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JP2003325168A - 閉鎖型細胞培養システム - Google Patents

閉鎖型細胞培養システム

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JP2003325168A
JP2003325168A JP2003037143A JP2003037143A JP2003325168A JP 2003325168 A JP2003325168 A JP 2003325168A JP 2003037143 A JP2003037143 A JP 2003037143A JP 2003037143 A JP2003037143 A JP 2003037143A JP 2003325168 A JP2003325168 A JP 2003325168A
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closed
tissue
culture system
cells
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生医工学において、損傷部、すなわちin
vivoで効率的な細胞組織の早期の増殖を行うと共
に、処置中において損傷部での細菌による感染症の発生
を回避した組織細胞培養システムを提供すること。 【解決手段】 体表面もしくは体内の組織欠損部を外部
から密閉することにより細菌等の侵入を防御した閉鎖環
境となし、当該閉鎖した組織欠損部へ細胞培養に適した
溶液を循環させることにより欠損部組織の再生を行うこ
とを特徴とする閉鎖型細胞培養システムであり、当該閉
鎖型細胞培養システムを利用して、灌流液中に治療薬剤
を溶解させ、欠損部位の治療を促進させる薬剤の投与方
法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、損傷部位の細胞組
織を生体内(in−vivo)で増殖させ、損傷部位の
組織再生を誘導させるシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から体損傷部の治療に際しては、損
傷部における異物等の不要物を除去した後に、消毒剤等
で消毒を行い、治療に適した創傷被覆剤等を損傷部に被
覆し、細胞増殖による皮膚の自己再生を図っている。し
かしながら、皮膚の自己再生では治癒に時間がかかるこ
とや、創傷部での感染症の発生等、種々の克服できない
困難な問題が存在する。
【0003】かかる問題点を解決するために、近年再生
医工学として、損傷部の近傍の細胞を採取して生体外
(in vitro)で増殖させて、体外で目的とする
組織や臓器を再構築し、それを欠損部に戻す方法、すな
わち培養による自家組織移植方法が行われている。例え
ば、細胞増殖用培地の容器と創傷被覆材システムとを含
む細胞培養システムに関するもの(例えば、特許文献1
参照)、創傷治療に有効な産生物質とヒト繊維芽細胞と
を含む培養皮膚代替物に関するもの(例えば、特許文献
2参照)、等がある。これらの方法は、いずれも平面的
な組織に対する方法としては有効なものであるが、多層
細胞(例えば、表皮細胞と真皮細胞の多層細胞)の培養
が困難なこと、また細胞の増殖速度が遅いことなど、解
決しなければならない問題が種々残っている。
【0004】さらに、厚い組織については、生体内細胞
とは組織構造が異なることや、血管が欠如しているた
め、酸素あるいは栄養補給の困難さから、細胞の生着率
はそれほど高いものとはいえない状況である。加えて、
複雑な三次元の立体構造を有する組織、損傷部では困難
なものであり、また、処置中における感染症の発生を回
避することはできず、従来問題とされている点をいまだ
解決するものとはなっていないのが現状である。
【0005】
【特許文献1】特表2001−507218号公報
【特許文献2】特開2002−200161号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
