごとだが、コラーゲン材料については
凍結乾燥したヒトの硬膜の事例のように補綴用移植材料として長年使用されてお
り、それは1954年に遡る。ここ数年の普通のやり方としては、宿主組織の応答に
よって引き起こされる酵素分解に対する耐性を増す一方で異種間移植片の抗原性
を減らすために、このようなコラーゲン材料をグルタルアルデヒドなどの物質で
架橋している（Gratzer, P. F.等の論文、J. Biomed. Mater. Res., 31: 533~54
3; 1996）。ポリエポキシ化合物もまたこのような目的に使用されてきたが、こ
れらは結果としてコラーゲン中に生ずるアルキル化アミンに関してより安定であ
る（Sung, H-W.らの論文、J. Biomater. Sci. Polymer Edn., 8: 587~600; 1997
）。架橋した組織は長期間の移植組織としてよく働くがこれらは再吸収性ではな
く、それ自体宿主組織の再造形、そしてまた体自体による移植片の最終的な置換
も促進しない。
【０００３】 Aesculap AG & Co.（B. Braun Surgical）は、Lyoplant(登録商標)の商標のも
とにウシの心膜ベースの再吸収可能な硬膜の代用品の形で製品を販売している。
Lyoplant(登録商標)は、付着脂肪および結合組織の機械的な除去、酵素および潜
在的な病原体を不活性化するための化学処理、凍結乾燥、いろいろなサイズへの
切断、包装、および最後のエチレンオキシドによる滅菌を含むプロセスによって
製造される。製品は、大脳および小脳の硬膜欠損部の被覆用に、頭蓋内圧が増加
した場合の除圧硬膜形成術用に、脊髄硬膜欠損部の被覆用に、また脊髄の除圧硬
膜形成術用に使用されることが表示されている。この材料は、移植後１年以内に
完全に再造形されることが観察された。 Tutogen Medical, Inc.は、溶剤で脱水し、ガンマ線照射で保存加工したヒト
の心膜の形の加工した心膜の製品をTutoplast(登録商標)の商標のもとに提供し
ている。Tutoplast(登録商標)の組織の加工は、徹底的な清浄化、加工、脱水、
および保存を含む。このプロセスは有害な残留物を何も残さないと云われており
、抗原の潜在能力を最小限に抑える。多方向性繊維を含むコラーゲン結合組織は
本来の心膜の機械的強度および弾性を保持し、新しい内生組織による置換を支援
するための基本的な形成構造を提供する。この組織は、硬膜形成術（ヒトの硬膜
の代用品として）、また腹部、泌尿器科、眼科、および血管の手術を含むさまざ
まな外科的用途に使用されることが表示されている。吸収および内生組織の再形
成のプロセスは、移植の１ないし２日後に始まり移植片のサイズおよび移植部位
の応答状態次第で数週間、数ヶ月、または数年続く。Mentor Corporationは、Tu
toplast(登録商標)技術を尿失禁用の再吸収可能な三角布（Suspend(商標)）の製
造に用いるためにTutogen Medical, Inc.と戦略的提携を始めた。 再吸収性材料のさまざまな他の使い方が特許資料に記載されている。例えば、
再吸収性材料から作られる生物学的人工心臓弁のステントに関する米国特許第5,
895,420号（Mirsch, II他、「Bioresorbable Heart Valve Support」）を参照さ
れたい。このようなステントは弁状移植片の形状に輪郭を合わせた鞘または枠と
して形成することができる。このステントは最終的には患者によって再吸収され
、鋳型にした弁移植組織と比べて血行動態特性の改善された機能性の「ステント
レス」弁が残る。
【０００４】 さまざまな他の再吸収性材料を非血管移植組織の血管と一緒に使用することが
示唆または提案されている。例えばGoldberg他の米国特許第5,085,629号には、
尿管閉鎖症の治療に使用される生分解性の注入ステントが開示されている。Stac
k他の米国特許第5,306,286号には、冠動脈形成術における血管内配置用の吸収性
ステントが開示されている。Duranの米国特許第5,376,112号には、本来の心臓弁
と一緒に機能するように心臓の中に埋め込まれるヘルニア輪が開示されている。 別の態様において米国特許第5,837,278号（Geistlich他の「Resorbable Colla
gen Membrane for Use in Guided Tissue Regeneration」）には、誘導型組織再
生にコラーゲンを含有する膜を使用することが開示されている。この特許は、誘
導型組織再生に使用される再吸収可能なコラーゲン膜を提供し、その膜の一方の
面は繊維質でそれによってその上に細胞が増殖することを可能にし、反対側の面
は滑らかでそれによってその上に細胞が接着するのを防止する。
【０００５】 最後に、生分解に対する抵抗性を増すために湿式化学処理プロセスにより牛の
心臓周囲の組織を処理する方法について記載した米国特許第5,413,798号（Schol
l他）を参照されたい。この組織の使い方について、移植の３および６ヶ月後に
は自生の硬膜ともはや区別できないようにかなり一体化される（繊維細胞によっ
て生き返らされ辺縁領域の血管によってトラバースされる）移植組織の形態が例
示されている。移植組織の内側は自己由来の硬膜と同じ型の細胞で被覆する。 さらに別の話題に関して幾つかの論文には、コラーゲンなどの材料に与えるア
ルキル化剤の効果の調査を目的とした基礎的な研究について記載されている。例
