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公開番号2025013362
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024179825,2021569257
出願日2024-10-15,2020-02-07
発明の名称軟組織の修復、再構築、および再生用複合スキャフォールド
出願人バイオレッツ,インコーポレイテッド,BIOREZ,INC.
代理人弁理士法人葛和国際特許事務所
主分類A61L 27/40 20060101AFI20250117BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】
開示される複合スキャフォールドは、張力下でその三次元形状を実質的に維持する高度に多孔性で柔軟な構造体を提供する。
【解決手段】
第1にスキャフォールドの機械的特性を介し、続いて、スキャフォールドが吸収されるにつれ新たに再生された機能的組織を介して、修復または再構築の機械的補強を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複合スキャフォールドであって、
微多孔マトリクスの外面に開口し、空隙を集合的に定義する多数の相互接続された細孔を有する前記微多孔マトリクス、および
前記微多孔マトリクスを支持する構造体を含み、
前記複合スキャフォールドの表面積が約０．３ｍ
２
／グラムから１５．０ｍ
２
／グラムの間である、
前記スキャフォールド。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複合スキャフォールドの表面積が約０．６ｍ
２
／グラムから１．２ｍ
２
／グラムの間である、請求項１に記載の複合スキャフォールド。
【請求項３】
前記複合スキャフォールドの表面積が約０．７ｍ
２
／グラムから１．０ｍ
２
／グラムの間である、請求項１に記載の複合スキャフォールド。
【請求項４】
前記空隙の容積が約３．０ｃｍ
３
／グラムから９．０ｃｍ
３
／グラムの間である、請求項１に記載の複合スキャフォールド。
【請求項５】
複合スキャフォールドであって、
微多孔マトリクスの外面に開口し、測定可能な容積を有する空隙を集合的に定義する多数の相互接続された細孔を有する前記微多孔マトリクス、および
前記微多孔マトリクスを支持する構造体を含み、
前記空隙の容積が約３．０ｃｍ
３
／グラムから９．０ｃｍ
３
／グラムの間である、
前記スキャフォールド。
【請求項６】
前記空隙の容積が約３．５ｃｍ
３
／グラムから７．０ｃｍ
３
／グラムの間である、請求項５に記載の複合スキャフォールド。
【請求項７】
前記空隙の容積が約４．０ｃｍ
３
／グラムから５．０ｃｍ
３
／グラムの間である、請求項５に記載の複合スキャフォールド。
【請求項８】
前記複合スキャフォールドの表面積が約０．３ｍ
２
／グラムから１．５ｍ
２
／グラムの間である、請求項５に記載の複合スキャフォールド。
【請求項９】
複合スキャフォールドであって、
微多孔マトリクスの外面に開口し、容積を有する空隙を集合的に定義する多数の相互接続された細孔を有する前記微多孔マトリクス、および
前記微多孔マトリクスを支持する構造体を含み、
前記空隙容積が、前記複合スキャフォールドの測定可能な容積の約７５％から９８％の間である、
前記スキャフォールド。
【請求項１０】
前記空隙容積が、前記複合スキャフォールドの測定可能な容積の約８０％から９０％の間である、請求項９に記載の複合スキャフォールド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本開示は、軟組織の修復および再構築、より具体的には、新たな組織の再生を促進しながら、軟組織の損傷または欠陥を安定化するために有用な複合スキャフォールドに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
本発明の背景
組織工学用途、および外科的修復および再構築で使用するための生物学的および合成のスキャフォールドは既知であるが、細胞内殖のための多孔性、細胞移動および増殖のための生物学的マトリクスおよび表面積、有意な細胞外マトリクス沈着と組織再構築のための相互接続された空隙の容積と寸法、機械的負荷の下での崩壊または圧縮に抵抗しながら機能的組織の成熟を促進するための複合的な機械的特性と局所組織との前記機械的負荷の分配、および、機能的組織の再生を促進しながら完全な治癒を通して組織修復を支持する生体吸収のタイムラインなど、十分に最適な組み合わせを提供できるものはほとんどない。
【０００３】
ヘルニアメッシュなどの一部のスキャフォールドは、外科的修復を完了するに十分な機械的特性を有するが、行動特性に欠け、膝、足首、肘、および手の軟組織、および非筋骨格軟組織の治癒と再生に最適ではない。これらのスキャフォールドの多くは、恒久的な合成ポリマー製であり、急性または慢性の有害な炎症、痛み、または合併症を誘発する可能性がある。さらに、多くのメッシュ状のスキャフォールドは本質的に二次元的であり、細胞内殖のための表面積が不十分であり、バルク組織の再生のための空隙容積が不十分であるため、機能的組織の再生を促さない。逆に、軟組織の修復および再構築のためのほとんどの生物学的スキャフォールドは、同種または異種の原料から収集され処理されたバルク組織に由来し、バルク構造、組織源、および処理方法の任意の組み合わせのために、治癒が遅いか不完全な場合が多い。コラーゲンゲルやスポンジなど、まったく新しい構造に再構築され高度に処理された生物学的材料は、組織の内殖に適した多孔性をもって製造可能であるが、靭帯や腱の修復に使用するための崩壊に対する適切な強度と耐性に欠ける。
【０００４】