上記の現状に鑑み、再生医工学において、損傷部、すな
わちin vivoで効率的な細胞組織の早期の増殖を
行うと共に、処置中において損傷部での細菌による感染
症の発生を回避した組織細胞培養システムを提供するこ
とを課題とする。
【0007】かかる課題を解決するために、本発明者は
鋭意検討を加えた結果、欠損損傷部の傷口において、壊
死組織等の不要物を除去した後、細胞増殖の足場となる
生体吸収性材料を欠損スペースに埋植して、欠損部を外
部から閉鎖させると共に、その閉鎖部分へ細胞培養に適
した溶液を循環させれば、その場で効率的に欠損部組織
の再生を行うことができることに着目し、本発明を完成
させるに至った。
【0008】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の基
本的な態様である請求項1に記載の発明は、体表面もし
くは体内の組織欠損部を外部から密閉することにより細
菌等の侵入を防御した閉鎖環境となし、当該閉鎖した組
織欠損部へ細胞培養に適した溶液を循環させることによ
り欠損部組織の再生を行うことを特徴とする閉鎖型細胞
培養システムである。
【0009】すなわち本発明は、欠損部そのものを外部
から密閉することによる閉鎖型の溶液灌流部とし、細菌
からの感染を防御し、その部分へ細胞培養に適した溶液
を循環させること、また灌流液の成分を適宜変えること
により、殺菌、細胞培養を連続して行える点に特徴を有
するものである。
【0010】また、一般的に細胞はある表面に接着する
ことにより分裂して増殖していくことより、細胞増殖に
は細胞が接着する足場が必要となる。本発明において
は、かかる足場として、欠損部に生体吸収性材料を埋植
して、細胞増殖を促進させたものである。したがって請
求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の発明におい
て、閉鎖環境内に生体吸収性材料を埋植して、欠損部組
織細胞の再生を促進させる閉鎖型細胞培養システムであ
る。
【0011】このような細胞増殖の足場となる生体吸収
性材料としては、例えば、ポリグリコール酸繊維、乳酸
グリコール酸共重合体繊維あるいはスポンジ、グリコー
ル酸カプロラクトン共重合体繊維、ポリ乳酸繊維あるい
はスポンジ、乳酸カプロラクトン共重合体、ポリカプロ
ラクトン繊維、ポリジオキサン繊維、コラーゲン繊維あ
るいはスポンジ、ゼラチンスポンジ、フィブリン繊維ス
ポンジ、多糖類繊維あるいはスポンジ、リン酸三カルシ
ウム多孔体ビーズ、炭酸カルシウム多孔体ビーズ、ハイ
ドロキシアパタイト等を挙げることができる。
【0012】本発明の閉鎖型細胞培養システムでは、閉
鎖環境内における細胞培養には、かかる細胞増殖が効果
的に行われるように、細胞増殖に適した溶液が灌流され
る。したがって請求項3に記載の本発明は、請求項1ま
たは2に記載の発明において、細胞培養に適した溶液
が、自己血から分離した血漿溶液血清、血小板濃厚血
清、血漿液製剤、血小板濃厚血清、血漿分画製剤、血血
液蛋白分画成分溶液、プラズマエキスパンダー、浸透圧
等張輸液、細胞培養培地である閉鎖型細胞培養システム
である。
【0013】さらに請求項4に記載の本発明は、循環さ
せる溶液成分を治療段階ごとに変化させることにより、
欠損部の鎮痛、消毒、各再生目的組織にとって適した細
胞増殖環境を構築し、プログラム化された閉鎖型細胞培
養システムである。すなわち、欠損部における細胞培養
を有効的に行うためには、細胞増殖のための閉鎖環境を
最も効果的なものに設定する必要がある。したがって、
請求項4に記載の本発明は、かかる要求に対応でき、欠
損部の鎮痛、消毒、各再生目的組織にとって適した細胞
増殖環境を容易に構築し得るようにした点に特徴を有す
るものである。
【0014】また、細胞の培養環境は、細胞の培養に伴
いそのpH値、炭酸ガス分圧、酸素分圧が種々変化す
る。したがって、細胞培養に適した溶液の組成を循環さ
せるとしても、閉鎖環境は、常に細胞培養に最適な環境
にしておかなければならない。そのためには、センサー
で閉鎖環境の培養液内の物理的要因、すなわちpH値、