えば、Sung, H. W.等の論文、J. Biomed. Mater. Res., 37: 376〜383 (1997)お
よびTu, R. 等の論文、J. Biomed. Mater. Res., 28: 677〜684 (1994)を参照さ
れたい。しかしながら本発明人等の知るかぎりではこのような参考文献のいずれ
もこのような材料をインビボで使用する方法については示唆しておらず、そして
またこのような材料が体によって許容されるかどうか、まして再吸収および再造
形されるかどうかの問題については取り上げていない。 本権利者は、心膜ベースの材料の開発および製造におけるリーダーとして認め
られている。例えば、その各々が参照により本明細書に組み込まれている米国特
許第5,752,965号、第5,575,803号、第5,549,628号、第5,503,638号、および第4,
915,113号、ならびに国際出願米国公開第98/25674号を参照されたい。 一般に心膜材料は、例えばグルタルアルデヒドを用いて架橋され、したがって
一般には非再吸収性であると考えられる。このような材料は、貼布、縫合糸およ
びステープル線のバットレス部材、ならびに外科用綿撒糸などを含むさまざまな
用途に使用されてきた。
【０００６】 発明の概要 本発明は、再吸収可能かつ再造形可能な方式の移植可能な材料として特定の用
途を有する非架橋の、細胞除去し、かつ精製した哺乳類の組織（例えばウシの心
膜）を提供する。この材料は、組織の抗原性を低減させるのに十分な方式で、そ
してまた処理された組織をインビボで、かつ架橋せずに使用することを可能にす
る程度まで天然の組織の第一アミン基をアルキル化し、それによって再吸収可能
にすることによって調製される。 この材料は例えば一定の期間、軟組織の欠損の外科的修復に使用することがで
き、その間に移植組織自体が宿主によって次第に再造形または吸収される。関連
する態様において本発明は、このような材料を調製する方法およびこのような材
料を外科的修復に使用する方法を提供する。本発明の材料に関して本明細書中で
用いられる単語「再吸収」およびその語形変化は、いったんインビボに埋め込ま
れると体によって体自体の表面または内部に過度の有害な影響を与えることなく
徐々に吸収される材料を意味するものとする。本発明の材料に関して用いられる
単語「再造形」およびその語形変化は、例えば体内の移植の位置および方法によ
って移植組織の構造および／または機能の幾つかまたは全てが新たに形成される
本来の組織と置き換わることを促進および／または可能にするようにした再吸収
可能な材料を意味するものとする。理論に拘束されるつもりはないが、少なくと
も本発明の幾つかの実施形態において再造形は、移植組織の固有の網目組織がそ
の部位に保持されている間に、移植材料のかなりの部分が漸次吸収されるゆるや
かな身体のプロセスによって起こるようにみえる。そしてまた網目組織は、新し
い組織または組織構成部分の発生の基本的な足場として体によって使用される。 好ましい実施形態において本発明は、その遊離アミン基の大部分をアルキル化
した、非架橋の、細胞除去し、かつ精製した哺乳類の組織を含む再吸収性の移植
可能な材料を提供する。特に好ましい実施形態において組織は、心膜、腹膜、大
腿筋膜、硬膜、真皮、および小腸粘膜下組織からなる群から選択され、材料は１
，２−エポキシ−R化合物（ただしRは炭素原子６個までのアルキル基）からなる
群から選択されるアルキル化剤によってアルキル化される。このような材料は任
意の適切な形態、例えば平坦またはテキスチャー仕上げされたシートまたはスト
リップとして提供することができ、硬膜形成、胸部、腹部、泌尿器科、眼科、心
臓、および血管の手術からなる群から選択されるものを含むさまざまな外科的用
途に使用するようにすることができる。
【０００７】 詳細な説明 本発明の組織は、哺乳類の供給源を含む任意の適切な供給源から、例えば三次
元の絡み合った繊維をもつコラーゲン結合組織の形態で得ることができる。この
ような組織には一般に漿膜及び繊維漿膜が含まれる。特に好ましい実施形態にお
いて組織の供給源は、ウシの心膜、腹膜、大腿筋膜、硬膜、真皮、および小腸粘
膜下組織から選択される。さらに好ましい実施形態において組織はウシの心膜で
あり、本明細書に記載の方法を用いて処理して生体適合性、厚さ、およびその他
の物理的および生理学的特性の最適な組み合わせを有する処理された組織を提供
する。 本発明の組織は、例えば神経外科用途に使用するために硬膜から得ることがで
きる。本明細書に記載の方式で処理した場合、三次元の絡み合った繊維をもつコ
ラーゲン結合組織は本来の硬膜の多方向の機械的強度を保持し、その間新しい内
生組織による交代を支援するための基本的な形成構造を提供する。
【０００８】 体の中に埋め込むためには異種移植組織、あるいはさらに同種移植組織ベース
の材料の抗原特性を低減しまたは除去することが望ましいが、その材料の体によ
る吸収および／または再造形を望むならば架橋は行えない。したがって、コラー
ゲンベースの材料のこのような修飾を特に行なうには単官能性の試薬を用いる。
この試薬は、それが組織のタンパク質の有効アミンの官能基と反応する、したが
って終結、すなわち「キャップ」するようにするが隣接する基とはさらに反応し
ないという点で「単官能性」である。したがって本発明の最適な試薬は、アミン
などタンパク質の基と反応した場合それらの基と結合するが、普通ならコラーゲ
