JPH07505792A

JPH07505792A - 補綴用関節軟骨

Info

Publication number: JPH07505792A
Application number: JP5510420A
Authority: JP
Inventors: ストーン，ケビン　アール．; リー，シュートゥン
Original assignee: リージェン　バイオロジクス　インコーポレイテッド
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1995-06-29
Also published as: AU3229193A; EP0617598A1; CA2125967A1; US5624463A; US5306311A; EP0617598A4; AU669686B2; WO1993011723A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

補綴用関節軟骨１１立ＩＪ本発明は、移植可能な医療用デバイスに関するものである。特に、この発明は、補綴用関節軟骨及び関節軟骨組織の再生のためのイン・ビボでの足場として有用な医療用デバイス並びにかかるデバイスの製造方法に向けられている。関節軟骨は、ヒト及び動物において関節接合部を形成するすべての骨の末端をカバーしている。軟骨は、接合部において、力の分配のための機構及び骨の間の接触領域における潤滑剤として作用する。関節軟骨が無ければ、接合部が容易に動（ことが出来ない程に、応力集中及び摩擦が生じるであろう、関節軟骨の喪失は、通常、痛い関節炎及び減少した接合部の動きへと導く。軟骨細胞（関節軟骨を生成する細胞）が　フィブリン凝塊で満たされた欠陥部位へ移動して実質的に天然の軟骨と同じ組織を形成する能力を有することは公知である（　Ａａｒｎｏｃｚｋｙ等、　（１９８５）　Ａｒｔｈｒｏｓｃｏ　ｌ：２４７）　、更に、組織培養中の軟骨細胞は、細胞***及びマトリックス合成能力を有している（　Ｗｅｂｂｅｒ等　（１９８５１Ｊ、　０ｒｔｈｏ、　Ｒｅｓ。皿：３６）　、しかしながら、これらの手順により形成された軟骨の量は、一般に、イン・ビポでひどく損傷を受けた接合部面を置き換えるには十分ではない。負傷した又は罹患した軟骨の従来の治療技術は、両者とも、一般に、外科的修復、置換、又は切除を試みることによるものであった０通常一時的であり且つ正常の接合部の力に＃４久るには不十分ではあっても、修復又は切除を用いて、組織の再生は起こり得る。関節軟骨の置換は、通常、同種移植（Ｓｅｎｇｕｐｔａ等（１９７４）　Ｊ、　Ｂｏｎｅ　Ｓｕｒ　、　５６Ｂ（１１：１６７−１７７；　Ｒｏｄｒｉｇｏ等（＋９７１１）ΩＬＬし−」ヒコ」」」１山：３４２−３４９　＞　、骨膜移植片（Ｅｎｇｋｖｉｓｔ　（１９７９１５ｃａｎ、　Ｊ、ユｌａｓ工、　Ｒｅｃｏｎｓｔｒ、　Ｓｕｒ　。１３＋３６１−３６９：　Ｒｕｂａｋ　（１９８２１Ａｃｔａ　０ｒｔｈｏ　、　５ｃａｎ、　５３：ｌ１ｌｌ−１８６１によるもの又は金属及び／プラスチック部品（Ｒｕｂａｓｈ等１１ａ　（１９９１）　Ｃ１１ｎ、０ｒｔｈ、Ｒｅ１．　Ｒｅｓ、２７１：２−９６）を用いるものであった。死んだ軟骨組織の同種移植が数年間試みられたが僅かしか成功しなかった。このアプローチは、長期にわたっては、移植片に対する宿主の免疫応答、低温保存法の失敗及び付着部位の故障のために部分的に成功しただけである。全接合部面の金属及びプラスチック部品との交換は、年輩者、座りがちの患者はどよく成功したが、一般に、運動の衝撃に耐えるには不十分であると考えられており、正常の接合部ｔｉ横を回復させることは示されなかった。別の従来技術のアプローチにおいては、関節軟骨を骨及び／又は人工材料からなるプロテーゼで置き換えた。例えば、米国特許第４，６２７，８５３号は、脱塩した同種又は異種の骨切片を置換物として利用することを記載している。これらの置換物の適当な機能は、骨切片の異なる脱塩に依存する。米国特許第３，５５１．５６０号は、ヒト又は動物の社のコロイド溶液から調製したゲルの利用を含む軟骨な再１成する方法を記載している。米国特許第４，６２０，３２７号は、移植物を可溶性の骨蛋白質で処理して新規な軟骨を刺激する方法を記載している。米国特許第４，８４６，８３５号は、軟骨細胞を移植して関節軟骨の損傷の治癒を促進するための移植技術を記載している。米国特許第４，６４２，１２０号は、胎児の軟骨細胞を含むゲル様組成物の利用を記載している。これらの開発にもかかわらず、永久人工材料からなる構造での軟骨組織の置換は、主として向かい合うヒト及び動物の接合部の関節軟骨が非常にもろいという理由により、一般に、満足出来るものではなかった。接合部における関節軟骨は、従来技術の人工軟骨の移植から結局生じる粗い界面にもコンプライアンスの正常からの変動にも耐えないであろう、更に、接合部の力は、膝及び股関節の場合、体重の数倍になることが年に１００万回以上ある。今までは、従来技術の永久人工軟骨は、天然の関節軟骨特性を有する材料から構成されてはいなかったし、かかる日常的力に耐えるだけ十分しっかりと位置させることも出来なかった。皮膚及び神経等の他の組織の修復は、合成及び天然材料の両者を用いて試みられた０例えば、内胚葉性移植物及び人工上皮が、天然のコラーゲン及びグリコサミノグリカンから作られた（米国特許第４，０６０，０８１号）。再吸収可能な合成ポリエステルが、末梢神経の再生応用のために用いられ（Ｎｙｉｌｅｓ等　（１９８３１（Ｔｒａｎｓ。八ｍ、　Ｓｏｃ、＾ｒｔｉｆ、　Ｉｎｔｅｒｎ、　Ｏｒ　ａｎｓ　２９：３０７ −３１２）　、コラーゲン導管が神経再生のための足場として用いられた（米国特許第４，９６３，１４６号）。前述の技術の有用性にもかかわらず、補綴用関節軟骨として適当であり且つ天然の再吸収可能な材料から作られた構造又はその類似物は開発されなかった。従って、必要なものは、生体適合性の、柔らかい、滑らかな且つ耐久性の関節軟骨のための改良された補綴用の足場である。　従って、正常な接合部の運動を可能にし、正常の接合部の力に耐えることが生体力学的に可能な且つそれらの負荷において周囲の軟骨を保護するように機能する改良された関節軟骨プロテーゼを提供することがこの発明の目的である。他の目的は、関節軟骨細胞の浸潤及び軟骨再生のための一時的なイン・ビボでの足場として作用する再吸収可能なプロテーゼを提供することである。更に池の目的は、正常の関節軟骨の組織に類似した組織を有する生体適合性の材料からなる関節軟骨プロテーゼを提供することである。史に他の目的は、標準的手術の技術による移植に適合した関節軟骨プロテーゼを提供することである。更なる目的は、イン・ビボで関節軟骨組織を再生する方法を提供することである。他の目的は、かかる補綴用関節軟骨用の足場を作成し得る方法を提供することである。

