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公開番号2025060776
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2024226285,2022542005
出願日2024-12-23,2021-01-13
発明の名称移植用組織の保存方法
出願人ザリージェンツオブザユニバーシティオブカリフォルニア,The Regents of the University of California
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類A01N 1/12 20250101AFI20250403BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】移植用の組織を保存および輸送するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】移植すべき組織はアルギン酸ゲル中にカプセル化されており、カプセル化組織は、長期貯蔵および輸送の間の細胞生存率を改善し、炎症性因子を抑制するための培養培地に曝露される。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
骨軟骨組織、いかなる軟骨下骨も含まない関節軟骨、線維軟骨組織、腱、または角膜か
ら選択される組織を保存する方法であって、前記組織をアルギン酸ゲル中にカプセル化す
る工程、および前記ゲルカプセル化組織を培養培地に曝露する工程を含む、方法。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記ゲルカプセル化組織が、約２４時間～約８週間から選択される期間、約２８日間、
少なくとも約６週間、およびその間の範囲の期間にわたり培養培地に入れられる、請求項
１に記載の方法。
【請求項３】
前記組織を半透膜中にカプセル化する工程をさらに含む、請求項１または２に記載の方
法。
【請求項４】
前記半透膜は、孔径が少なくとも約２５０ｐｍ、孔径が約１００μｍ～約１０００μｍ
、孔径が約０．２２μｍ～約１０００μｍ、または孔径が約０．２２μｍ～約１００μｍ
、分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）が約５０ｋＤａまたは約２００，０００ｋＤａ、または
メッシュ開口率が約１％～約５０％のうちの１つ以上の特徴を有する、請求項３に記載の
方法。
【請求項５】
前記組織を、前記半透膜中にカプセル化した後にゲル中にカプセル化する、請求項３ま
たは４に記載の方法。
【請求項６】
前記組織を、前記半透膜中にカプセル化する前にゲル中にカプセル化する、請求項３ま
たは４に記載の方法。
【請求項７】
前記骨軟骨組織が、骨の軟骨に対する厚さの比が約２０：１～約１：１０、または約４
：１およびその間の範囲を有するようにトリミングされた骨軟骨コアを含む、請求項１～
６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記線維軟骨組織が半月板、内側半月、または外側半月を含む、請求項１～６のいずれ
か１項に記載の方法。
【請求項９】
前記腱が膝蓋腱またはアキレス腱である、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記角膜が硝子体を有する角膜である、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２０２０年１月１３日に出願の米国仮
特許出願第６２／９６０，２９８号（その内容全体が本明細書中で参考として援用される
）の優先権を主張する。
続きを表示（約 7,900 文字）【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般に、同種移植片などの組織の分野、より具体的には、移植用組織の長期
の貯蔵および保存に関する。
【背景技術】
【０００３】
骨軟骨同種移植（ＯＣＡ）は、免疫抑制を必要とすることなく、欠損した軟骨の処置の