ンの基質の生物学的特性をその意図する使途にとって不適切な組織にするほどま
では変えないはずの比較的小さくかつ構造的に簡単な化合物が好ましい。
【０００９】 特に好ましい実施形態において本発明の組織は、その組織をインビボに埋め込
み、使用することを可能にするのに十分な程度までその有効アミン基の過半数を
アルキル化することを含む方法によって処理される。好ましくは組織は、当初存
在したアミン基の８０％以上、好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以
上を反応させるのに十分な程度までそのアミンをアルキル化することによって加
工される。効率およびアルキル化の程度は本明細書に記載のさまざまな手段によ
って決めることができ、これには処理前後のアミン基の相対的なレベルを決める
ためのニンヒドリンベースの検定法（「アミン指数」）の使用が含まれる（例え
ば、Sung H-W等の論文、Art Org., 21: 50〜58; 1997およびSung H-W等の論文、
J. Biomed. Mater. Res., 33: 177〜186; 1996参照）。好ましくはアルキル化プ
ロセスの効率はさらに、用いたアルキル化剤のそのバッチインキュベーション中
の未反応量を決定することによって評価される。 好ましいアルキル化剤は、例えばｐＨが約９と約１１の間、濃度が約２％と約
５％（v／v）の間で、組織をそのアルキル化剤を含有する溶液に少なくとも４８
時間曝すことにより用いることができる。 好ましいアルキル化剤には、ホルムアルデヒドおよび１，２−エポキシ化合物
などの小さくかつ反応性のあるアミンをアルキル化する物質が含まれる。エポキ
シはそれらがアミンとの反応中に、より安定なアダクトを生成する傾向があると
いう点でホルムアルデヒドを凌ぐ利点を有する（Sung H-W等の論文、Biomater.,
17: 2357〜2365: 1996）。１，２−エポキシ剤はアルカリ性のｐＨで第一アミ
ンと反応してきわめて安定な２−ヒドロキシ第二アミンを生成することができる
。しかしながらホルムアルデヒドなどのアルデヒドは、第一アミンと反応して少
しばかり不安定な、可逆的に二重結合したアルジミンを生成する（Girardot, J-
MおよびGirardot, M-Nの論文、J. Heart Valve Dis., 5: 518〜525; 1996）。 さまざまな単官能性の１，２−エポキシ剤の中では、プロピレンオキシド（「
ＰＯ」）が、その材料プロセスを簡単だが効果的なものにする特徴を持つので特
に好ましい。プロピレンオキシド（エポキシプロパン）は室温では液体として存
在するが、この数年間殺菌剤として大部分が気体の状態で使用されている（Hart
, AおよびBrown, Wの論文、App. Microbiol., 28: 1069~1070; 1975）。ＰＯは
、ある条件下でタンパク質のカルボキシル、チオール、フェノール、およびアミ
ン基を直接修飾することが以前に明らかにされた（Fraenkal-Conrat, H.の論文
、J. Biol. Chem., 154: 227~238; 1944）。他のエポキシドで実証されているよ
うにプロピレンオキシドは大部分がアルカリ性のｐＨでアミンと反応する。コラ
ーゲンをアルカリ性のｐＨで膨潤し、よりアクセスしやすくしてプロピレンオキ
シドなどの水溶性物質でアルキル化する。
【００１０】 本発明で使用される別の好ましい単官能性エポキシ試薬は、Nagase Corp., Os
aka, Japanによって製造され、Denacol(登録商標)EX-131の製品名で販売されて
いるメチルグリシジルエーテルである。この製品は低分子量を有し水溶性であり
、ホルムアルデヒドよりもっと有望なブタの心膜のアルキル化剤であることが示
された（Sung H-W等の論文、J. Biomed. Mater. Res.,35: 147~155; 1997）。 アミンアルキル化剤による組織の修飾を立証するために「アミン指数」に加え
て別の試験法を使用することもできる。変性（収縮する）温度（Td）が、グルタ
ルアルデヒドなどの物質によるコラーゲンの架橋を検証するためによく使用され
る。化学的に架橋されると、コラーゲン中に存在する水素結合の安定性が増すこ
とにより見掛け上Tdが著しく増加する。これとは対照的にプロピレンオキシドな
どの単官能性物質でアルキル化するとTdは著しく低下する。この現象は、アルキ
ル化剤の作用および引き続いて起こるコラーゲンの基質の変性によるコラーゲン
ポリマーの分枝により生ずると考えられる（Tu, R.等の論文、J．Biomed. Mater
. Res., 28: 677〜684; 1994）。 また好ましい実施形態において本発明の組織は、ウシ海綿状脳症（BSE）の伝
播のすでにきわめて小さい可能性をさらに低減させるために水酸化ナトリウム（
NaOH）などの塩基で処理される。NaOH処理した組織（例えば心膜）の組織学的分
析は、この処理によるほぼ完全な細胞除去を明らかにした。組織の細胞構成部分
がほとんどの抗原負荷を含有することが知られている（Courtman, D. W.等の論
文、J. Biomed. Mater. Res., 28: 655〜666; 1994）ので、NaOHによる細胞除去
処理は抗原性の低減においてアルキル化剤の使用を補完することができる。 本発明の組織を用いて、任意の適切な形状または構造を有し、その意図する使