【且ユＩ１１本発明は、関節接合部への移植のための生体適合性の及び少な（とも部分的に生体再吸収可能であって関節軟膏の形態及び役割を肩代わりする構造物を提供する。この補綴用軟骨デバイスは又、天然の関節軟骨の物理的特性を有する組織の再生のための足場を提供する。かかるプロテーゼは、関節面を有する任意の関節に移植することが出来る。本発明の補綴用関節軟骨デバイスは、長骨の末端に見られる天然の関節軟骨と実質的に同じイン・ビボ外形を有するように適合させた乾燥した多孔性の体積マトリックスを含む。このマトリックスは、約１００〜４００ミクロンの範囲の細孔寸法を有する。このマトリックスは、関節軟骨細胞の内部成長に適合させた生体再吸収可能な足場を確立し、天然の関節接合部の負荷の力を支える。この発明の好適具体例において、このマトリックスは、円筒形を有する。このマトリックスは、生体適合性且つ生体再吸収性の繊維（その一部は架橋していてよい）からなる、これらの繊維は、天然ポリマー又は天然ポリマーのアナログ例えば生合成アナログを含む。この発明の１つの好適具体例において、マトリックスの繊維は、動物若しくはヒトの組織から得られるような天然分子のポリマーである。この同じ目的に有用な幾つかの好適な天然繊維は、コラーゲン、エラスチン及びレティキュリンを含む。この発明の幾つかの形態において、これらの繊維は、マトリックス中でランダムな向きであり、又はマトリックスの特定の領域では整っている。他の形態において。これらの繊維は、マトリックス中で、円周方向に伸びる又は実質的に放射状に伸びる方向を呈する。好適マトリックスは又、繊維間に散在させた多糖分子をも含む、この発明の好適な面において、コンドロイチン４−硫酸、コンドロイチン６−硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、アルギン酸、キトサン等の多糖類及びこれらの混合物は、マトリックスの成分である。これらの多糖類は、補綴用軟骨中に均一に分散させてよく、又はマトリックス構造の種々の領域に集中させてもよい。この発明の種々の形態において、多糖類を、直接、繊維との共有架橋結合形成に参加させ、又は、機械的に、もつれた形態で若しくは結合ｍ構を通して繊維と相互作用させて安定な繊維−多糖複合体を形成することが出来る。マトリックスは、約７５〜１００１２ｍ重量％の天然及び／又は合成繊維、及び約０〜２５乾燥重量％の多糖類を含んでよい（この比率は、構造中で一定であっても、又は変化してもよい）。この発明の好適具体例において、マトリックスは、約０．０７〜０．５０ｇマトリックス／　ｃ　ｍ　”の密度を有する（ここに、「ｇマトリックス／ｃｍ”Ｊは、マトリックスの１立方センチメートル中のグラム数を意味する単位である）、更に、マトリックスは、約２〜１４ｃｍ”７ｇマトリックスの繊維間及び繊維内空間を有している。この発明の幾つかの具体例において、マトリックスは、直円柱の移植前形態を有している。一般に円錐形の生体適合性の基礎部品は、下にある骨へのマトリックスの挿入及び固定に用いるためにマトリックスの１つの底面から伸びている。この基礎部品は、非再吸収性、部分的再吸収性又は全再吸収性であってよい、好適形態において、基礎部品の外面は、その基礎部品の横断面にのこ歯状の外形を与える横向きの円周方向のうね、又はらせんねじ山パターンを含む。この発明は又、ＬＺニヱｌで軟骨組織を再生させる方法をも含む、この方法は、上記の補綴用関節軟骨デバイスを提供し、及びそれを外科的手順によって接合部に移植することを含み、補綴用関節軟骨は、それを移植した接合部の天然の関節軟骨の形態を呈する。更に、この発明は、上記の型の補綴用関節軟骨デバイスの￥Ｊｉ３方法を含む、一般に、この方法は、多数の繊維及び／又は繊維と多糖類とを、接合部機能に有用な形状を有する型に入れ、これらの多糖類及び／又は繊維を化学的架橋剤に接触させて繊維を型の形状にし、そして、生成した構造物を凍結乾燥して乾燥した多孔性の体積マトリックスを得ることを含む。これらの繊維は、型内にそれらを入れたときに型を回転させることによって、円周方向に置くことが出来る。或は、これらの型内の繊維を回転ピストンを用いて圧縮することが出来る。これらの繊維の放射状方向は、これらの繊維を手作業で、直線的な放射状の向きの様式で塗布することによって生成することが出来る。繊維又は繊維と多糖類との組合せを、化学的架橋工程に続いて、型内で圧縮することによって、マトリックスの種々の領域において特定の密度及び細孔寸法を得ることが出来る。これは、予め決めた形状のピストンを用いてマトリックスの特定の領域に圧力を加えることによって達成することが出来る。この発明の好適な面において、架橋工程は、分子内及び分子間架橋を形成する化学薬剤を用いて達成することが出来る。有用な化学薬剤は、例えば、グルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド、生体適合性アルデヒド、カルボジイミド、ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス−イミデート、グリオキサール、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、グリオキサール及びこれらの混合物を含む、特に有用な架橋剤は、１−エチル、３−　（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ホルムアルデヒド及び′グルタルアルデヒドである。この発明の他の面においては、それを加熱及び真空下において脱水熱（ｄｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ）架橋手順にかけることにより、更なる架橋工程を達成する。この発明を、次に、ある説明のための具体例に関して説明する。しかしながら、この発明の精神又は範囲から離れずに、種々の改変、付加及び削除がなされ得ることは明白である。・　の　ｔ　！　日この発明の前述の及びその他の目的、その種々の特徴並びにこの発明自体は、添付の図面と共に読むならば。下記の説明から一層完全に理解されよう。図１は、ヒトの膝関節の図式表示であり、関節軟骨の位置を示している。図２は、本発明の補綴用関節軟骨の１つの具体例の透視図を示す。図３は、図２の補綴用関節軟骨の線３−３に沿っての断面図を示す。図４Ａは、固いうねを立てた基礎部品を含む別の補綴用関節軟骨の透視図を示す。図４Ｂは、固いうねを立てた基礎部品の透視図を示す。図５は、円柱形状をしたマトリックスを有する補綴用関節軟骨の製造のためにデザインした型を断面図で示している。図６は、実質的に円錐形の固い基礎部品に付着した円柱状マトリックスを有する補綴用軟骨の製造のためにデザインした型を示す。図７は、図４Ｂに示す基礎部品の横断面図である。図８は、マトリックス−基礎部品複合補綴用関節軟骨で満たした図６の型を示す。図９は、関節内に位置させた複合マトリックス−基礎部品補綴用関節軟骨デバイスの図式的横断面表示である。図１０Ａは、ヒトの膝関節の天然の関節軟骨の欠損の写真表示である。図１０Ｂは、ヒトの膝関節に位置させた補綴用関節軟骨の写真表示である。４ユニ１ｊ生体適合性及び生体再吸収性の繊維から製造した補綴用関節軟骨をヒトの関節に外科的に移植して正常の関節運動及び強度を与えることが出来るということが発見された。