炭酸ガス分圧、酸素分圧をモニターし、その信号により
培養環境の入口側に設けたガス交換器を制御し、リアル
タイムで培養液の変化に合せて閉鎖環境のガス分圧の調
整をおこない、細胞培養環境を最適化しておくのが好ま
しい。そのための請求項5に記載の本発明は、閉鎖環境
の入口サイドに、閉鎖環境のpH値、炭酸ガス分圧、酸
素分圧を測定するモニター装置を具備したガス交換装置
を組み込み、モニター装置からの信号に基づき、ガス濃
度を自動調整して細胞培養環境を最適化する閉鎖型細胞
培養システムである。
【0015】また、請求項6に記載の本発明は、閉鎖環
境内の圧力を持続的あるいは間欠的に制御させた閉鎖型
細胞培養システムである。すなわち、閉鎖環境内の圧力
を、たとえば圧力維持装置により種々変化させることに
より、陽圧状態では神経組織等の成長に必要な空間を確
保することができ、また陰圧状態では体液の滲出を促
し、損傷部表面の細胞増殖をより促進させることが可能
となる。さらに間欠的に陰圧に制御することで、閉鎖環
境内の体積の一時的な縮小により、均一かつ効率的な閉
鎖環境内の環流液の置換を行うことが可能となる。
【0016】また、広範囲の重度火傷については、損傷
部に重大な体液水分損失が生じることがある。したがっ
て、本発明の閉鎖型細胞培養システムを用いて損傷部の
細胞培養を行う場合には、灌流液の浸透圧を火傷による
損傷部表面を適切に保つことが可能な浸透圧調整済みの
溶液を灌流液として循環させることが必要である。その
ための請求項7に記載の本発明は、外部に浸透圧調整済
みの灌流液を循環させるための回路を設けた閉鎖型細胞
培養システムである。
【0017】さらにまた、本発明の閉鎖型細胞培養シス
テムを用いて損傷部の細胞培養を行う場合において、損
傷部が、神経細胞断裂等の比較的深部の損傷であり、そ
のような神経細胞培養あるいは血管細胞培養の場合に
は、低侵襲でのアクセスが望ましい。かかるアクセスの
ためには、穿刺針の形態を採用するのがよい。したがっ
て、請求項8に記載の本発明は、穿刺デバイスとバルー
ンカテーテルの組合せにより、体腔内深部または臓器内
に細胞培養スペースを作る形態である閉鎖型細胞培養シ
ステムである。
【0018】すなわち、神経組織細胞や血管組織細胞の
増殖には、それが増殖するための空隙が確保されていな
ければならない。そのための空間を作成するのに穿刺針
とその内腔を通過するバルーン付カテーテルの組合せで
体内の目的部に到達させ、バルーンを拡張することによ
り目的細胞の増殖に適した空隙を作成させる。またそれ
により効果的に損傷部に生体吸収性材料を留置すること
ができる特徴を有するのである。
【0019】また、肝臓、膵臓、腎臓などの実質臓器に
おいても同様の方法で培養スペースを設けて目的細胞を
各臓器内で培養することにより、機能の低下あるいは不
全状態の臓器内で、体外細胞培養技術による細胞培養以
上により優れた機能構造を有する細胞を増殖させること
ができる。
【0020】また、本発明は損傷部における細胞培養に
際し、効果的に有効な薬剤を投与し得る方法を提供する
ものである。すなわち、本発明が提供する閉鎖型細胞培
養システムにおいては、各細胞の増殖に最適な培地成分
への変換や、より治癒を促進させるために細胞増殖因子
や、血管増殖因子を灌流液に添加して欠損部を灌流させ
ることができる。したがって、請求項9に記載の本発明
は、請求項1に記載の閉鎖型細胞培養システムを利用し
て、灌流液中に治療薬剤を溶解させ、欠損部位の治療を
促進させる薬剤の投与方法でもある。治療薬剤の変更時
に薬剤が混合して不適切な薬剤の配合問題の発生を避け
るために、この場合にあっては、閉鎖環境に間欠的に陰
圧サイクルを施すことにより、閉鎖環境での細胞培養ス
ペース内を循環する灌流液を積極的に入れ替え、均一か
つ効率的な薬剤溶液の交換を行うことができる。
【0021】かかる場合に投与し得る薬剤としては、消
毒剤、局所麻酔剤、消炎鎮痛剤、抗生物質製剤、末梢血
管拡張剤、各種細胞増殖因子製剤、神経増殖因子製剤、
血管増殖因子製剤(癌細胞摘出時には、各種細胞増殖抑
制因子製剤)、免疫抑制剤等を挙げることができる。