ために機能的な生存組織を移植できる。したがって、ＯＣＡは、中等度から大きな関節軟
骨欠損の修復のために適用される、最も広く利用されている方法のうちの１つである（Ｍ
ａｎｄｅｌｂａｕｍ，ｅｔａｌ．，ＡｍＪＳｐｏｒｔｓＭｅｄ．１９９８；８５
３）。最近の臨床結果では、ＯＣＡは術後１０年目の６０％～８０％の症例で成功してい
ることが示された（Ｃａｖｅｎｄｉｓｈ，ｅｔａｌ．，ＪＢＪＳＲｅｖ．２０１９；
ｅ７）。これらの移植片は、臓器ドナーから入手し、患者に移植するために外科センター
に輸送する前に安全性についてのウイルスおよび細菌の試験が可能なように貯蔵されなけ
ればならない。移植片中の細胞の生存率を調査する研究に基づいて、成功率を最大にする
ために、組織を採取後できるだけ早期に移植することが推奨されている。
【０００４】
満足できる臨床結果を得るための重要な要因の１つは、貯蔵されたＯＣＡの品質を改善
することである（軟骨細胞生存率および軟骨基質含有量を最大にすることが挙げられる）
。貯蔵条件を改善するために種々の研究が以前に行われてきたが、長期保存された移植片
の品質は満足に維持されていない（Ｂａｌｌ，ｅｔａｌ．，ＣｌｉｎＯｒｔｈｏｐ
ＲｅｌａｔＲｅｓ．２００４：２４６；Ｗｉｌｌｉａｍｓ，ｅｔａｌ．，ＪＢｏｎ
ｅＪｏｉｎｔＳｕｒｇ．Ａｍ．２００３：２１１１；およびＰａｌｌａｎｔｅ，ｅｔ
ａｌ．，ＡｍＪＳｐｏｒｔｓＭｅｄ．２００９：２４Ｓ）。貯蔵条件が改善され
ると、ＯＣＡの貯蔵寿命およびその臨床的利用において臨床アウトカムが改善される可能
性を向上させるであろう。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、移植すべき組織をアルギン酸ゲル中にカプセル化すると長期の貯蔵または輸
送後、貯蔵および輸送の両方の後の組織の品質および生存率が改善されるという発見に基
づく。
【０００６】
したがって、本開示は、骨軟骨組織の保存方法または他の組織（複数可）または臓器（
複数可）（いかなる軟骨下骨も含まない関節軟骨、線維軟骨組織（半月板、例えば、内側
半月もしくは外側半月またはその両方など）、腱（膝蓋腱またはアキレス腱など）、角膜
、または硝子体を有する角膜など）の保存方法を提供する。種々の実施形態では、骨軟骨
組織は、骨の軟骨に対する厚さの比約２０：１～約１：１０およびその間の範囲または比
（例えば、約４：１）を有するようにトリミングされた骨軟骨コアを含むか、から本質的
になるか、またはからなる。方法は、骨軟骨組織または他の好適な組織（複数可）もしく
は臓器（複数可）をアルギン酸ゲル中にカプセル化し、ゲルカプセル化された骨軟骨組織
または他の好適な組織（複数可）もしくは臓器（複数可）を培養培地に曝露する工程を含
む（例えば、含む、から本質的になる、またはさらにからなる）。いくつかの実施形態で
は、ゲルカプセル化組織は、約２４時間～８週間、または少なくとも約２週間（少なくと
も約４週間、少なくとも約６週間、またはそれより長期間、およびその間の範囲など）に
わたり培養培地に入れられる。種々の実施形態では、次いで、培養培地中のゲルカプセル
化組織を、移植のために使用する。種々の実施形態では、方法は、組織（複数可）または
臓器（複数可）を半透膜中にカプセル化する工程をさらに含む。種々の実施形態では、半
透膜は、孔径が少なくとも約２５０ｐｍ、孔径が約０．２２μｍ～約１０００μｍ、およ
びその間の範囲（約０．２２μｍ～約１００μｍまたは約０．２２μｍ～約１００μｍな
ど）のうちの１つ以上の特徴を有する。さらにまたはあるいは、半透膜は、約５０ｋＤａ
または約２００，０００ｋＤａの分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）の特徴を有する。さらに
またはあるいは、半透膜は、メッシュ開口率約１％～約５０％およびその間の範囲または
百分率（２％など）を有する。種々の実施形態では、組織は、半透膜中のカプセル化前、
カプセル化中、またはカプセル化後にゲル中にカプセル化される。種々の実施形態では、
アルギン酸ゲルは、高純度アルギン酸（ＵＰＡＬ）ゲルである。種々の実施形態では、Ｕ
ＰＡＬなどのアルギナートは、約０．５％～約２．０％およびその間の範囲または百分率