この補綴用関節軟骨は又、関節軟骨組織の再生のための足場としても機能し、該組織の内部成長がこの移植されたデバイスの物理的特徴によって促進される。かかるプロテーゼは、膝、肩、肘及び股関節を含む（これらに限定されない）関節面を有する任意の関節に移植することが出来る。図１は、ヒトの膝関節３の図式表示であり、大腿骨２の関節末端上の関節軟骨７及び脛骨４の関節末端上の関節軟骨８の正常な位置を示している。この発明を具体化する補綴用関節軟骨デバイス１ｏの好適形態を図２に示す、デバイス１０は、生体適合性の、少な（とも部分的に生体再吸収性の繊維の乾燥した多孔性の体積マトリックス１２を、一様な高さくＡ）の中心軸１１の回り全体に広がる直円柱（半径Ｃ）の移植前形態で含む０図３は、図２に示す補綴用関節軟骨デバイスの線３−３に沿っての断面図を示す、他の形状（例えば、開型及び／又は一様でない高さ）を別の具体例のために用いることが出来る。デバイスｌＯを、骨上に位置させて、例えば、骨セメント、ジ−マツスル（ｓｅａｍｕｓｃｌｅ）糊若しくはフィブリン糊等の生物学的接着剤を用いて保持する。図４Ａは、別の具体例を示しており、そこでは、補綴用関節軟骨デバイス１０は、図１及び２で示したものと同じマトリックス１２を含み、更に、マトリックス１２の下面から下方に伸びる一般に円錐形の固い基礎部品２０を含んでいる０図４Ａ及び４Ｂに示した基礎部品２０は、表面模様付きの、うねを立てた又は滑らかでない側面を有する。これらの図において、図２の同じ要素に対応する要素は、同じ指示表示によって同定される。基礎部品２０を海綿状の骨の中のパイロットホールに挿入するために適合させ、デバイス１０を骨に密着させ且つ静止させる。図４Ａ及び４Ｂの具体例において、基礎部品２０は、その外面上に多数の同心（軸１１の回り）のうね１４を含む。他の具体例において、異なる形態の粗さく例えば、セルフタッピングらせんねじ山を含む）を基礎部品２０の側面上に確立することが出来る。基礎部品２０のうね１４は、骨への直接の（摩擦による）固定及び密着を確実にして、一層柔らかいマトリックス１２を、補綴用デバイス１２が移植される骨の関節軟骨が存在する周囲領域の面と同一平面に維持することを可能にする。基礎部品２０は、この支える能力において、十分な組織の内部成長がマトリックス１２中に生じてその機能を提供するようになるまで機能することが出来る。補綴用関節軟骨デバイスのマトリックス１２を、天然材料又はその生合成若しくは合成のアナログを含む任意の生体適合性の生体再吸収性の繊維で作ることが出来る。これらの繊維は、好ましくは、重合体構造であって、組織の内部成長を促進すると同時に、機械的強度及び保護及び潤滑を提供することが出来る。有用な繊維は、コラーゲン、レティキュリン、エラスチン、セルロース、アルギン酸、キトサン、又はこれらの合成及び生合成アナログを含む。特に有用な繊維は、Ｉ型及びＩＩ型コラーゲンを含む。■型コジーゲン分子は３重らせんである。それは、３本のポリペプチド鎖即ちアルファ鎖をぐるぐる巻いたコイルである独特の蛋白質の構成を有する。２本のアルファ鎖は同一でありアルファ１鎖と呼ばれる。第３の鎖はアミノ酸組成において若干異なっており、アルファ２鎖と呼ばれる。各アルファ鎖は、１回転当り３残基の左巻きのらせん状にねじれている。３本の鎖は、−緒に、右巻きのスーパーへリックスに巻かれて、直径約１．４ナノメートル長さ３００ナノメートルの棒状分子を形成する。アルファ鎖は、それぞれ、約１．０５０アミノ酸残基を含む。Ｉ型コジーゲン分子の分子量は、約３００．０００ダルトン（３００ｋＤ）である、３重らせんの各アルファ項内の３番目のアミノ酸残基はグリシン残基である。コラーゲンは、プロリン及びヒドロキシプロリン残基の含量が高いこと、トリプトファンがないこと、芳香族アミノ酸が少ないこと、及び有意の量のジカルボン酸及び２塩基性アミノ酸残基により特徴付けられる。コラーゲン分子の両端において、球状構造であり各第３残基にグリシンを欠くテロペプチドとして知られる末端ペプチド配列がある。これらのテロペプチドは、分子内の分子間架橋の第１次部位である。ＩＩ型コラーゲンも又、アミノ酸の３重鎮らせんである、それは、１型コラーゲンより多くのヒドロキシプロリン及びヒドロキシリジンを有し、３本の鎖がすべて同一のアルファ鎖である点で独特である。この発明のデバイスのマトリックスにおいて、これらの繊維は、実質的に円周方向に伸びるか又は放射方向に伸びる向きに整λることが出来、繊維の密度はマトリックス中で実質的に均一である。或は、これらのマトリックス繊維は無秩序であってよい、整理された又は無秩序の構成の何れかにおいて、繊維の密度は不均一であってよい、不均一な構成において、比較的高密度の繊維を局所適用による高応力の予想される点に確立することが出来る。この発明の別の面において、繊維内及び繊維間空間は、比較的高水準とする（再生した軟骨組織の内部成長を促進する条件）９例えば、軟骨の密度は、約０．０７〜０，２５グラムマトリツクス／　ｃ　ｍ　”の範囲であってよい。或は、繊維内及び繊維間空間は、比較的低水準でよい（膝関節に対する緩衝性、潤滑及び機械的支持を提供し且つ組織及び細胞の内部成長を遅らせそれにより足場の再吸収速度を減少させる条件）（例えば、約０．２５〜０．５０ｇマトリックス／ｃｍ”　＞　ｅ多糖類を繊維の間中に分散させることが出来る。或は、それらは、繊維間の分子間架橋として作用してよい。これらの多糖類の架橋は、典型的に、コンドロイチン４−硫酸、コンドロイチン６−硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、アルギン酸及びキトサンからなる１群の分子の少な（とも１つから構成される。天然の関節軟骨は、主として３つの原理型であるコンドロイチン４−硫酸、コンドロイチン６−硫酸及びケラタン硫酸がら構成される多糖類を有する。ヒアルロン酸も又少量存在する。多糖架橋の分散は、好ましくは、均一であるが、高い応力の予想される点に一層集中させることが出来る。かがる構成において、多糖類濃度は、高応力領域において約１０〜２５％の範囲、もっと低い応力の領域においては約０〜１０％の範囲であってよい、しかしながら、均一の場合には、補綴用関節軟骨中の多糖類の分布は、例えば、約１〜２５％の範囲であってよい。イン・ビボの場合のこの構造の形状、の一時的安定性及び軟骨再吸収速度の両者は、これらの繊維の少なくとも１部の間での有効な架橋形成に帰する。使用する架橋剤は、アミノ基、カルボキシル若しくはヒドロキシル基と相互作用して隣接分子との間での共有結合（分子開架ｔａ　＞を生成する任意の生体適合性の二官能性試薬であってよい。有用な架橋剤は、アルデヒド、ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス−イミデート、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル及びカルボジイミドを含む。