【0022】またこれらの薬剤のみならず、各種細胞接
着性分子、例えば、フィブロネクチン、ヒドロネクチン
等を灌流液中に含有させてもよい。また遺伝子を導入さ
せることもでき、そのような遺伝子としては、ネイキッ
ドDNA、アデノウイルスベクター遺伝子、レトロウイ
ルスベクター遺伝子、リポゾーム埋抱遺伝子、ハイドロ
ゲル埋抱遺伝子等を挙げることができる。
【0023】さらに本発明の別の態様としての請求項1
0に記載の発明は、予め自己の細胞を採取し、体外でそ
の細胞を培養増殖させた後に灌流液に懸濁し、灌流シス
テムを通じて閉鎖型培養システムに戻すことにより、損
傷部細胞培養からの治療を行うと同時に、体外で培養し
た組織と複合的に培養増殖、生着を行うことにより損傷
部の治癒を促進させる細胞の移送と増殖方法でもある。
【0024】
【発明の実施の形態】以下に、本発明が提供する閉鎖型
細胞培養システムについて、図面を参照にしながら詳細
に説明をして行く。
【0025】図1は、本発明が提供する閉鎖型細胞培養
システムを説明するための概略分解模式図である。すな
わち、本発明が提供する閉鎖型細胞培養システム(1)
は、基本的には、体表面もしくは体内の組織欠損部
(2)を外部から密閉することにより細菌等の侵入を防
御した閉鎖環境となし、当該閉鎖した組織欠損部へ細胞
培養に適した溶液を循環させることにより欠損部組織の
再生を行うことを特徴とする閉鎖型細胞培養システムで
ある。
【0026】より具体的には、本発明が提供する閉鎖型
細胞培養システム(1)(図中においては閉鎖状態を解
除した、模式的展開図で示してある)は、体表面もしく
は体内の組織欠損部(2)を外部から密閉する手段
(3)(図中においてはサージカルフィルム等の粘着シ
ート)により細菌等の侵入を防御した閉鎖環境、すなわ
ち、体表面の組織欠損部(2)をサージカルフィルム
(3)により被覆密閉することにより閉鎖環境を作り出
し、その閉鎖した組織欠損部(2)へ細胞培養に適した
溶液を灌流液導入チューブ(10)(図中、矢印A方
向)より導入して、灌流液排出チューブ(11)(図
中、矢印B方向)へ灌流させる。
【0027】灌流液導入チューブ(10)よりシステム
(1)内に灌流された灌流液は、ディスク2(5)を介
して例えば表皮用生体吸収性材料(6)へ浸漬し、浸漬
された灌流液がその下方で体組織欠損部(2)へ埋没さ
せた埋没生体吸収性材料(7)にさらに浸漬し、その場
で体組織欠損部(2)における細胞に細胞増殖に適した
環境を与えることとなり、細胞増殖を効率的に行うこと
となる。
【0028】一方、埋没生体吸収性材料(7)を浸漬
し、さらに体組織欠損部(2)を満たした灌流液は、デ
ィスク1(4)およびディスク2(5)の間の空域を通
って、ディスク1(4)に設けられた灌流液排出チュー
ブ(11)より排出され、灌流が完了する。
【0029】なお、システム内に設けたディスク1
(4)とディスク2(5)の2層ディスクは、それぞれ
灌流液導入チューブ(10)および灌流液排出チューブ
(11)を保持する機構を有すればよく、またその材料
も非透水性のプラスチック等でチューブと一体で成形す
ることができる。
【0030】以上に説明したように、本発明のシステム
(1)による体組織欠損部での閉鎖環境内への灌流液の
循環により、体組織欠損部には、細胞が接着する足場と
なる生体吸収性材料により、効率的に細胞増殖をが促進
させ、細胞増殖が完了した段階では、足場となる生体吸
収性材料が分解吸収されており、滅菌状態で体欠損部の
組織の再生が行われるのである。
【0031】図2に体表面から本発明の閉鎖型組織培養
システム(20)をアクセスした概略断面を示した。す
なわち、外傷、火傷、褥瘡などの傷害の場合には、表皮
(21)および真皮(22)を含め体組織が欠損し、そ
の傷害部が体表面に露出している。この場合には、被覆
フィルム(23)がついた本発明の閉鎖型組織培養シス
テム(20)の2層ディスク創面アダプター(24)を
傷害面に充て、灌流液を灌流させる。なお、この場合に
おいても、細胞増殖の必要な組織には、細胞増殖を促進
させる適当な足場生体材料(25)として、生体吸収性
材料を埋植させて細胞増殖部(26)を作成させておく