途に適した任意の寸法の補綴製品に二次加工することができる。例えば組織は、
その主要な面の片側または両側が最適な状態のテキスチャー仕上げされた、また
は修飾（例えば、生物学的活性因子、滑剤、殺菌剤などの共有結合、混入、およ
び／または吸着による）された平坦な構造（例えばシートまたはテープのような
）で提供し、また包装することができる。
【００１１】 好ましい実施形態において本発明のプロセスは、 ａ）適切な（例えばUSDA認可の）供給源から心膜を得ること ｂ）組織を清浄にし、任意選択でまた好ましくは、例えば細胞除去するために
、および／または潜在するBSEの感染を低減／排除するために組織を処理するこ
と、 ｃ）組織をアルキル化（例えばプロピレンオキシドを用いたヒドロキシプロピ
ル化）し、有効（例えば潜在的に反応性の）アミン基の過半数をキャップするこ
と、また任意選択で ｄ）組織を洗浄、乾燥、滅菌、および包装することの１または複数のステップ
を含む最終加工、のステップを含む。 本発明の方法で使用するのに適した天然の組織は、好ましくは感染症を伝染さ
せる危険性を減らすためにドナーの選別および実験室の試験の間に厳しい基準値
を満たす。組織の加工は、清浄化、加工、脱水、および保管を含む厳しい品質管
理手順を含む。この方法は有害な残留物を少しも残さず、抗原の潜在性をできる
だけ減らす。滅菌は好ましくは、ガンマまたは電子ビームの照射（一般には2.5
Mrad）またはエチレンオキシドガスを用いて達成される。 本発明の処理済みの組織は、適応の一連の範囲を移植用と表示される。多方向
性繊維を有するこの種のコラーゲン結合組織は、新しい内生組織による置換を支
援するための基本的な形成構造を提供する間、生来の心膜の機械的強度および弾
性のかなりの分量を保持することができる。この組織は、硬膜形成術（ヒトの硬
膜の代用品として）を含むさまざまな外科的用途に、また胸部、腹部、泌尿器科
、眼科、心臓、および血管の手術に使用することが表示される。 活性または潜伏感染あるいは組織の壊死の徴候を有する領域、ならびに漏洩の
ある循環を有する領域または手術後の合併症の容認できない危険性を生み出すこ
とになる任意の疾病のある領域に移植することは避けるべきである。 組織は、包装が開封および／または損傷を受けないかぎりその組織および包装
内容物が滅菌された非発熱性のままであるような通常の手段を用いて包装するこ
とができる。移植片は有効期限前に使用されなければならない。しかるべき当業
者ならば、現場での組織の適切な配置および固定が移植片の耐用寿命に及ぼす潜
在的な悪影響を避けるという点で重要な因子の可能性があるそのやり方を正当に
評価するはずである。本発明の組織はさまざまなサイズ（例えば厚さ、長さ、お
よび幅）に調製し、包装することができる。使用される組織の寸法は、それぞれ
の欠損の大きさに対応すべきである。 いったん埋め込まれると吸収および内生組織の再形成のプロセスが、移植片の
サイズおよび移植部位の応答状態に応じて移植の１ないし２日後に始まり、数週
間、数ヶ月、または数年続く。乾燥または脱水状態で包装した場合、組織を所望
の稠度に応じて、感染予防／滅菌技術を用いて約２ないし約３０分前に再水和さ
せる。外科医もまた、再水和中ならびに移植片を切断および成形している間、目
視検査によって再水和の結果を監視すべきである。移植は移植組織の自由端が、
接着すると問題を引き起こす恐れのある領域中に延びないような方法で行なわれ
るべきである。
【００１２】 吸収性または非吸収性の縫合材料、膠などを用いて組織を所定の位置に固定す
ることができる。連続的な縫合糸の場合、縫合糸のゲージは外科医の指示による
が、吸収性の縫合材料および丸くて外傷を起こさない針が推奨される。縫合糸は
、移植片の端から２ないし３ｍｍに位置すべきである。中ないし高い応力下にあ
る縫合糸の部位では断面を二つに折るとよい結果が得られる。 本発明の組織は、外科用に直ぐ使用でき、貴重な手術室の所要時間を節約する
ことができるという事実を含むさまざまな特徴および利点を提供する。その上、
二次手術の部位がなくまた患者にとってストレスが少ない。その結果麻酔をかけ
ておく時間が短く、ドナー側の苦痛または病的状態もなく、また費用も少なくて
済む可能性がある。組織は広範囲のサイズで入手できるようにすることができ、
外科医は必要とするサイズを選択することができ、その結果屑をできるだけ少な
くすることになる。すべての生体製品と同様に、肝炎、クロイツフェルト・ヤコ
ブ病（CJD）、またはウシ海綿状脳症（BSE）などの汚染性感染症が全くないとい
う絶対的保証を与えることは不可能である。CJDおよびBSEの事例におけるNaOHの
使用などの加工処理がどんな伝染の危険性でも低減できることを示しており、特
に厳しいドナーの選別および実験室の試験と組み合わせると有効である。本発明
の処理済みの組織は、清浄な乾燥した環境、および４℃および３０℃の間（５９
から８６oＦ）の管理された温度で貯蔵することができる。
【００１３】 試験手順：コラゲナーゼ検定 コラゲナーゼと呼ばれる酵素のクラスが、この数年そのコラーゲン生体材料に
及ぼすその影響を調べるために使用されている。例えばClostridium Histolytic
um由来の細菌性コラゲナーゼは、哺乳類の宿主による材料の再吸収の傾向および
速度の正確な予測物質として用いることができる（Yannas, I. V.等の論文、J.