或は、分子間架橋結合を、リジン若しくはヒドロキシリジンのニブシロンアミノ基とアスパラギン酸若しくはグルタミン酸のカルボキシル基との間のペプチド結合形成、２つのヒドロキシル基の間のエーテル結合形成、又はカルボキシル基とヒドロキシル基との間のエステル結合形成を生じる脱水熱法（加熱及び真空）を通して確立することが出来る。架橋したデバイスは、天然の軟骨の特性（即ち、機械的応力に耐久る能力及び関節面を保護し且つ潤滑剤の用をする能力）をまねるのに十分な程度の親水性及び弾力性を保持する。更に、この構造は、天然の軟骨組織の再生を生じる細胞浸潤及び細胞外マトリックスの合成及び付着に理想的な環境を提供する。架橋したデバイスは、イン・ビボ安定性に十分な約５５〜８５℃、好ましくは約６０〜７５℃の比較的高い熱安定性を有している。これは、試薬濃度、温度、ｐＨ及び時間を含む架橋条件を操作することを通して達成される。この発明の別形態において、コラーゲンの密度及び多糖分子及び架橋の分布は変えることが出来て、応力レベル、内部成長速度及び弾力の調節を可能にする。均一の密度を有するデバイスを移植した場合に、イン・ビボで異なる***を得ることが出来、身体に装着したときに不均一な圧縮を引き起こす。１つの具体例において、補綴用関節軟骨デバイスを、主として、マトリックスを補強する多糖分子及びＩ型コラーゲン繊維を伴うＩＩ型コラーゲンマトリックスから作成する。或は、このデバイスを、主として、マトリックスを補強する多糖類及びＩＩ型コラーゲン繊維を伴うＩ型コラーゲンから作成する。かかる補綴用関節軟骨を製造するのに必要なコラーゲン繊維は、次のようにして得ることが出来る。■型コラーゲンは、動物のアキレス鍵から調製することが出来る。ＩＩ型コラーゲンマトリックスは、動物の関節の関節面から得ることが出来る。これらの組織を、一連の機械的及び化学的手段で処理して非コラーゲン物質をすべて除去するか又はそれらを最小レベルまで減少させる。好適な処理工程において、これらの関節面及び鍵を分離し、後続の処理に有用なように機械的に細片に分解する。この分解は、組織を液体窒素温度ですり潰すことにより、又は組織を鋭利なナイフで小片に切断することにより達成することが出来る。特に、１型コラーゲンを得るために、ウシ、ブタ又はヒツジの鍵から筋膜及び無関係の組織を除いてミンスする。ミンスした鍵を先ず中性のｐＨの塩溶液中で抽出する。中性ｐＨでの軟骨の塩抽出は、新たに合成されてまだ安定な原繊維中に取り込まれていないコラーゲン分子の少部分を除去する。塩は又、幾らかの静電気的相互作用を通してコラーゲンと結合した糖蛋白質及びプロテオグリカンをも除去する。有用な塩溶液は、ＮａＣ１、ＫＣＩ等を含む。細胞膜又はコラーゲン様マトリックスと結合した脂質を、トリトンＸ−１００等の洗浄剤で先ず抽出し、続いて、エーテル−エタノール混合物で抽出することによって除去することが出来る。トリトンＸ−１００の濃度は、通常、約２〜４％であるが、好ましくは約３％である。エーテル−エタノールの好適混合物は、通常、約ｌ：１の比（Ｖ／Ｖ）である。抽出期間は、通常、８〜９６時間であり、好ましくは約２４〜４８時間である。２つの極端なｐＨで行なうマトリックス膨潤によって更なる抽出を達成することが出来る。酸性及び塩基性膨潤の両者は、非共有結合の分子間相互作用を弱め、それ故、非共有結合的に結合している糖蛋白質、プロテオグリカン及び他の非コラーゲン分子のコラーゲンマトリックスの開孔を通しての遊離を容易にする。マトリックスのアルカリ性ｐＨでの膨潤は、コラーゲンを、Ｃａ　（ＯＨ）ｚ　、ＮａＯＨ等を用いて１３より高いｐＨで約８〜９６時間処理することによって行なう。３重らせんを安定化する塩例えば（ＣＨ，）、ＮＣｌ、（ＮＨ，）Ｉ　ＳＯ２の存在下でのアルカリ抽出は、コラーゲンの変性の潜在的危険を減少させる。アルカリ処理は、架橋してない糖蛋白質及びプロテオグリカンをコラーゲンマトリックスから分離させる。アルカリは又、残留脂質をも鹸化によって除去する。酸膨潤は、酢酸、ＨＣ１等の存在下で、３より低いｐＨにおいて行なうことが出来る。アルカリ処理と同様に、酸膨潤は、架橋してない糖蛋白質及びプロテオグリカンを除去する。コラーゲン分子の非３重らせん部分（テロペプチド）は、分子間架橋形成に関与する。それらは、弱い抗原であり、ペプシン、トリプシン等のプロテアーゼによる攻撃を受けやすい、かかるプロテアーゼによる長時間の消化は、原繊維（繊維）を個々の分子へ解離させる。しかしながら、消化過程が、完全消化することなく最大限テロペプチドが除去されるように適当に制御されるならば、ｉｔｓ的強度を弱めることなく原繊維の免疫原特性を最小レベルに減じることが出来る０例えば、分子状コラーゲンを単離するために、通常、皮膚又は鍵のペプシンでの消化を約１：１０の酵素：コラーゲン比で約２４〜９６時間かけて室温で行なう。比較において、約１＝１００（酵素：コラーゲン）の比で約２４〜９６時間、４ ℃で行なう制限ペプシン消化により原繊維を得ることが出来る。ＩＩ型コラーゲンを、ウシ、ブタ又はヒツジの軟骨から得ることが出来る。関節軟骨の付着組織をナイフでこすり取り、ミンスする。ミンスした軟骨を塩酸グアニジン溶液中で抽出して主要な軟骨プロテオグリカンを除去する。水で十分すすいだ後で、このＩＩ型コラーゲンに冨む材料を、約ｐＨ２〜３の酸溶液中で震盪しながら、２４〜４８時間、４℃で、ペプシンで消化する。塩酸、リン酸、乳酸、酸性酸等を含む無機酸及び有機酸の両者を用いることが出来る。ペプシン−可溶化したコラーゲンを、当業者に周知の方法により、反復沈殿及び再溶解によって精製する。次いで、この方法論によって得たコラーゲン繊維を用いて、本発明の補綴用関節軟骨を製造する。しかしながら、他の源から得たコラーゲン、例えば、生合成により生成されたコラーゲン若しくはそのアナログ及び他の方法により得られたコラーゲン等も又補綴用関節軟骨の構成に用い得るということは理解されなければならない。この製造方法は、コラーゲン繊維を、例えば、図５．６及び８と共に後述する金型キャビティを用いて、型に入れて予め決めた形状に造ることを含む。これらの繊維を型に無秩序に入れることが出来、又は、特定の方向を向けて特定の構造特性を有する軟骨を達成することが出来る。架牛真反応に関係する多糖類等の他の成分を、構造が架橋する前にランダムな様式又はランダムでない様式で繊維と混合することが出来る０種々の有用な架橋手順は、化学的方法及び／又は脱水熱方法を含む。基礎部品は、一般に、マトリックスの一底面から伸びる円錐形を何する。それは、横無機の円周方向のうね又はらせんねじ山パターンも又有することが出来る。この部品は、非再吸収性材料、例えば、チタン、ステンレス鋼又は所望の比率でｔｌｔｆ＋切断した高分子量ポリエチレンから構成することが出来る。或は、この基礎部品を、部分的に又は完全に、再吸収性材料例えばヒドロキシアパタイト及びコラーゲン又はトリカルシウムホスフェートでそれぞれ作ることが出来る。図６は、内部に伸びる穴の配列を有する上面を有する実質的に円錐形状を有する基礎部品２０を形成するのに適した型を示している。