のがよい。
【0032】この場合にあっては、灌流液は閉鎖型組織
培養システム(20)の中央部に設けた灌流液入口(2
8)より灌流されて損傷部に流れ、生体吸収性材料であ
る足場生体材料(25)につたわり、周辺部に拡散す
る。その後、周辺部単端(27)より2層ディスク(2
4)の間隙を通り、灌流液出口(29)より排液として
排出される。
【0033】したがって、傷害面が密閉状態であること
より細菌等からの感染が防止でき、灌流液ならびに足場
生体材料により、損傷部での細胞増殖が効果的に行われ
ることとなる。
【0034】この体表面へアクセスする本発明の閉鎖型
組織培養システムは、個々の傷害部の大きさにあわせ、
所望のサイズに設計することができる。したがって、広
範囲の火傷などの場合にあっては、2層ディスクを有す
る本発明の閉鎖型組織培養システムを複数組合せること
により火傷の面積と形状に合わせ、同時に各システムへ
灌流液を灌流させ、単独使用の場合と同様の効果を上げ
ることができる。
【0035】一方、神経細胞断裂あるいは血管組織の断
裂等、体内の比較的深部の損傷部における細胞増殖を行
う場合には、低侵襲でのアクセスが望ましいことより、
穿刺針の形態の閉鎖型細胞培養システムが使用される。
具体的には、神経組織細胞や血管組織細胞増殖のための
空隙を穿刺針とその内腔を通過するバルーン付カテーテ
ルの組合せで作成し、そのバルーンで拡張させた部位に
足場生体材料を留置させ、灌流用カテーテルにより灌流
液を循環することができる。なお、この場合に使用する
穿刺針は、柔軟に屈曲することができ、細胞増殖を目的
とする損傷部に添ったカテーテルの留置が行えるよう構
成されている。
【0036】かかる体内の比較的深部の損傷部、例え
ば、神経細胞断裂あるいは血管組織の断裂等における細
胞増殖のための本発明のシステムによる細胞増殖の概念
を図3〜図6により示した。すなわち図3に示すような
穿刺針(30)を用い、皮膚表面より穿刺針を刺し、細
胞増殖のための空隙を構築する目的部まで先端を導入さ
せ、穿刺針の先端孔よりバルーンカテーテルを、穿刺針
先端を後退させながらカテーテルバルーン部(31)を
露出させてバルーン部(32)を膨張させる。
【0037】次いで、バルーンの膨張により細胞増殖の
ための空隙部(組織内スペース)を作成した後、図4に
示すように、バルーンを縮小させてバルーンカテーテル
のみを抜去する。その後細胞増殖の足場となる生体吸収
性材料(33)を穿刺針(30)内腔から挿入する。な
お生体吸収性材料は、予めルーメン内に含んでいるカテ
ーテルを、穿刺針を通じて留置することもできる。
【0038】細胞増殖の足場となる生体吸収性材料を損
傷部に留置し、生体吸収性材料埋入用カテーテルを抜去
した後、図5に示すように細胞増殖に適する灌流液を灌
流させるための、灌流用2重ルーメンカテーテル(3
4)を挿入し、次いで灌流用カテーテル(34)のみを
残し、穿刺針を体内より引き抜き、灌流液の入口(3
5)と出口(36)を灌流システムに接続し、灌流を開
始する。かかる状態を、図6に模式的に示した。
【0039】以上記載のように、本発明の閉鎖型細胞培
養システムを使用することにより、体表面もしくは体内
の組織欠損部を外部から密閉し、細菌等の侵入を防御し
た閉鎖環境とすることができ、当該閉鎖した組織欠損部
へ細胞培養に適した溶液を循環させることで欠損部の細
胞増殖を行い、組織の再生を行うことが可能となる。
【0040】また本発明が提供する閉鎖型細胞培養シス
テムは、循環させる溶液成分を段階ごとの変化させるこ
とにより、欠損部の鎮痛、消毒、各再生目的組織にとっ
て適した細胞増殖環境を構築させることもできるもので
ある。例えばそのような手段として、模式的な概念図と
して図7に示すように、細胞培養灌流液の入った複数の
容器(40)(図にあっては2個)からその灌流液の種
類を切り換えることができる3方活栓(41)を通り、
流量調節器(42)により流量を制御した後、患者(4
6)に設けた閉鎖型細胞培養システム(閉鎖型培養器)
(43)内を灌流した後、ポンプ(44)を通って排液