Biomed. Mater. Res., 9: 623~628; 1975）。架橋剤によるコラーゲンの修飾は
コラゲナーゼの作用に対する受感性の著しい減少をもたらすので、そのような修
飾が再吸収されるべき組織については行なわれないことが大切である。架橋がコ
ラゲナーゼの活性を妨げる機構は完全には分かっていない。驚くべきことに本出
願人等は、細菌コラゲナーゼが本発明の処理済み（アルキル化した）の組織を実
際に分解することができることを発見した。したがってPOなどの物質によってア
ルキル化された組織は適切な機能上の特性をもち、コラゲナーゼ検定はこうして
処理した組織の有用性を確かめるための依然として有効な道具である。
【００１４】 コラゲナーゼ検定は、コラゲナーゼ酵素の作用によって生成される可溶性のコ
ラーゲンペプチドの存在を示すニンヒドリンベースの検定法であり、下記のよう
に行なうことができる。 １．組織を25〜30 mgの範囲で計量する。 ２．コラゲナーゼ溶液（25mM塩化カルシウムを含む50mM Ｎ−トリス（ヒドロ
キシメチル）メチル−２アミノエタンスルホン酸（「TES」）緩衝液（pH 7.4~7.
5）に溶かしたコラゲナーゼ酵素（Sigma, type 1A）0.01 mg/ml）3.0 mlを加え
る。 ３．３７℃で２４から９６時間インキュベートする。 ４．割り当てられた時点で、コラゲナーゼ溶液100μlおよびニンヒドリン溶液
（0.16%（w/v）塩化スズ（II）を含む200 mMクエン酸（pH 5.0）１部に対してエ
チレングリコールモノエチルエーテルに溶かした4%（w/v）ニンヒドリン１部）1
.0mlを９５〜１００℃で３０分間インキュベートする。 ５．室温で管を冷却する。 ６．50%イソプロパノール1.0mlにコラゲナーゼ試料250μlを加える。 ７．渦流を形成させ、570nmで吸光度を読み取る。 ８．570nmにおける吸光度を組織片の重量で除してOD/mgを得る。OD/mgは、コ
ラゲナーゼ酵素の作用によって分解したコラーゲンペプチド量の数値である。 コラゲナーゼ検定の結果は、試料をポジティブ（未処理）およびネガティブ（
グルタルアルデヒドで架橋）対照試料の両者と比較することによって決定される
。
【００１５】アミン指数 アミン指数は、アミン試薬との反応によって修飾された（およびそれによって
実質上インビボで非反応性にされた）当初の有効アミンの割合と定義することが
できる。このような修飾は、ニンヒドリンに添加されたときアミンの「ルーヘマ
ン紫」の呈色ができなくするはずであり、この直接関連する検定は下記のように
行なうことができる。 １．ＤＩ水200μlを組織25〜30mgに加えた。 ２．ニンヒドリン溶液1 mlを各管に加える。 ３．管を９５〜１００℃で３０〜３５分間インキュベートする。 ４．管を室温で冷却する。 ５． 50%イソプロパノール溶液1 mlに試料250μlを加える。 ６．渦流を形成させ、570nmで吸光度を読み取る。 ７．アミン指数を計算する。 修飾された元のアミンの割合を計算するためには下記の式が用いられる。 アミン指数（％）＝｛〔対照*（OD/mg）−試料（OD/mg）〕／対照（OD/mg）｝
×１００ OD/mgは、OD＠570を組織片の重量で除することによって求められる。* 対照は修飾されていない組織である。
【００１６】未反応のアルキル化剤の定量検定 この検定の目的は、一般にアミンの１００％のアルキル化は達成されないが、
これが適切なアルキル化剤がないことによるものではないことを立証することで
ある。本質においてこの検定は、余すところなく組織に曝したときアルキル化剤
の検出可能なレベルがインキュベーション溶液中に残っていることを確認するた
めに用いられる。組織がアルキル化剤に曝されたとき、残っている割合を定量す
るためにアルキル化剤溶液をサンプリングすることができる。この試験は、一部
はアルキル化効率を評価する目的で行なわれる。 定量化には標準曲線を用いた評価を行なう。 １．グリシン0.0375gに0.2M炭酸塩（Na+2）緩衝液50 mlを加えることによって
10mMグリシン溶液を調製する。 ２．プロピレンオキシド（PO）の標準液を調製する（例えば、0.5%POから5%PO
の範囲）。この標準液は、合計5 mlになるように炭酸塩緩衝液にPOの正確な量を
加えることによって調製される。 ３．グリシン溶液1 mlをラベルを貼った試験管に加える。 ４．各PO標準液1 mlをラベルを貼った試験管に加える。 ５．渦流を形成させて混合し、室温で２４時間反応させる。 ６．２４時間後、各標準液50μlをニンヒドリン溶液1 mlに加えた。 ７．管を９５〜１００℃で３０分間インキュベートする。 ８．管を室温で冷却する。 ９．標準液250μlを50%イソプロパノール溶液1 mlに加えた。 １０．渦流を形成させ、570nmで吸光度を読み取る。 未知のプロピレンオキシド濃度を含有する試料を上記の方法を用いて評価する
。いったんプロピレンオキシド標準曲線がプロットされたならば、標準曲線を用
いてその未知のプロピレンオキシド濃度を含有する試料を推定することができる
。
【００１７】含水率 含水率はMettler-Toledo HG53 Halogen Moisture Analyzerで分析した。２０
０℃の温度設定を用いた。結果は含水率％で記録される。変性（収縮する）温度 変性温度は、コラーゲンが変性する温度である。この試験は、ChemDyne MC100
0式引張試験装置で行なった。変性温度は、安定して温度の上昇する水浴中で30g
の予備荷重を用いて測定した。結果は℃で表される。 本発明を下記の非限定的な実施例に関してさらに記述することにする。本発明