この型は、底面１１２に穴１１０の配列を有するカップ部品１０１を含む、支持部材１１４は、カップ型部材１０１内の穴配列１１０内に合うように適合させた伸びた金属ビン１１６の配列を支持する。カップ型部材１０１内でのスライド運動のための２ピースピストン１２０を示しである。このピストンは、粗い表面組織をその内面１２４に有する内部円錐形領域１２２を含む。図６に示す説明のための具体例において、この粗い表面はのこ歯状側面を有する。他の粗い表面を他の具体例のために用いることが出来る。操作において、この基礎部品のための材料であるヒドロキシアパタイト／コラーゲン（８０：２０重量比）混合物をピストン１２０の円錐形領域１２２内に挿入する。次いで、ピストン１２０をカップ型部材ｌｏｔを通して伸びるビン配列１１６に対して駆動し、それにより、一般に円錐形で内部に伸びる穴１２６の配列を有する基礎部品を確立する。この要素を図７に示す。これらの穴の配列は、図４Ｂでも見ることが出来る０図８は、基礎部品２０内の穴１１０が満たされるように、支持部材１１４及びビン配列１１６を伴わないピストン１２０を示す。この円錐形の基礎部品を確立したら、それをピストン１２０から取り去り、それがピストン１２０を代行するので、マトリックスを形成するための繊維を円錐形基礎部品２０の上に塗る。そこで直ちに、基礎部品２０の上面に塗った繊維が圧縮されるように、ピストン１２０をカップ型部材１０１内の穴配列に向かって駆動する。圧縮が生じたとき、幾らかの繊維は、基礎部品の上の穴１２６内に入れられる。圧縮に続いて、基礎部品２０とマトリックス１２とから形成された複合要素４０をピストン１２０から取り去り、後述の実施例６又は７と関連して示す様式で乾燥させる。その結果生成した基礎部品２０と結合したマトリックス１２を図９に示す。或は、基礎部品を、円錐形状を有するナイロンメツシュをヒドロキシアパタイト／コラーゲン（２０：８０重量比）スラリーで満たし、次いで、それを乾燥させることによって構成することが出来る０次いで、硬化した部品の表面に刻み目を付けて摩擦面を与える。部分的又は全体的に再吸収性の基礎部品を、海綿状の骨内にドリルで開けた穴又は別の方法で作った大円に位置させるとき、骨形成細胞はその部品内に移動して骨を合成することが出来る。時間と共に、再吸収性の基礎部品又はその再吸収性部分は再吸収されて、新たに形成された骨がこのデバイスの固定装置として残る。後述の実施例において記載する方法によって、図２．７又は９に示す形状の、下記の表１に列挙した特性を有する補綴用関節軟骨を構成することが出来る。 ■、物理的特性Ａ、マトリックス（移植前円柱形）高さ　Ａ＝３．０〜６．０ｍｍ半径　Ｃ＝１．Ｏ〜５．０ｃｍ密度　＝０．０７〜０．５ｇ／ｃｍ” 繊維内及び繊維間空間　＝２〜１４０ｍ”７ｇ７ト’）　ッ’７　ス細孔寸法＝１００〜４００μＭＢ、！ｉｌＬ旦Ｌ（円錐形）基礎の最大半径＝１．０〜５．０ｃｍ高さ　＝　１．０〜６．０ｃｍｌ１．組成Ａ、マトリックス ■、コラジーアン維含量＝７５〜１００％乾重量２、多糖類含量　＝　０〜２５％コンドロイチン４−硫酸＝０〜７．５％コンドロイチン６−硫酸＝ｏ〜７．５％ケラト硫酸　＝　０〜５％ヒアルロン酸二　０〜５％Ｂ、Ｌえ旦Ｌ ■、カルシウムホスフェートセラミック＝８０〜９５％（トリカルシウムホスフェート又はヒドロキシアパタイト）２、コラーゲン　；　５〜２０％下記の非制限的実施例は、この発明の補綴用関節軟骨の製造方法及びイン・ビボでの試験を説明する。友１０１ユ精製した１型コラーゲンの調製Ａ）組織：ウシ、ブタ又はヒツジのアキレス鍵をＵＳＤＡ認可された屠殺場から得る。これらの動物の好適年齢は、１２〜１８か月である。その組織を、精製工程の間、細菌汚染及び組織劣化を最小にするように特殊化した場所以外では、低温に維持する。Ｂ）機械的分解注！深（選択した社の付着組織を先ず機械的にこすり取る。次いで、その鍵をミンスし又は細片に切断し、過剰！（１０倍８）の冷水中で洗って残留血液蛋白質及び水溶性物質を除去する。Ｃ）塩抽出洗った鍵を、１０倍８）５％ＮａＣ１，０，０１Ｍトリス（ｐＨ７，４）中で２４（＋／−４）時間抽出して塩可溶性物質を除去する。塩抽出した鍵を約１０倍容の水中で繰り返し洗って塩を除去する。Ｄ）脂質抽出この材料を３％トリトンＸ−１００中で２４　（＋／−２）時間抽出する。この洗浄剤を水で十分洗うことにより除去する。次いで、この材料を３〜４倍容のエーテル−エタノール（１：１ｖ／ｖ）中で２４　（＋／−２）時間抽出して更に脂質含量を小さくする。脂質抽出した材料を水中で十分洗ってエーテル及びエタノールを除去すＥ）マトリックス　：次いで、このマトリックスを２つの極端なｐＨでの抽出にかけて非コラーゲン物質を除去する。アルカリ性抽出を、１．ＯＭ　Ｎａ、ＳＯ，の存在下で、３〜４倍容の０．５Ｍ　ＮａＯＨを用いて、ｐＨ１３，０〜１４．０で、室温（ＲＴ）で穏やかに攪拌しながら、２４　（＋／−２）時間待なう。アルカリ抽出に続いて、ＨＣＩでｐＨを中和し、その材料を水で洗う０次いで、ｐ）ｌを、濃縮酢酸を終濃度０．５Ｍで加えることによって２．５〜３．０に調節する。酸抽出を２４　（＋／−２）時間積やかに撹拌しながら行なう。Ｆ）制限蛋白質分解消化：酸膨潤した鍵を、次いで、ペプシン（酵素：コラーゲン＝１：１００）を用いて４℃で２４　（＋／−２）時間の制限蛋白質分解消化にかける。ペプシン及びテロペプチドを透析により除去する。膨潤した原繊維材料を、次いで、ＩＭ　ＮａＯＨ又はＨＣＩを用いてｐＨを等イオン点に調節することによって又はイオン強度をＮａＣ１を用いて０．７Ｍに調節することによってコアセルベート化する。凝集したコラーゲン繊維を濾過により採集し、濾過した材料を冷緩衝溶液で十分洗う、この高度に精製した１型コラーゲンを、濡れた状態で−２０〜−４０℃に保存するか又は凍結乾燥形態で使用するまで保存することが出来る。１１■ユ精製したＩＩ型コラーゲンの調製Ａ）組織：ウシ、ブタ又はヒツジの関節丘又は杯状部軟骨を、ＵＳＤＡ認定の屠殺場から得る。これらの動物の好適年齢は、１２〜１８か月である。その組織を精製工程の間、細菌汚染及び組織劣化を最小にするように特殊化した場所以外では、低温に維持する。Ｂ）機械的分解：関節軟骨の付着組織を先ず機械的にこすり取り、水で洗う、軟骨層を鋭利なナイフで取り出す、関節軟骨の薄いスライスをホモゲナイザーを用いて更にミンスして０．５ｍｍより小さい微細粒子を生成する。Ｃ）塩酸グアニジン抽出：ホモゲナイズした関節軟骨の微細粒子を、ｌＯ倍８の４Ｍ塩酸グアニジン（Ｇ　ｎ　Ｃ１ｘ　）中で２４　（＋／−２）時間、４℃で、一定の貫通下で抽出する。プロテオグリカン及び他の非コラーゲン物質を含んだ抽出用溶媒を捨てる。Ｄ）ペプシンｌ肖化：ＩＩ型コラーゲンに富む残留物を水で十分に洗う、洗った残留物を、次いで、Ｏ，１Ｍ乳酸中で、ｐＨ２，５で、４℃にて一定の！１ｆｆｌ下で、ペプシン（酵素：軟骨コラーゲン＝　１　：　ｌ　Ｏｗ／ｗ）で４８　（＋／−４）時間消化する。この酵素をＩＭ　ＮａＯＨを用いてｐＨを７に上げることにより不活性化する。ペプシン可溶化したコラーゲンを濾過により集める。可溶性コラーゲンを含む濾液をＮａＣ１を０．