容器に灌流後の培養液を廃棄(45)することができ
る。
【0041】この場合には、例えば圧力センサーなどを
用いてポンプの排出量を制御することができ、それによ
り細胞増殖を行う目的損傷部の圧力を一定に保つことも
できる。
【0042】この複数の灌流液を使用する場合において
は、単に細胞増殖に適した複数の成分を灌流させるばか
りでなく、汚染されている創傷部を消毒する殺菌剤、あ
るいは細菌類の増殖を抑制させるための抗生物質を初期
の段階で灌流させること、さらには、よりよい治癒の促
進を目的として各種細胞増殖因子、神経増殖因子、血管
増殖因子(癌細胞摘出時には、各種細胞増殖抑制因子)
等を含有する灌流液を灌流させることができる。
【0043】またさらに効果的な治療のために局所麻酔
剤、消炎鎮痛剤、抗生物質製剤、末梢血管拡張剤、免疫
抑制剤等を含有する灌流液を灌流させることができる。
【0044】また、細胞の培養環境は、細胞の培養に伴
ってその培養環境内部のpH値、炭酸ガス分圧、酸素分
圧が種々変化する。したがって、培養環境である閉鎖環
境は、常に細胞培養に最適な環境にしておくことが好ま
しい。そのためには、センサーにより閉鎖環境の培養液
内の物理的要因、すなわちpH値、炭酸ガス分圧、酸素
分圧を測定、モニターするモニター(47)を設け、モ
ニターからの信号により培養環境の入口側に設けたガス
交換器(48)を制御し、リアルタイムで培養液の変化
に合せて閉鎖環境のガス分圧の調整をおこない、細胞培
養環境を最適化しておくことができる。
【0045】本発明が提供する閉鎖型細胞培養システム
は、また病院等で常用されている定圧持続吸引器と輸液
バックと輸液チューブ回路を利用して細胞培養に適した
灌流液を灌流させることもできる。その模式的な概念を
図8として示した。なお、図8において、図中の符号
は、図7と同一意味を有する。
【0046】図8においても、その基本的概念は、図7
に示したシステムと同様であり、図7で設けたポンプを
通って排液容器に灌流後の培養液を廃棄する部分を、病
院等で常用されている定圧持続吸引器(51)に接続し
た部分が異なるだけである。
【0047】以上記載のように、本発明は欠損損傷部の
傷口において、壊死組織等の不要物を除去した後、細胞
増殖の足場となる生体吸収性材料を欠損スペースに埋植
させ、欠損部を外部から閉鎖させると共に、その閉鎖部
分へ細胞培養に適した溶液を循環させることにより、そ
の場で効率的に欠損部細胞を増殖させ、組織の再生を行
うことができる。
【0048】
【実施例】以下に本発明の細胞増殖の具体例を、実施例
により説明する。 実施例1:移植皮膚採取手術後の損傷部の治療 採皮手術後の創面からの出血を、フィブリンスプレーを
用いて速やかに止血させ、周辺部を消毒した。次いで、
凹んだ部分にコラーゲンビーズを充填した後に中心部に
穴のあいた連続気泡コラーゲンシートを創面にそって大
きめに形を作り創面に被せた。2層アダプターもコラー
ゲンシートと同様の形にした後に上に重ねて、アダプタ
ーの出入り口のみ開孔したサージカルフィルムを被せて
コラーゲンビーズとシートの閉鎖スペースを作成した。
採皮個所に痛みのある場合は、局所麻酔剤としてキシロ
カイン、さらに3種混合の抗生物質の入った血漿製剤を
閉鎖スペースに循環させ、3時間後に局所麻酔剤と抗生
物質溶液を止めて,塩基性繊維芽細胞増殖因子(bFG
F)に切り換えて灌流した。
【0049】別途に真皮層の組織を採取し、体外でウシ
胎児血清により細かく浮遊培養した繊維芽細胞を患者の
血清と交換し灌流した。その細胞混濁溶液を潅流液バッ
クの下の3方活栓より閉鎖型培養器に注入する事により
細胞移植を行った。続いて真皮細胞の細胞増殖が終了し
た時点でbFGFを上皮増殖因子(EGF)に交換して
周囲の皮膚表面と均一になるまで上皮細胞を培養した。
【0050】実施例2:下肢大腿部断裂神経の神経再構
築 体表面の皮膚から柔軟に曲げることのできる穿刺針を、
神経の断裂個所両端の神経に届くように穿刺する。バル
ーン長が神経両断端に届く長さのものを選び、バルーン
カテーテルを、穿刺針を通じて挿入してバルーンを膨張
させ、神経の断端間に空隙を作る。