（例えば、約１．２％）の濃度でゲル中に存在する。種々の実施形態では、培養培地は完
全培地である。種々の実施形態では、培養培地は、ゲルカプセル化骨軟骨組織または他の
ゲルカプセル化組織（複数可）もしくは臓器（複数可）の培養培地への曝露後に補充され
ない。種々の実施形態では、方法は、組織（複数可）または臓器（複数可）を、約１０℃
未満、例えば、約０℃から約４℃までの範囲の間、または約４℃に曝露する工程をさらに
含む。種々の実施形態では、カプセル化組織（複数可）または臓器（複数可）は、人工的
に制御されたＣＯ
２
レベル、人工的に制御されたＯ
２
レベル、または人工的に制御された
湿度のうちの１つ以上を用いて貯蔵されていない。種々の実施形態では、方法は、培養培
地との曝露後にアルギン酸ゲルを溶解する工程をさらに含む。さらなる実施形態では、ア
ルギン酸ゲルを、カプセル化組織（複数可）または臓器（複数可）をキレート溶液に曝露
する工程を含むか、から本質的になるか、またはからなる方法によって溶解する。なおさ
らなる実施形態では、キレート溶液は、クエン酸ナトリウム溶液またはエチレンジアミン
四酢酸（ＥＤＴＡ）溶液またはクエン酸ナトリウムおよびＥＤＴＡを含むか、から本質的
になる溶液を含むか、から本質的になるか、またはさらにからなる。種々の実施形態では
、方法は、例えば、機械的にかキレート溶液によって、培養培地との曝露後に半透膜を分
解する工程をさらに含む。種々の実施形態では、カプセル化組織（複数可）または臓器（
複数可）は、例えば、カプセル化を用いずに貯蔵された組織または臓器と比較して、炎症
性因子（複数可）の放出を低下させる。さらなる実施形態では、炎症性因子（複数可）は
、一酸化窒素、サイトカインのうちの１つ以上、または両方を含むか、から本質的になる
か、またはさらにからなる。種々の実施形態では、移植前のカプセル化組織（複数可）ま
たは臓器（複数可）は、カプセル化工程前の細胞生存率の少なくとも約６０％、または少
なくとも約６５％、または少なくとも約７０％、または少なくとも約７５％、または少な
くとも約８０％、または少なくとも約８５％またはそれより高い細胞生存率を維持する。
種々の実施形態では、培養培地への曝露前に、カプセル化組織（複数可）または臓器（複
【０００７】
別の態様では、本開示は、骨軟骨組織または他の組織（複数可）もしくは臓器（複数可
）（いかなる軟骨下骨も含まない関節軟骨、線維軟骨組織（半月板、例えば、内側半月も
しくは外側半月またはその両方など）、腱（膝蓋腱またはアキレス腱など）、角膜、また
は硝子体を有する角膜など）を、例えば、移植前に貯蔵する方法を提供する。種々の実施
形態では、骨軟骨組織は、骨の軟骨に対する厚さの比約２０：１～約１：１０（例えば、
約４：１）を有するようにトリミングされた骨軟骨コアを含むか、から本質的になるか、
またはからなる。方法は、移植すべき骨軟骨組織または他の好適な組織（複数可）もしく
は臓器（複数可）を必要に応じて得る工程、得られた骨軟骨組織または他の好適な組織（
複数可）もしくは臓器（複数可）を、アルギン酸溶液を含む半透膜室に入れる工程、半透
膜室を培養室に入れる工程、カルシウム溶液またはバリウム溶液またはその両方を培養室
に添加する工程であって、それにより、骨軟骨組織または他の好適な組織（複数可）もし
くは臓器（複数可）がアルギン酸ゲル中にカプセル化される、添加する工程、培養培地を
アルギン酸ゲルまたは培養室中に注入するか、アルギン酸ゲルを培養室中に注入する工程
、および培養室を貯蔵容器に入れる工程を含む（例えば、含む、またはから本質的になる
、またはさらにからなる）。いくつかの実施形態では、カプセル化された骨軟骨組織また
は他の好適な組織（複数可）もしくは臓器（複数可）は、例えば、移植のために生存し続
ける。さらにまたはあるいは、カプセル化された骨軟骨組織または他の好適な組織（複数
可）もしくは臓器（複数可）は、例えば、得る工程の後に、少なくとも約２週間（少なく
とも約４週間または少なくとも約６週間など）または８週間まで生存し続ける。種々の実
施形態では、カルシウム溶液は、塩化カルシウム溶液を含むか、から本質的になるか、ま
たはさらにからなる。種々の実施形態では、バリウム溶液は、塩化バリウム溶液を含むか