７Ｍの濃度に加えることにより沈殿させる。沈殿したコラーゲンを、次いで、遠心分離により集めて上清を捨てる。沈殿を０．０５Ｍ乳酸に再溶解させ、再度ＮａＣ１を室温で０．７Ｍ濃度まで加えてコラーゲンを沈殿させる。沈殿を再び遠心分離により集める。この再溶解及び再沈殿を、コラーゲンを精製する手段として全部で３回行なう、最終沈殿した繊維をエタノールで十分洗って、使用するまで凍結保存する。１１エユ型製造；補綴用関節軟骨を製造するために有用な型１００を移植可能なステンレス鋼又は生体適合性のプラスチック例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン、ポリアセチル樹脂又はこれらの材料の組合せによって作成する。型１００を、図５に示すように、一般にカップ形状品１０１及び組合せる圧縮用品１０６（即ちピストン）から構成する。例として、図２及び３に示した移植前の円柱状ディスク型マトリックスを製造するために、図５の型１００を用いる。カップ形状品１０１は、ディスク様の底面部分１０２を有し、該底面部分はそこから伸びる所望の補綴用軟骨の直径に実質的に等しい内径を有する円筒状側壁】０４を有する。底面部分１０２の内面１０３は、形成すべきマトリックスの片側の所望の形状を有する。側壁＋０４は、カップ形状品１０１の内面１０３と同じ内径を有する中空シリンダーの形状を有する。側壁１０４は、高圧下で流体を通過させる流路１０４ａ及び１０４ｂを含む。圧縮用品１０６は、側壁１０４の内径より僅かに小さい外径を有する円柱状ピストンである。ピストン１０６の「上面」即ち頭頂部面１０８は、形成すべきマトリックスの片側の所望の形状を有する。補綴用関節軟骨デバイス１０の製造の間、構成繊維（液体中）を部品１０２の面１０３に対して配置する。次いで、繊維が圧縮され、液体が流路１０４ａ及び１０４ｂから追い出され、及び圧縮した繊維マトリックスの所望の軸方向寸法が達成されるまで、ピストン１０６の頭頂部面１０８を面１０３に向かって圧縮軸１０６ａに沿って駆動する０次いで、この型を化学架橋の用意において凍結する。４１旦ユ全体的に再吸収の基礎部品の調製Ａ）実施例１からの高純度の１型コラーゲン繊維及び実施例２からのＩＩ型繊維のコラーゲン含量を重量測定法により又はヒドロキシプロリン台皿（１３，５重量％のヒドロキシプロリンはＩ型コラーゲンであると仮定する）を測定することにより測定する１次いで、所望の密度を萄する軟骨デバイスを製造するのに必要な精製した材料の量を測定し、秤量する。Ｂ）コラーゲン繊維を０．ＯＩＭ　ＨＣｌ中に再分散させてホモゲナイズし、分散中のコラーゲン濃度を約１％にする。Ｃ）トリカルシウムホスフェート（ＴＣＰ）粒子（２５０μｍ寸法）をコラーゲン分散と混合する（ＴＣＰ：コラーゲン＝９０：　Ｌ　Ｏｗ／ｗ）、次いで、コラーゲン−Ｔ　ＣＰ　？Ｉ合体を実質的に円錐形の領域１２２を有する金型キャビティ１５０（図６）内のピストン１２０の実質的に円錐形状の型領域内に入れる。ピストン１２０は、基礎部品の形成の後にのこ歯状（この実施例の場合）の基礎部品の取りはずしを可能にするために２ピースを分離することが出来るように、２ピース要素である。円錐形領域内のコラーゲン−ＴＣＰ複合体を、次いで、圧縮し、取り出し及びフード下で２〜３日乾燥させる。金型キャビティ１５０は、支持部材１１４から軸１５０゛方向に、型の内部空隙領域の内部円錐形空間１２２内へ２〜１０ｍｍ伸びる直径０．５ｍｍの小さいステンレス鋼のビン１１６の配列を含む。型内での基礎部品の圧縮及びその結果生成した構造物の乾燥に続いて、支持部材１１４を、鋼ビン１１６が基礎部品２０から引き抜かれるように金型キャビティ１５０から取り去る。結果として、基礎部品２０を有する関節コラーゲンマトリックスの交互嵌合のための小さい穴の配列が基礎部品２０の頭頂部内に確立され、それにより、後述の実施例６に記載するようにマトリックスを基礎部品２０に固定する。１１上ユ部分的に再吸収性の基礎部品の調製Ａ）〜Ｂ）　（実施例４と同じ）Ｃ）ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）粒子（２５０μｍ寸法）を実施例４Ｂからのコラーゲン分散と混合する（ＨＡ：コラーゲン＝９０：１０ｗ／ｗ）、コラーゲン−ＨＡ複合体を、次いで、実質的に円錐形状の金型キャビティ１５０（図６）に入れて成形し、実施例４の基礎部品と同様にフード下で２〜３日乾燥させる。Ｄ）　（実施例４と同じ）Ｌ１■玉デバイスＩ製造Ａ）〜Ｂ）　（実施例４と同じ）Ｃ）分散のｐＨを、０．１Ｍ　ＮａＯＨでゆつ（つとｐＨ５に調節してコラーゲン繊維をコアセルベート化する。Ｄ）コアセルベート化したコラーゲン繊維を、例えｉｆ、図２〜３に関連して上述した典型的軟骨に従って、注意して特定の寸法の型内に合わせる（型の記載につｌ／Ａては１図５及び６を参照されたい）、コラーゲン繊維をランダム様式又は配向させた様式で配置する。配向させた様式において、繊維の円周方向の配向は、材料を型内で圧縮する際に主軸の回りでのピストンの回転によって生成する。放射状の配向は、コラーゲン繊維を手動で線状に放射状の配向様式で塗ることによって生成する。ｒ：、）送達デバイスと互いにかみ合う圧縮した繊維を−２０℃で凍結して、繊維を固め且つ成形した繊維の型からの取り出しを容易にする。Ｆ）その結果生成した構造を、０．２％グルタルアルデヒド溶液（ｐＨ７，４）に２４　（＋／−０，５）時間浸すことにより架橋する。各グルタルアルデヒド架橋した軟骨デバイスを、続いて、５００ｍ１のリン酸緩衝塩溶、ル（ＰＢＳ）（ｐＨ７，４）にて、４．８．２４及び４８時間繰り返しすすぐ。Ｇ）すすいだマトリックスを次いで凍結乾燥する。Ｌ１旦ユデバイスＩＩ製造 Δ）〜Ｇ）　（実施例６と同じ）Ｈ）ｉ！ｌ結Ｉ！慢したマトリックスを、真空と加熱による脱水熱架ｉｇにかける。先ず真空を適用して、残留水分含量を最小レベルに減じる（幾らかの構造水（約３％）は、依然として、構造安定化因子の一部として、コラーゲン３重らせんに結合していてよい）。加熱を、調和して１１０℃（＋／−５℃）まで増加し、継続的に真空下で１１０℃にて２４　（＋／−２）時間適用する。４１皿上デバイスＩＩＩ製造Ａ）　（実施例６と同じ）Ｂ）コラーゲンマトリックスを、ｐＨ２〜２．５にて、０．０１ＭＨＣｌ中で分散させる。予め定めた量の種々の多糖類を秤量して水に溶解させる１例えば、所定密度０．２５ｇ／ｃｃに対して、コラーゲン含量は０．２４４ｇ、ヒアルロン酸含量は０．００３ｇとなり、２．５％の多糖類含量に対してフンドロイチン硫酸含量はＱ、００３ｇとなる。多糖類溶液を、コラーゲンと混合して、実施例４におけるようにしてホモゲナイズする。Ｃ）〜Ｇ）　（実施例６と同じ）１１１ユデバイスＩＶ製造Ａ）〜Ｅ）　（実施例６と同じ）ＦｌＦ＆形したコラーゲンを５０％エタノール及び０．　ＩＭ　Ｎａ２ＣＯｓ　（ｐＨＩＯ，Ｏ）中の５％ポリグリセロールポリグリシジルエーテル中で２４　（＋／−２）時間架橋する。架橋したデバイスを４．８．２４及び４８時間ｔ− ｊぐ（それぞれ、５００ｍ１のＰＢＳ　（ｐＨ７４）を使用）。