JPS6045602B2 - 生物性移植体とその製作法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、人の生体を除く各種動物の骨並びに歯牙
又はコラーゲンを含む生物組織を用いた生物性移植体と
その製作法に関するものてある。

〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来のこの種の移
植体は、殆どセラミックス等非生物性材料に限られてい
た。

しかし、非生物性移植体を骨欠損部や根管の充填材料
に利用した場合周囲骨との組織親和性に欠け、異物排除
反応を受ける欠点があり、さらに創口の縫合糸について
も同様に親和性に欠け且つ縫合後、抜糸を必要とする欠
点がある。

学会の一部に生物性移植体の研究も試みられたがその処
理法が不完全であり問題を残していた。〔発明の目的〕 この発明の目的は、医科、歯科の医療領域において、
抜歯窩やその他の骨欠損部ならびに創口部などの様々な
人体の組織損傷部を生物学的に積極的に修復するために
必要な保存性ならびに加工性の良好な生物性移植体及び
その製作法を提供することにある。

このような移植体については、それぞれの目的に応じ
て、古くから様々なものが開発されてきた。

これらの素材については、歴史的にも金属類、セラミ
ックスやプラスチックなどの非生物性材料ならびに新鮮
自家骨の他に、様々な処理を加えた生物材料が用いられ
て来ている。

しかし、本発明のように動物を構成している組織中に
広く分布する様々なコラーゲン線維を分離摘出し、それ
を同種自家または他家、異種移植の方法に準じて用い、
その際、いずれにおいても拒絶されにくいように、即ち
、宿主組織からの異物としての認識を低下させる方法に
よつて抗原抗体反応を低減化し、かつ、加工性、保存性
に優れた特性を有する材料は今までに類をみない。

先に述べたコラーゲン線維は、各種動物の全身いたる
ところに存在するものであるが、これには、いわゆる硬
組織と呼はれる骨や歯牙の象牙質のように、コラーゲン
線維を基盤とし、これに各種多糖類を媒体として石灰化
しているものの他に、石灰化せずに単なる繊維性結合組
織として存在しているものや特殊機能的に分化した強靭
な靭帯や腿などに大別できる。

これらのコラーゲン線維には、組織特異性、換言すれ
ば、場所持異性があつて、生体ではコラーゲン線維の存
在する所が必すしも石灰化するとは限らず、変性的病的
石灰化（動脈硬化などの血管壁の石灰化）を除いて、生
理的機能的石灰化のみられる場所には必ずコラーゲンを
基盤として、石灰化を営みうる骨または象牙質などを形
成誘導できるように分化した間葉系細胞の存在すること
が必要である。

この発明は、加工が自由で人体、家蓄等の種々の抜歯窩
を含む骨欠損部に応用が可能で、特に周囲骨との組織親
和性を有し、かつ、同じく組織親和性に優れ且つ抜糸を
必要としない創口の縫合糸を含む移植体を提供すること
を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本願の第１発明は動物（ヒトの生体を除く）のコラーゲ
ン線維を含む組織を脱灰、脱脂して抗原抗体反応を低減
化させるものであることを特徴とする生物性移植体であ
る。

この移植体は人体、家蓄等の骨欠損、根管、組織空隙、
抜歯窩、その他の組織欠損部の充填材料として利用でき
ると共に創口の縫合糸としても利用できるものである。
第２の発明は死後比較的新鮮な各種動物（ヒトの生体を
除く）のコラーゲン線維を含む組織を脱灰、脱脂した後
、低温乾燥して保存しそのままの形状又は粉末状に形成
することを特徴とする生物性移植体の製作法てある。〔
実施例〕 実験１の知見： ウイスター系成獣ラットを層殺後、前肢、後肢の長管骨
４本を取り出した後、可逆的にメスと有鈎ピンセットで
筋肉、骨膜などの軟骨組織を除去し、１０ｍＩｍ程度に
ダイヤモンドディスクで切断し、すみやかに１０％中性
ホルマリン溶液に１週間浸漬して固定すると共に、抜髄
用クレンザーとエアシリンジで可及的に骨髄を除去し１
０％ギ酸の等量混合液で７日間脱灰した。

次に流水で２橢間水洗した後、ナイロン製網袋（病理組
織検体袋）に脱灰骨を入れ、１５００ｒ′Ｐｍで５分間
遠心脱水した。次にアルコール類により脱脂することに
よりラットの骨のコラーゲン線維を抗原抗体反応をほぼ
完全に消滅せしめた。このように抗原性を低減したラッ
トの骨をさらに蓋付きシヤーレに入れ低圧接続吸引器付
きデシケ−ターの中の室温に加時間放置し脱アルコール
・乾燥を図りアルコール殺菌して−２０℃の低温で１ケ
月半蓋付きガラスピン中に保存し、凍結乾燥し冷蔵庫中
に保存した。このようにして得られた移植体をうさぎの
左側下顎第１小臼歯抜歯窩部に移植するために１０ｍ１
ｍ程度に切断したものをそのまま用いた。以下図面に従
い説明する。第１図は本発明の移植体２をうさぎの歯根
膜組織１８が健全な場合の抜歯窩内に移植した直後から
骨化するまでを経時的に示す説明図である。第１Ａ図は
、歯牙の臼歯部１４の植立状態である。１５は栄養血管
と神経組織を示す。

第１Ｂ図は抜歯直後のもので抜歯窩内は血餅１７で満さ
れている。

歯根膜１８は除去せずにそのまま残してある。

第１Ｃ図は移植体２を抜歯窩１６内の血餅１０中に挿入
した後創口を縫合糸２４により縫合した状態を示する。
第１Ｄ図は創口部２５は痴皮１９によつて被われ血餅１
７は肉芽組織２０て置換され移植体２の空隙中には骨芽
細胞や軟骨芽細胞４の侵入を認め、周囲からは新生骨２
１の増殖も始まる。