、から本質的になるか、またはさらにからなる。種々の実施形態では、貯蔵容器は、温度
センサをさらに含む。種々の実施形態では、組織（複数可）または臓器（複数可）は、半
透膜室中にカプセル化される。種々の実施形態では、半透膜は、少なくとも約２５０ｐｍ
；または約０．２２μｍ～約１０００μｍ；およびその間の範囲（約０．２２μｍ～約１
００μｍまたは約１００μｍ～約１０００μｍなど）の孔径の１つ以上の特徴を有する。
さらにまたはあるいは、半透膜は、分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）約５０ｋＤａまたは約
２００、０００ｋＤａの特徴を有する。種々の実施形態では、半透膜は、メッシュ開口率
約１％～約５０％およびその間の範囲または百分率（例えば、約２％）を有する。種々の
実施形態では、アルギン酸溶液は、高純度アルギン酸溶液である。種々の実施形態では、
アルギン酸溶液は、約０．５％～約２．０％のアルギナートおよびその間の範囲または百
分率、必要に応じて約１．２％アルギナートを含むか、またはから本質的になる。種々の
実施形態では、培養培地は完全培地である。種々の実施形態では、方法は、一定期間の貯
蔵後に貯蔵容器を病院に輸送する工程をさらに含む。種々の実施形態では、方法は、半透
膜中、または培養室中、または貯蔵容器中の温度を１０℃未満（例えば、約０℃～約４℃
、または約４℃）に維持する工程をさらに含む。種々の実施形態では、半透膜、または培
養室、または貯蔵容器中のＣＯ
２
レベル、またはＯ
２
レベル、または湿度、またはこれら
の任意の組み合わせは、人工的に制御されない。種々の実施形態では、方法は、アルギン
酸ゲルを、例えば、移植前に、例えば、カプセル化組織（複数可）または臓器（複数可）
をキレート溶液に曝露する工程を含むか、またはから本質的になるか、またはからなる方
法によって溶解する工程をさらに含む。さらなる実施形態では、キレート溶液は、クエン
酸ナトリウム溶液またはエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）溶液またはクエン酸ナトリ
ウムおよびＥＤＴＡを含むかまたはから本質的になる溶液を含むか、から本質的になるか
、またはさらにからなる。種々の実施形態では、方法は、例えば、移植前に半透膜を分解
する工程をさらに含む。種々の実施形態では、例えば、移植のために生存している組織（
複数可）または臓器（複数可）は、例えば、ゲル中、半透膜中、またはゲル中および半透
膜中の両方にカプセル化することなく貯蔵された組織または臓器と比較して、炎症性因子
（複数可）の放出を低下させる。さらなる実施形態では、炎症性因子（複数可）は、一酸
【０００８】
別の態様では、本開示は、組織輸送システムを提供する。このシステムは、部分的にま
たは全体が半透膜から形成され、輸送すべき組織およびアルギン酸溶液を含むように構成
された組織室；入口および必要に応じた出口を有する培養室であって、前述の培養室は、
組織室を含むように構成されており、カルシウム溶液またはバリウム溶液またはその両方
を入口を介して添加すると、アルギン酸溶液がゲル化し、組織をカプセル化する培養室、
培養室を含むように構成された輸送ボックスまたは貯蔵容器；ならびに輸送ボックスまた
は貯蔵容器中に配置され、培養室の温度を測定するように構成された必要に応じた温度セ
ンサを含む（例えば、含む、またはから本質的になる、またはさらにからなる）。種々の
実施形態では、組織室は囲まれている。種々の実施形態では、培養室は囲まれている。種
々の実施形態では、アルギン酸溶液は、高純度アルギン酸（ＵＰＡＬ）溶液である。種々
の実施形態では、組織室は、半透膜によって組織がカプセル化されるように構成された囲
まれた組織室である。種々の実施形態では、半透膜は、少なくとも約２５０ｐｍ、例えば
、約０．２２μｍ～約１０００μｍおよびその間の範囲（０．２２μｍ～約１００μｍ、
または約１００μｍ～約１０００μｍなど）の孔径を有する／含む。種々の実施形態では
、半透膜は、メッシュ開口率約１％～約５０％およびその間の範囲または百分率（例えば