の範囲から逸脱することなく、記述した実施形態で多くの変化を行うことが可能
なことは当業者には明らかなはずである。したがって本発明の範囲は、本明細書
に記載の実施形態には限定されるべきではなく、特許請求の範囲の言語によって
記述される実施形態およびそれら実施形態と等価のものによってのみ限定される
べきである。
【００１８】 実施例 実施例１． ウシの心膜嚢を、最低年齢が生後１２ヵ月のUSDAが検定した健康な雌牛から採
取した。新鮮な心膜を取り、一連の洗浄液、その後最終的に氷で冷やした洗浄水
を通した。組織から外生組織を一掃し、新鮮な状態または−２０℃に保管して使
用した。下記の通常の手順を用いて本発明に従って処理済みの組織を調製した。
すべての試験手順は２０〜２５℃で行なった。NaOHと中和 １．ウシの心膜40〜45gを計量する。 ２．心膜を1.0M NaOH（ＤＩ水1 lに溶かしたNaOH 40g）1 l中に６０〜６５分
間置く。pH測定用の試料を浸液の端から採取する。 ３．NaOHをデカントし、組織を軽く搾り、濾過したＤＩ水2 l中に１５〜２０
分間置く。 ４．ＤＩ水をデカントし、組織をクエン酸塩緩衝液（ＤＩ水2 lに溶かしたク
エン酸ナトリウム28gおよびクエン酸2.0g）2 l中に６０〜６５分間置く。pH測定
用の試料を浸液の端から採取する。 ５．クエン酸塩緩衝液をデカントし、組織を軽く搾り、組織を別のＤＩ水2 l
中に３０〜３５分間置く。組織のアルキル化 １．5%プロピレンオキシド溶液（0.2M炭酸塩緩衝液（pH 10.5〜10.6）950 ml
に溶かしたプロピレンオキシド50 ml）を調製する。 ２．NaOH処理した組織をプロピレンオキシド溶液中に置く。 ３．プラットホーム式ふりまぜ機で７２〜９６時間混合する。 ４．組織を溶液から取り出し、ＤＩ水1.5 l中に２４時間置く。 組織をヒドロキシプロピル化した後、アミン指数および未反応アルキル化剤の
定量検定を行なって十分アルキル化されたことおよびPOを検証する。組織をワイ
ヤメッシュのラック上に移し、Virtis Genesis式真空乾燥機中で115 mTorr（約0
.13 Pa）で乾燥した。 結果： 表１.コラゲナーゼ活性 下記の表は、本明細書に記載の方法で調製した再吸収性組織をコラゲナーゼ0.
01mg/mlで２４〜９６時間インキュベートしたときのコラゲナーゼ検定の結果を
提供する。
【表１】
【００１９】 OD/mgは、コラゲナーゼ酵素の作用によって分解したコラーゲンの量の相対値
である。本発明のアルキル化した組織を含む各組織がコラゲナーゼの消化を受け
やすいことが分かり、これはそれらが体内で再吸収される可能性の現れである。
【００２０】 表２．pH依存性 下記の表は、5%PO溶液中で２種類の異なるpHでインキュベートした場合のNaOH
/PO処理した組織のアミン指数の結果を提供する。 組織 pH 9.5でアミン指数 pH 10.5でのアミン指数 NaOH/PO 84.76% 96.29% 関与した実験環境下では、アルキル化の程度はpHが高いほど増加する可能性が
あることが分かる。
【００２１】 表３．時間依存性 下記の表は、5%PO溶液中pH 10.5で、ある時間インキュベートした場合のNaOH/
PO処理した組織のアミン指数の結果を提供する。 組織 POインキュベーション72 時間 POインキュベーション72 時間 NaOH/PO 93.95% 96.29% ７２時間から９６時間までのインキュベーション期間中でさえ、わずかにアル
キル化の増加があることが分かる。
【００２２】 表４．未反応アルキル化剤の定量検定 下記の表は、未反応アルキル化剤の検定から得られる標準曲線の例である。
【表２】 570でのＯＤ 未反応アルキル化剤 0.7734 上記データをプロットするとそれは標準曲線を提供し、一般的な調製において
この実施例の実験条件下では0.4から0.5%の間のプロピレンオキシドがアルキル
化溶液中に未反応のまま残ると推定される。
【００２３】 表５．含水率 下記の表は、組織がアルキル化プロセスを通過する（７２〜９６時間の間に）
に従って含水率がいかに増加する傾向にあるかを示している。
【表３】
【００２４】 表６．変性温度 下記の表は、組織がアルキル化プロセスを通過するに従って変性（収縮する）
温度が低下する傾向にある様子を示している。
【表４】
【００２５】 実施例２． POでキャップしたウシの心膜のインビボにおける生体適合性および生体安定性
の調査。 この調査では炎症、物性の変化、および宿主細胞による移植組織の基質の再造
形の観点から、皮下の動物モデルでプロピレンオキシド（PO）でキャップした非
架橋のウシの心膜をグルタルアルデヒド（GA）で架橋したウシの心膜と比較した
。
【００２６】 PO処理した組織の調製 新鮮なウシの心膜の貼布（約4cm×6cm）をまず1N NaOH中で１時間処理し、続
いて50mMクエン酸塩緩衝液4 l中に２〜３回、１時間浸漬した。次いでNaOH処理
した組織を、0.2M NaHCO3緩衝液（pH 10.5）100mlおよび2%プロピレンオキシド
を含有する大型の試験管の中に入れた。管を自動ロッカー上で室温、４８時間静
かに振とうさせた。組織をpHレベル 6.5~7.5までの塩類液で十分に洗浄し、70%
エタノール中で貯蔵した。
【００２７】 GAで架橋した組織の調製 グルタルアルデヒド（GA）で架橋したウシの心膜の貼布は、Supple PeriGuard
(商標)を含む「PeriGuard」の商標で市販されており、Bio-Vascular, Inc., St.