【0051】その空隙に神経成長の足場となる平行コラ
ーゲン繊維束をルーメン内に収納したカテーテルより挿
入する。さらにこのカテーテルを潅流用細径カテーテル
と交換し穿刺針を抜き取り潅流用カテーテルのみを留置
する。
【0052】患者の血液より得た血清に神経増殖因子を
10−8モル加え、灌流を開始し、内部の空気が出終わ
った時点で循環回路に切り換える。
【0053】灌流時に神経断端間のスペースがつぶれな
いように、弱い陽圧を維持する。細胞が充分に成長した
時点で潅流用カテーテルを抜き取り、完了する。
【0054】実施例3:重度の火傷の治療 腹部に対する重度の火傷に対して皮膚と死滅組織等を切
除した後に、コラーゲン繊維シートで火傷創面を覆い、
さらにその上に2層灌流アダプターを取りつける。最初
にポピドンヨード液を含む等張血漿増量製剤により創面
を消毒する。
【0055】浸透圧を火傷創面と同等にしたヒト血漿製
剤を患者の創面からの体液損失を抑制する為に灌流させ
る。また感染を予防する為に抗生物質注射液を加えて、
さらに患者が痛みを訴える様であれば、局所麻酔剤であ
るキシロカインを灌流液に注入して鎮痛をおこなう。
【0056】患者の状態が安定した後にキシロカイン、
抗生物質の投与を中止して繊維芽細胞増殖因子(bFG
F)、血小板由来細胞増殖因子(PDGF)、表皮増殖
因子等の細胞増殖因子を灌流液に加える。創面の表皮が
充分に増殖した時点でこの閉鎖型細胞培養器を取り外
し、創面を外気に触れさせながら、残りの自然治癒を待
つ。
【0057】実施例4:ウサギ肝臓に穿刺針付きのカテ
ーテルイントロデューサーを、超音波断層画像を見なが
ら穿刺する。イントロデューサーシースを残して穿刺針
を抜去し、代わりにフォガティー血栓除去用バルーンカ
テーテルを挿入し、径が2cm程度となるまでバルーン
を膨張させて肝臓内に細胞培養スペースを確保した。バ
ルーンを縮小させた後、そのフォガティーカテーテルを
抜き取り、綿状のコラーゲン繊維ペレットの入ったテフ
ロン(登録商標)チューブを培養スペースに挿入し、コ
ラーゲン繊維ペレットを充填した。コラーゲン挿入用の
テフロン(登録商標)チューブを抜き去り、灌流用の2
重ルーメンの灌流口が培養スペースに位置するように留
置し、カテーテルイントロデューサーシースも抜去して
2重ルーメンカテーテルのみを残し、縫合により皮膚に
固定し、同時にカテーテル創外固定用のフィルムで固定
した。
【0058】当該ウサギの血液より調製した血清を細胞
培養スペースに灌流させつつ、30日間ウサギ肝臓内で
肝細胞の培養を行った。
【0059】30日の処理後、ウサギを屠殺し、処理肝
臓の剖検の結果、コラーゲン繊維内に肝臓細胞の増殖培
養が認められた。
【0060】
【発明の効果】以上記載のように、本発明の閉鎖型細胞
培養システムにより、欠損部を外部から閉鎖させること
により細菌からの感染を防御し、その閉鎖部分へ細胞培
養に適した溶液を循環させることにより、その場で効率
的に欠損部細胞を増殖させ、組織の再生を行うことがで
きる利点を有している。
【0061】また、灌流液を種々変化させることによ
り、細胞増殖因子、あるいは治療用薬剤を効果的に目的
の部に投与することができ、より効果的な組織再生を確
保し得る利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の閉鎖型細胞培養システムを説明するた
めの模式的概略分解図である。
【図2】体表面に本発明の閉鎖型細胞培養システムをア
クセスした概略断面図である。
【図3】体内の深部の損傷部である神経細胞断裂におけ
る細胞増殖のための本発明のシステムによる細胞増殖の
概念を説明する図である。
【図4】体内の深部の損傷部である神経細胞断裂におけ
る細胞増殖のための本発明のシステムによる細胞増殖の
概念を説明する図である。
【図5】体内の深部の損傷部である神経細胞断裂におけ
る細胞増殖のため、本発明のシステムによる細胞増殖の
概念の説明図である。
【図6】体内の深部の損傷部である神経細胞断裂におけ
る細胞増殖のため、本発明のシステムによる細胞増殖の
概念の説明図である。
【図7】本発明の閉鎖型細胞培養システムにより、複数