、約２％）を有する。さらにまたはあるいは、半透膜は、分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）
約５０ｋＤａまたは約２００、０００ｋＤａを有する。種々の実施形態では、アルギン酸
溶液は、約０．５％～約２．０％のアルギナートおよびその間の範囲または百分率、必要
に応じて約１．２％アルギナートを含むか、またはから本質的になるか、またはさらにか
らなる。種々の実施形態では、輸送ボックスまたは貯蔵容器または培養室は、輸送ボック
スまたは貯蔵容器または培養室中の温度を１０℃未満（例えば、約０℃～約４℃およびそ
の間の範囲、または約４℃）に維持するように構成された断熱構成要素または冷却構成要
素または熱絶縁構成要素と冷却構成要素（ｃｏｏｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の両方を
さらに含む。種々の実施形態では、システムは、半透膜または培養室または貯蔵容器中の
ＣＯ
２
レベル、もしくはＯ
２
レベル、もしくは湿度、またはこれらの任意の組み合わせの
センサまたはコントローラを含まない。種々の実施形態では、輸送ボックスまたは貯蔵容
器は、気体または液体の連続流に対して密封されている。
【０００９】
いくつかの実施形態では、組織培養デバイスは、インレットであって、前述のインレッ
トを通過する流体の流入を可能にするように構築されたインレット、およびアウトレット
であって、前述のアウトレットを通過する流体の流出を可能にするように構築されたアウ
トレットを画定する外室であって、前述の外室が囲まれている、外室を含む（例えば、含
む、またはから本質的になる、またはさらにからなる）。内室は少なくとも一部が外室内
に配置されており、内室は半透膜から形成された少なくとも１つの壁を有し、内室は囲ま
れており、内室内に組織を保持するように構築されている。組織培養デバイスは、必要に
応じて、囲まれた貯蔵容器、貯蔵容器によって確定された内部体積内に配置された外室お
よびその結果としての内室も含む（例えば、さらに含む）。種々の実施形態では、組織培
養デバイスは、貯蔵容器に操作可能に連結されており、かつ貯蔵容器内の温度を測定する
ように構成された温度センサをさらに含む。種々の実施形態では、組織は、アルギン酸ゲ
ルによってカプセル化されている。種々の実施形態では、流体は、アルギン酸溶液、カル
シウム溶液、バリウム溶液、生理食塩水、培養培地、または貯蔵培地のうちの少なくとも
１つを含むか、またはから本質的になるか、またはからなる。種々の実施形態では、半透
膜は、分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）約５０ｋＤａまたは約２００、０００ｋＤａを有す
る。種々の実施形態では、半透膜は、少なくとも約２５０ｐｍの孔径を有する。種々の実
施形態では、半透膜は、約０．２２μｍ～約１００μｍの範囲およびその間の範囲（約１
００μｍ～約１０００μｍ、または約０．２２μｍ～約１０００μｍなど）の孔径を有す
る。種々の実施形態では、半透膜は、メッシュ開口率約１％～約５０％およびその間の範
囲または百分率（例えば、約２％）を有する。種々の実施形態では、組織培養デバイスは
、貯蔵容器内に配置された断熱構成要素または冷却構成要素のうちの少なくとも１つをさ
らに含み、前述の断熱構成要素または冷却構成要素のうちの少なくとも１つが、前述の貯
蔵容器および／または外室内の温度を１０℃未満に維持するように構成されている。
【００１０】
１つの態様では、本明細書中に開示の組織培養デバイスおよび必要に応じた使用説明書
を含むか、またはから本質的になる本明細書中に開示のキットを提供する。種々の実施形
態では、本明細書中に開示のキットは、以下のうちの１つ以上をさらに含む：アルギナー
トもしくは任意の他のヒドロゲル単量体の必要に応じた溶液、カルシウム溶液、バリウム
溶液、カルシウム塩、バリウム塩、溶媒、洗浄液、または培養培地。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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