Paul, MNから入手した。
【００２８】 滅菌 濡れた組織の貼布を試料サイズ1cm×2cmに切断した。試料をプラスチックの包
装紙（各４枚）上に平らに置き、プラスチックの包装紙を巻きつけることによっ
て密封した。包まれた試料をプラスチック／アルミニウム箔の袋の中に入れ、そ
の後アルゴンガスでパージし、ヒートシールした。袋は電子ビーム照射25±2.5
Kgyによる滅菌用に送られた。
【００２９】 移植 動物は生後３ヶ月のFisher 344の雄のラットである。各動物は２種類の異なる
材料の移植組織を与えられた。手術の手順では動物をペントバルビタール（5 mg
/100g）で麻酔し、背の上部を剃毛し、ブタジエン溶液で洗浄した。動物の背の
中線上に2cmの切開を行なった。皮下組織の平坦部を横に切り裂いて背の左右の
側に袋を形成した。１枚の試料を挿入し、各袋の中に平らに広げた。傷を手術用
縫合糸で塞ぎ、ブタジエンで洗浄した。麻酔から覚めた後、動物を檻に戻した。
【００３０】 外殖 移植して４および１２週間後、動物を二酸化炭素の吸入によって屠殺した。試
料を周囲の粘着組織と一緒に回収した。回収した試料を３片に切断した。１片は
0.3%アジ化ナトリウムを含む塩類液中で貯蔵して縫合保持試験に使用され、第２
片はブーアン固定液中で固定して包埋し、薄片に切り、ヘマトキシリンおよびエ
オジン（「H & E」）染色するために送られ、第３片は凍結して酵素消化検定に
使用された。
【００３１】 縫合保持の測定 補綴材から縫合糸のループを引き抜くのに必要な力を決定する縫合保持試験を
ChemDyne MC1000 (Columbia Labs, Inc.) 式引張試験装置で行なった。5 - 0 Pr
olene縫合糸を、組織の端から2mm食い込んだところで組織を貫いてループにした
。縫合糸のループを抜取率20 Hz、速度100mm／分で引き抜いた。
【００３２】 酵素消化検定 組織試料をそれぞれ40 U/mlコラゲナーゼ（Worthington, Biochem Corp.）1.0
mlおよび0.05%トリプシン／EDTA溶液1.0mlに浸漬した。試料を３７℃で１２時間
インキュベートし、組織の完全性を目視で得点を与えた。
【００３３】 結果： 縫合の保持 GAで架橋したウシの心膜は、移植期間（Eビームによる滅菌後１２週間まで）
を通じてその縫合保持特性をほぼ維持したが、POでキャップした組織はEビーム
による滅菌および移植終了後にかなりの変化があった（表７）。Eビーム照射は
、POでキャップした組織の縫合保持率を約６０％まで低下させた。縫合保持率は
、移植期間中にさらに低下した。しかしながら、POでキャップした組織の縫合保
持率は移植後４週間で最も低いレベルに達したのち時間とともに増加するように
みえることは興味深い。
【００３４】 表７. ラットにおけるEビームによる滅菌および移植前および後の組織試料の
縫合保持力（g）
【表５】
【００３５】 酵素消化 GA架橋は、移植の前および後（１２週間まで）のウシの心膜をコラゲナーゼお
よび／またはトリプシンに対して耐性にした。しかしながらPOでキャップしたウ
シの心膜は、移植前にコラゲナーゼおよびトリプシンによって容易に消化された
。ウシの心膜は、その自然の状態（すなわち非架橋）ではコラゲナーゼによって
消化できるが、トリプシンによって消化できないコラーゲンにより大部分が作ら
れているので、その組織がPOキャップ後トリプシンに影響されやすくなったこと
は興味深い。移植の終了後、POでキャップした試料は４週間目ではトリプシンに
より完全に消化可能であったが１２週間目では部分的であった。移植の後期の段
階では試料中に新しいコラーゲンが形成された可能性がある。
【００３６】 組織学的評価 組織学的試料のスライドガラス（H & E染色）を光学顕微鏡を用いて評価し、
１から４段階で得点を与えた（表７）。移植後４週間でGA架橋した試料は、主に
移植組織の外面に見られるかなりの量の多形核白血球（PMN）、マクロファージ
、および異物巨細胞、ならびにリンパ球を特徴とする軽微ないし中位レベルの炎
症性の応答を引き起こした。これと比べてきれいに見え、きわめてわずかな炎症
性の細胞が存在するPOでキャップした試料では、きわめて軽度な反応が見られる
かまたは全く見られなかった。GA架橋した組織の移植組織の周囲には繊維質の被
嚢が現れたが、POでキャップした試料ではほとんど検出されなかった。POでキャ
ップした移植組織は層状剥離しぼろぼろになっているように見えたが、GA架橋し
た組織の基質中のコラーゲン繊維構造は変化しなかった。 GA架橋した組織に対する炎症性の応答は移植後１２週間では４週目と同様で物
質的完全性にほとんど変化がなかったが、PO処理した試料には顕著な変化があっ
た。PO処理した組織の周囲および内部には、より多くの細胞性浸潤（特に繊維芽
細胞）があった。POでキャップした組織の基質は、普通のウシの心膜で観察され
るように起伏のない繊維質の構造を有する均質かつ異方性になった。組織の基質
は、薄い繊維質の被膜下の若干の領域では繊維芽細胞、ネオコラーゲン、および
マクロファージをもつ肉芽組織に発展する特徴と似ていた。