Ｇ）　（実施例６と同じ）Ｗユニデバイス■製造Ａ）〜Ｅ）　（実施例６と同じ）Ｆ）成形したコラーゲンを０．９％ＮａＣ１中のｌ−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（１０ｍ　ｇ　／　ｇマトリックス）（ｐＨ４，７）の存在下テ、室温テ、２４　（＋／−２）時間架構する。カルボジイミドの追加を毎３〜４時間ごとに行ない、各カルボジイミドの追加の後にｐＨを４．７に調節する。Ｇ）　（実施例６と同じ）１１１粗ユ」２デバイスＶＩ製造八）実施例１及び２からの高純度Ｉ型及びＩＩ型コラーゲンのコラーゲン含量を１重量測定法により又はヒドロキシプロリン含量（１３，５重量％のヒドロキシプロリンは１型及びＩＩ型コラーゲンであると仮定する）を測定することによって測定する。Ｂ）Ｉ型及びＩＩ型コラーゲンをそれぞれ分散してポモゲナイズし、その後、これら２種のコラーゲンを注意して混合してＩ型及びＩＩ型コラーゲンを含む均一な分散を形成する。Ｃ）〜Ｇ）　（実施例６と同じ）叉」Ｌ皿１２デバイスＶＩＩ製造Ａ）〜Ｃ）　（実施例６と同じ）Ｄ）実施例４又は５に従って作成した風乾した基礎部品２０を金型キャビティ２００（図６）に再挿入する。Ｅ）コアセルベート化したコラーゲン繊維を、注意して、のこ歯状の基礎の上面の型内に適合させる。コラーゲン繊維をランダム様式又は配向した様式で配置する。Ｆ）〜Ｈ）　（実施例６の工程Ｅ〜Ｇと同じ）Ｌ１立ユ」移植技術関節中の関節炎の欠損の中央に、標準的切開及び／又は関節鏡外科的技術（例えば、基礎部品の直径より僅かに小さい直径の円錐形状の末端を有する道具を含む）を用いて、パイロットホールを作る。ゆるんだ軟骨及び象牙質化した骨を、パードリルの穿子な用いて骨の出血床（ｂｌｅｅｄｉｎｇ　ｂｅｄ）まで創面切除する。うねを立てた基礎部品をコラーゲンマトリックス面と共に含む複合補綴用関節軟骨デバイスを金属製挿入用器具に適合させてその場所にタップを立て、パイロットホールに下してプレス嵌めを得る０図９は、天然の関節軟骨３５０及び海綿状の骨４５０中に位置させたこの複合デバイスを示す。夾１」肥土」− 試験補綴用関節軟骨を、動物モデルを用いてイン・ビボで評価し、及びイン・ビトロで評価して、正常軟骨組織の再生用テンプレートとして機能し又は作用する能力を測定する。ｌ　イン・ビボ試験：成熟イヌの中央及び外側大腿部関節丘に十分な深さの関節軟骨損傷を、直径５ｍｍ、深さ５ｍｍを測って、ハンドトレフィンによって造る０図１０Ａは、ヒトの膝関節における同様の欠損を示す、無作為様式において、中央及び外側欠損の何れかを上述の補綴用関節軟骨デバイスで満たす１図１０Ｂは、類似の満たしたヒトの膝の欠損を示す０次いで、これらの関節を、３月目及び６月目に採取する。これらの組織を標準的組織染色で処理して再生した組織の質、及びＩＩ型コラーゲン、コンドロイチン−４−硫酸、コンドロイチン−６−硫酸及びケラタン硫酸の存在を評価する。２、イン・ビトロ試験：関節の軟骨細胞を未成熟ウサギから酵素的に単離し５本質的に）ｌｅｓｓｅｎ　（Ｏｒ旦」１■ム、　Ｔｒａｎｓ、　（１９９１）　１５：３２）のプロトコールに従って、１０’細胞／１０μｍ、３．５ｍｍデバイス当り３０アリコート、を用いて補綴用関節軟骨デバイス中に接種する。これらの細胞に、隔日に、１０％ウシ胎児血清（Ｆｅ２）及び抗生物質を補ったＨａｍｓＦ１２培地を３週間にわたって供給する。テンプレートマトリックス中の軟骨細胞の成長を評価する。本発明は、その精神又は本質的特徴から離れずに、他の特定の形態で具体化することが出来る。従って、本書の具体例は、すべての点において、説明のためのものであって制限するものではないと考えるべきであり、この発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付の請求の範囲によって示され、それ故、請求の範囲の同等物の意味及び範囲内に入るすべての変形はその中に含まれる。特表千７−５０５７９２　（１３）ＦＩＧ、２ＦＩＧ、９

Claims

【特許請求の範囲】

１．生体適合性の少なくとも部分的に生体再吸収性の繊維の転燥した多孔性体積マトリックスを含む補綴用関節軟骨デバイスであって、該繊維を天然ポリマー及びアナログ並びにそれらの混合物からなる群より選択し、該マトリックスを天然の関節軟骨と実費的に同じイン・ビボでの外面輪郭を有するように適合させ、該マトリックスは約１００〜４００ミクロンの範囲の細孔寸法を有し、それにより、該マトリックスが関節軟骨細胞の内部成長のため及び天然の関節接合部の力を支えるために適合させた生体再吸収性の足場を確立する、上記の補綴用関節軟骨デバイス。
２．前記の繊維の少なくとも一部の間での架橋結合を更に含む、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
３．前記の繊維の間に分散させた多数の多糖類分子を更に含む、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
４．前記の分子の少なくとも一部が前記の繊維の分子の間の架橋結合を与える、請求の範囲第３項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
５．前記の繊維をコラーゲン、エラスチン、レティキュリン、セルロース及びこれらの混合物からなる群より選択する、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
６．前記の繊維が約７５〜１００重量％の濃度で及び前記の多糖類分子が約０〜２５％の濃度で存在する、請求の範囲第３項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
７．前記の多糖類分子をコンドロイチン４−硫酸、コンドロイチン６−硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、へバラン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、アルギン酸、キトサン及びこれらの混合物からなる群より選択する、請求の範囲第３項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
８．前記の軟骨が移植前に円柱状である、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