の灌流液を循環させる場合の模式的な説明図である。
【図8】本発明の閉鎖型細胞培養システムを、定圧持続
吸引器と輸液バックと輸液チューブ回路を利用して灌流
液を灌流させる場合の模式的な説明図である。
【符号の説明】
1 閉鎖型細胞培養システム 2 体組織欠損部 3 サージカルフィルム 7 埋没生体吸収性材料 20 閉鎖型細胞培養システム 23 被覆フィルム 24 2層ディスク 25 足場生体材料 26 細胞増殖部 30 穿刺針 32 バルーン部 33 生体吸収性材料 34 2重ルーメンカテーテル 40 灌流液バッグ 41 3方活栓 42 流量調節 43 閉鎖型型細胞培養器基 44 ポンプ 45 廃棄 46 患者 47 pH ガスモニター 48 ガス交換器 51 定圧持続吸引器
フロントページの続き Fターム(参考) 4B065 AA90X AA93X BA30 BB01 BB25 BB40 BC02 BC06 BC07 BC14 BC15 BC50 CA43 CA44 4C081 AC08 BA12 CE02 4C087 BB34 BB35 BB38 MA17 MA66 NA05 NA10 ZA01 ZA89

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 体表面もしくは体内の組織欠損部を外部
    から密閉することにより細菌等の侵入を防御した閉鎖環
    境となし、当該閉鎖した組織欠損部へ細胞培養に適した
    溶液を循環させることにより欠損部組織の再生を行うこ
    とを特徴とする閉鎖型細胞培養システム。
  2. 【請求項2】 閉鎖環境内に生体吸収性材料を埋植し
    て、欠損部組織細胞の再生を促進させる請求項1に記載
    の閉鎖型細胞培養システム。
  3. 【請求項3】 細胞培養に適した溶液が、自己血から分
    離した血清、、血漿血液製製剤、血小板濃厚血清、血漿
    分画製剤、血液蛋白分画成分溶液、プラズマエキスパン
    ダー、浸透圧等張輸液、細胞培養培地である請求項1ま
    たは2に記載の閉鎖型細胞培養システム。
  4. 【請求項4】 循環させる溶液成分を治療段階ごとに変
    化させることにより、欠損部の鎮痛、消毒、各再生目的
    組織にとって適した細胞増殖環境を構築してプログラム
    化された請求項1ないし3のいずれか1項に記載の閉鎖
    型細胞培養システム。
  5. 【請求項5】 閉鎖環境に接続した回路の入口サイド
    に、閉鎖環境のpH値、炭酸ガス分圧、酸素分圧を測定
    するモニター装置を具備した接続したガス交換装置を組
    み込み、モニター装置からの信号に基づき、ガス濃度を
    自動調整して細胞培養環境を最適化する請求項1ないし
    4のいずれか1項に記載の閉鎖型細胞培養システム。
  6. 【請求項6】 閉鎖環境内の圧力を持続的あるいは間欠
    的に制御させた請求項1に記載の閉鎖型細胞培養システ
    ム。
  7. 【請求項7】 外部に浸透圧調製済みの灌流液を灌流さ
    せるための回路を設けた請求項1に記載の閉鎖型組織培
    養システム。
  8. 【請求項8】 穿刺デバイスとバルーンカテーテルの組
    合せにより、体腔内深部または臓器内に細胞培養スペー
    スを作る形態である請求項1または2に記載の閉鎖型細
    胞培養システム。
  9. 【請求項9】 請求項1に記載の閉鎖型細胞培養システ
    ムを利用して、灌流液中に治療薬剤を溶解させ、欠損部
    位の治療を促進させる薬剤の投与方法。
  10. 【請求項10】 予め自己の細胞を採取し、体外でその
    細胞を培養増殖させた後に灌流液に懸濁し、灌流システ
    ムを通じて閉鎖型細胞培養システムに戻し、損傷部細胞
    培養の治療を行うと同時に、体外で培養した細胞を加え
    ることにより、複合的に細胞培養増殖、生着を行うこと
    を特徴とする損傷部の治癒を促進させる細胞の移送と増
    殖方法。
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