【００３７】 表７．外殖片の４および１２週目の顕微鏡による評価（段階１から４） パラメーター GA架橋 GA架橋 POキャップ POキャップ (4週間） (12週間） (4週間） (12週間） 多形核白血球（PMN） ２ ２ １ １ リンパ球 ２ ２ １ １ 血漿細胞 ０ ０ ０ ０ マクロファージ １ ２ ０ １ 巨細胞 ２ ２ ０ １ 壊死 ０ ０ ０ ０ 腺維増殖 ０ ０ ０ ０ 繊維形成 ２ ３ １ ２ 脂肪浸潤物 ０ ０ ０ ０ 繊維芽細胞の増殖 ０ ０ １ ２
【００３８】 結論として、GA架橋したウシの心膜と比較してPOでキャップした非架橋のウシ
の心膜は、移植後４および１２週目に現れる炎症細胞（PMNおよびマクロファー
ジ）がより少ないことによって示されるように、引き起こされる炎症がより少な
かった。GA架橋した組織はその物質的および構造的完全性の大部分を移植期間を
通じて維持したが、POでキャップした組織は移植期間中に顕著な変化を受けるよ
うに見えた。移植の後、POでキャップした組織は最初の数週間以内に一部分解し
て縫合保持率の低下をもたらした。しかしながら、興味深いことに完全に体内に
吸着されるのではなく、材料は新しい宿主細胞と一緒に徐々に再造形されるよう
に見え、より強くなって縫合保持率を増した。１２週目の繊維芽細胞の増殖およ
びトリプシン消化に対する外殖片の耐性の増加によって示されるように、恐らく
再造形プロセス中に新しいコラーゲンの形成が起こったと考えられる。組織学的
実験は、移植の後期の段階（例えば１２週目）にはPOでキャップしたウシの心膜
の基質が、正常な治癒過程を示す組織の特殊な型である肉芽組織に似はじめるこ
とを明らかにした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ツァオ，クイン ホン アメリカ合衆国，ミネソタ 55304，アン ドーバー，ワンハンドレッドサーティーフ ォース レーン ノースウエスト 1946 (72)発明者 デスミス，エイミー アメリカ合衆国，ミネソタ 55014，サー クル パインズ，トワイリト テラス 256 (72)発明者 オーレイ，ビー．ニコラス アメリカ合衆国，ミネソタ 55125，ウッ ドベリー，ハイリンドン ロード 9552 Ｆターム(参考） 4C081 AA12 AB11 AB19 BA13 BB01 CD34 DA02

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有効アミン基の過半数がアルキル化した滅菌された、非架橋
    の、細胞除去された、かつ精製された哺乳類の組織を含む再吸収可能かつ再造形
    可能な移植材料。
  2. 【請求項２】 組織が漿膜および繊維漿膜からなる群から選択される、請求
    項１に記載の材料。
  3. 【請求項３】 組織が心膜、腹膜、大腿筋膜、硬膜、真皮、および小腸粘膜
    下組織からなる群から選択される、請求項２に記載の材料。
  4. 【請求項４】 組織がウシの心膜を含む、請求項３に記載の材料。
  5. 【請求項５】 材料が１，２−エポキシ−R（ただしRは炭素原子６個までの
    アルキル基）からなる群から選択されるアルキル化剤によってアルキル化されて
    いる、請求項１に記載の材料。
  6. 【請求項６】 アルキル化剤がプロピレンオキシドである、請求項５に記載
    の材料。
  7. 【請求項７】 アルキル化剤がメチルグリシジルエーテルである、請求項１
    に記載の材料。
  8. 【請求項８】 材料が平坦またはテキスチャー仕上げされたシートまたはス
    トリップとして提供される、請求項１に記載の材料。
  9. 【請求項９】 材料を硬膜形成、胸部、腹部、泌尿器科、眼科、心臓、およ
    び血管の手術からなる群から選択される外科的用途に使用するようにした、請求
    項１に記載の材料。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の再吸収可能で再造形可能な移植材料の調
    製方法であって、前記方法が組織をアルキル化剤でその組織中の有効アミン基の
    過半数がアルキル化されるのに適した条件下で処理するステップと、処理された
    組織をインビボで使用するために滅菌するステップとを含む、方法。
  11. 【請求項１１】 清浄化した組織を前記アルキル化のステップの前に塩基で
    処理する、請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 アルキル化剤をpH約９と約１１の間で用いる、請求項１０
    に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 アルキル化剤の濃度が約２％（v／v）と約５％（v／v）の
    間にある、請求項１０に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 組織を少なくとも４８時間アルキル化剤に曝す、請求項１
    ０に記載の方法。
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