９．前記の架橋結合が化学的架橋剤により形成される、請求の範囲第２項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１０．前記の架橋剤をグルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド、生体適合性の二官能性アルデヒド、カルボジイミド、ヘキサメチレンジイソシアネート、ビスーイミデート、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、クリオキサール及びこれらの混合物からなる群より選択する、請求の範囲第９項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１１．前記の軟骨が約０．０７〜０．５０グラムマトリックス／立方センチメートルの密度を有する、請求の範囲第３項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１２．前記の軟骨が約２〜１４立方センチメートル／グラムマトリックスの繊維内及び繊維間空間を有する、請求の範囲第３項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１３．前記の繊碓が実質的にランダムな様式で前記のマトリックス中に配向している、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１４．前記の繊維が実質的に規則的な様式で前記のマトリックス中に配向している、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１５．前記のマトリックスが実質的に円周方向に伸びる繊維を含む、請求の範囲第１４項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１６．前記のマトリックスが実質的に放射状に伸びる繊維を含む、請求の範囲第１４項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１７．前記の繊維の密度が実費的に前記のマトリックス中で均−である、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１８．前記の多糖類分子を実質的に均−に前記のマトリックス中に分散させた、請求の範囲第３項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
１９．前記の多糖類分子を不均−に前記のマトリックス中に分散させた、請求の範囲第３項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
２０．前記の関節軟骨デバイスを海綿状の骨内の相補的閉口部内に固定する手段を含む生体適合性の円錐形基礎部品を更に含み、前記の基礎部品が前記のマトリックスの外面の部分から伸びている、請求の範囲第１項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
２１．前記の基礎部品が少なくとも部分的に再吸収性である、請求の範囲第２０項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
２２．前記の基礎部品が多数の円周方向に伸びるうねを含む、請求の範囲第２０項に記載の補綴用関節軟骨デバイス。
２３．下記の工程を含む、イン・ビポで関節軟骨を再生させる方法：（ａ）生体適合性且つ生体再吸収性の繊維の乾燥した多孔性の体積マトリックスを含む補綴用関節軟骨デバイスを供給し（該繊維を天然ポリマー及びアナログ並びにそれらの混合物か）らなる群より選択し、該マトリックスを天然の関節軟骨と実費的に同じイン・ビポでの外面輪郭を有するように適合させ及び該マトリックスは約１００〜４００ミクロンの範囲の細孔寸法を有する）、そして（ｂ）前記の補綴用関節軟骨を外科的手順により関節内に移植する（前記のマトリックスは、関節軟骨細胞の内部成長のため及び天然の関節接合部の力を支えるために適合させた生体再吸収性の足場を確立する）。
２４．前記の供給工程が架橋した繊維を含む補綴用関節軟骨デバイスを供給することを含心、請求の範囲第２３項に記載の方法。
２５．前記の供給工程が更に多数の多糖類分子を含む補綴用関節軟骨デバイスを供給することを含む、請求の範囲第２３項に記載の方法。
２６．前記の供給工程が更に前記のマトリックスを海綿状の骨内の相補的開口部内に固定するための生体適合性の円錐形基礎部品を含心乾燥した多孔性の体積マトリックスを供給することを含み、該基礎部品が該マトリックスの外面の部分から伸びている、請求の範囲第２３項に記載の方法。
２７．前記の供給工程が更に少なくとも部分的に生体再吸収性の基礎部品を合も乾燥した多孔性体積マトリックスを供給することを含む、請求の範囲第２６項に記載の方法。
２８．下記の工程を含む補綴用関節軟骨デバイスを製造する方法：（ａ）多数の生体適合性且つ少なくとも部分的に生体再吸収性の繊維を型内に配置し（該繊維は天然ポリマー若しくは該天然材料のアナログを含み、該型は関節機能を可能にするマトリックスを形成するように適合させた形状を有する）。（ｂ）該繊維を、該繊維が該型の形状をとるように化学的架橋剤と接触させ、そして（ｃ）該架橋した繊維を凍結乾燥する。
２９．前記の繊維をコラーゲン、エラスチン、レティキュリン、セルロース及びこれらのアナログ並びにこれらの混合物からなる群より選択する、請求の範囲第２８項に記載の方法。
３０．前記の配置する工程が更に多数の多糖類分子を前記の型内に配置することを含む、請求の範囲第２８項に記載の方法。
３１．前記の多糖類分子をコンドロイチン４−硫酸、コンドロイチン６−硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、へバラン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、アルギン酸、キトサン及びこれらの混合物からなる群より選択する、請求の範囲第３０項に記載の方法。
３２．前記の配置する工程が更に前記の繊維を実貧的に円周方向に配向させる工程を含む、請求の範囲第２８項に記載の方法。
３３．前記の配向させる工程が前記の繊維を前記の型内で圧縮軸に沿った向きにピストンを用いて圧縮することを含み、該圧縮工程中該ピストンを該型に関して該圧縮軸の回りで回転させる、請求の範囲第３２項に記載の方法。
３４．前記の配向させる工程が前記の型をその中に前記の繊維を配置するときに回転させることを含む、請求の範囲第３３項に記載の方法。
３５．前記の配置する工程が更に前記の繊維を実費的に放射状に配向させる工程を含む、請求の範囲第３３項に記載の方法。
３６．前記の接触させる工程（ｂ）の前に前記の繊維を圧縮する工程を更に含む、請求の範囲第２８項に記載の方法。
３７．前記の圧縮工程が予め決めた量の圧力を前記のマトリックスの領域にピストンで加えることを含み、該ピストンが予め決めた形状を有する、請求の範囲第３６項に記載の方法。
３８．前記の化学的架橋剤をクルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド、生体適合性の二官能性のアルデヒド、カルボジイミド、ヘキサメチレンジイソシアネート、ビズイミデート、ポリクリセロールポリグリシジルエーテル、グリオキサール及びこれらの混合物からなる群より選択する、請求の範囲第２８項に記載の方法。
３９．該凍結乾燥したマトリツクスを脱水熱架橋手順にかける追加の工程を更に含心、請求の範囲第２８項に記載の方法。