繊維で構成される市販のスキャフォールドの多くは、適切な機械的特性を有するが、編成、製織、編組、および、電界紡糸、空紡糸、メルトブロー等のような不織法などの既存の製造プロセスに由来する構造の欠点のため、機能的組織の再生には不十分であり、これは、繊維が、糸状体および／または繊維束の間の空間が不十分（不十分な多孔性または空隙容積または密度、例えば典型的な電界紡糸織物）であるか、または、有意な組織再生のための表面積、空隙の容積および寸法が少なすぎる（例えば典型的な平面ワープニット織物または編組、または繊維束）ためか、または、適切な空隙容積が作成されても、細胞状および生体関連の程度で隣接していないか、構造に張力がかかると崩壊するかのいずれか、が原因である。
【０００５】
従って、靭帯組織を修復または再生するスキャフォールドおよび方法が必要となる。
複合物である、すなわち天然の腱および靭帯の機械的特性を模倣するスキャフォールドもまた必要となる。
負荷または張力下でその形状を実質的に維持しながら、細胞浸潤および組織内殖のための適切な多孔性および相互接続された空隙容積を提供するスキャフォールドがさらに必要となる。
スキャフォールドの吸収後に機械的負荷に耐えることが可能な機能的組織の再生を促進しつつ、数週間または数か月にわたる治癒を支持する、一定期間にわたり生体吸収性であるスキャフォールドがまたさらに必要となる。
スキャフォールドの合成ポリマー密度を最小化し、表面積対容積比を最大化し、それにより異物反応を制限し、組織再生を改善するスキャフォールドもまた必要となる。
【０００６】
様々な処置に合わせて長さ、幅、および高さが調整可能であるスキャフォールドもさらにまた必要となる。
スキャフォールド材料が完全に吸収された後の十分な強度および厚みの組織を、生体吸収性スキャフォールドが再生することもまた必要となる。
腱または靭帯組織の内殖を促進するために、スキャフォールドから間隔をあけて細胞増殖を促進することができる第２の支持マトリクスを提供するスキャフォールドもさらにまた必要となる。
組織再生、および／または外科的処理および移植を改善するために、このスキャフォールドが、可変的な寸法、密度、多孔性、材料組成、繊維タイプ、および表面特性の設計領域を有することもまた必要となる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の概要
修復および治癒する腱または靭帯に機械的補強を提供する、靭帯または腱の修復のための複合スキャフォールドを開示する。実施形態において、複合スキャフォールドは、空隙容積を定義する支持構造体を含む。多孔質材料またはヒドロゲルが、支持構造体の空隙容積内に配置される。支持構造体は、多孔質材料／ヒドロゲルを強化および支持し、スキャフォールドの引張強度を高め、スキャフォールドが伸ばされるとき、または伸張力を受けるときに圧縮に抵抗する。多孔質材料／ヒドロゲルは、適切な細胞外マトリクスの沈着および新たな機能的組織再生を可能にする多孔性、および空隙容積を有する。実施形態において、空隙容積は、スキャフォールドの長軸に沿って連続または本質的に連続しており、これにより、スキャフォールドが機械的負荷または張力を受ける際の著しい崩壊、圧縮または過度の拡張から保護されつつ、細胞がデバイス内で完全に移動し、スキャフォールドの軸方向に配向して新たな組織が形成される。必要に応じて、スキャフォールドの全部または一部を、血液、骨髄液、多血小板血漿、自家細胞または同種異系細胞などの生体液で水和して、免疫応答を調節または管理し、治癒および組織再生をさらに促進および加速し得る。
【０００８】
開示する複合スキャフォールドは、細胞の増殖および移動のための大きな表面積だけでなく、組織内殖、細胞外マトリクス沈着、および機能的組織への生体力学的再構築モデルを可能にするに十分に大きな相互接続された空隙を持つ。さらに、スキャフォールドは、張力下で高度に多孔性の構造を維持する能力を持ち、例えば、外科的処置中およびそれによる移植後の崩壊に抵抗し、生理学的負荷の下でスキャフォールド全体にわたり細胞浸潤および新たな組織内殖の能力を維持する。これらの負荷は、デバイスの複合的な機械的特性により、デバイスと局所組織の間で機械的に分配され、すなわちデバイスは、近位組織、修復組織、または天然の組織の応力遮蔽、およびスキャフォールド自体の内部の新生組織の発生を防止する。さらに、これらの複合的な機械的特性は、スキャフォールド内の細胞の機械生物学的情報伝達を促進して、耐荷重性で指向性の細胞外マトリクスおよび結合組織を識別し形成する。開示する複合スキャフォールドは、様々な異なる織物および複合的製造方法を使用して製造することができ、単一の製造技術に限定されない。
【０００９】
開示する複合スキャフォールドは、張力下でその三次元形状を実質的に維持する高度に多孔性で柔軟な構造体を提供し、スキャフォールドの機械的特性を介し、続いて、スキャフォールドが吸収されるにつれ新たに再生された機能的組織を介して、修復または再構築第一の機械的補強を提供する。
【００１０】
開示するスキャフォールドは、異なる機械的特性を持つ別個の領域を有し、固定または特異な組織再生を促進し得る。実施形態において、複合スキャフォールドは、生物学的「バンドエイド」を作成するために、移植前に細胞、生物学的吸引液または生物活性剤で含浸され得る。他の実施形態において、生体誘導性スキャフォールドは、一時的な前培養期間の間、自家由来、同種異系由来、または異種由来の細胞を播種され、細胞がスキャフォールド内でコラーゲンに富む細胞外マトリクスを作り上げることを可能とする。次に、スキャフォールドを処理、および／または脱細胞化し、後で移植可能な、または「そのまま」移植し得る繊維強化組織スキャフォールドの状態にする。開示するスキャフォールドは、様々な現在利用可能な固定方法、例えば、縫合糸、縫合糸アンカー、鋲、ステープルなどと互換性があり得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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