移植体の挿入後約３週目である。第１Ｅ図において、移
植体２は挿入後約１ケ月目にそれ自体も石灰化し、移植
体２と宿主側の窩壁２２との間には歯根膜組織１８の再
生を見て歯牙の機能上理想的な結果が得られている状態
を示している。

第２図は本発明の移植体２をうさぎの歯根膜組織１８が
不健全な場合の抜歯窩内に移植された直後から骨化する
までを経時的に示す説明図である。

第２Ａ図は第１Ａ図と同様である。

第２Ｂ図において、第１Ｂ図とは異なり、不良肉芽化し
た不健全な歯根組織１８を除去した抜歯窩１６を示し、
窩１６内は血餅１０て満されている。

第２Ｃ図は、歯根膜１８を除去した抜歯窩１６内の血餅
１０中に移植体２を挿入後創口部２５を縫合した状態を
示す。

第２Ｄ図において、創口部２５は痴皮で被われ移植体２
内の骨小腔２３中には骨芽細胞や軟骨芽細胞４が侵入し
、移植体３挿入後３週目に石灰化もゆるやかに始まる。

移植体２挿入後１ケ月目には宿主側の抜歯窩壁２２から
移植体２の空隙中に向つて新生骨２１の増殖を認める。
第２Ｅ図は、移植体２と宿主側の抜歯窩壁２２との間に
は機能的な配列を伴う歯根膜の再生は認められないが両
者間には明瞭な骨性連結による一体化が認められている
状態を示している。実験■の知見： ドンリユー系成獣ラットを層殺後、前肢の長管骨２本を
取り出した後、可逆的にメスと有鈎ピンセットで筋肉、
骨膜などの軟組織を除去し、長さ５ｍ１ｍ程度にカッタ
ーで切断し、１０％中性ホルマリン溶液に浸漬して化学
的固定すると共に抜髄用クレンザーとエアシリンジで可
及的に骨髄を除去し１０％ギ酸の等量混合液で７日間脱
灰した。

次に流水で２碕間水洗した後、ナイロン製網袋（病理組
織検体収納袋）に脱灰骨を入れ、１５００ｒ′Ｐｍで５
分間遠心脱水した。次にアルコール類により脱脂するこ
とによりラットの骨のコラーゲン線維を抗原抗体反応を
ほぼ完全に消滅せしめた。このように抗原性を低減した
ラットの骨をさらに蓋付きシヤーレに入れ低圧接続吸引
器付きデシケータの中の室温に−１８℃の低温で１ケ月
半蓋付きガラスピン中に保存し、凍結乾燥し冷蔵庫中に
保存した。このようにした得られた移植体をラットの尾
骨に移植するため５ｍＩｍ程度に切断したものをそのま
ま用いた。

以下図面に従い説明する。第３Ａ−Ｄは本発明によつて
得られた移植材料をねずみの尾骨に形成された窩洞内に
移植した直後から骨性に治療するに至るまでを経時的に
示す説明図である。

第３Ａ図は、骨に人工的に骨欠損部として形成した窩洞
１内に移植体２を挿入した直後を示す。

宿主（ホスト）側の骨質３に形成された骨窩洞１中に移
植体２が挿入されている。骨質３内には骨細胞、軟骨細
胞や骨芽細胞４が骨小腔５中に認められるが移植体２中
の骨小腔５ａ中には先の各種細胞４は認められない。

但し、骨窩洞１と移植体２との間隙並びに移植体２の骨
小腔５ａ中には外科的処理によつて生じた血液６が充満
し、血餅化が始まつている。

第３Ｂは、宿主側の骨質３の窩洞壁１ａの一部は多核巨
細胞（破骨細胞）７が出現したことにより窩状吸収８を
受けているが移植体２側には異物排除反応は全く認めら
れない。しかし、移植体２の表面には線維芽細胞９の付
着増殖を見る。

創口部２５は血餅１０及び痴皮１１で被われている。

第３Ｃ図は、宿主側の窩洞壁１ａに生じた窩状吸収部８
の一部には新生骨の増殖が認められ、こが移植体２側に
向つている。

この頃に、移植体２中の骨小腔５ａにもヤドカリのよう
に骨や軟骨芽細胞４の侵入を認める。

また、移植体２の周囲から緩かな石灰化が始まる。これ
は移植体２の挿入後３週目の状態である。

第３Ｄ図は移植体２の挿入後１ケ月目の状態を示し、移
植体２はそれ自身緩かに且つ明瞭に認められるまで石灰
化すると共に宿主側からの新生骨１２はフィブリン線維
網、線維芽細胞、軟骨芽細胞、骨芽細胞の付着増殖によ
つて完全にねずみの尾骨と一体化する。創口部２５は表
皮１３により完全に閉鎖され治瘉する。

図中２６は上皮細胞、２７は上皮である。かくして動物
実験を行つた結果、図面には示していないが脱灰、脱脂
即ち脱免疫化していない移植体を用いた場合は骨欠損部
又は根管部の周囲組織に著しい化膿性炎を惹きおこして
早期に排除されたが本発明の移植体を用いた場合は１週
間目に血餅が骨空洞内に充満し、周囲に軽度な慢性炎症
を見るが創口は次第に閉鎖し、移植材料の周囲に肉芽化
が進んで２、３週間目あたりから炎症は軽減し、更に肉
芽により被包され造作骨細胞が増殖して来た。

そして周囲骨との瘉着が開始される１ケ月後には骨空洞
内にも新生骨の増殖を見て、半年後には移植材料と周囲
骨との連結が明瞭となり。

その結果、骨欠損部は新生骨によつて補充されるまでの
間スペーサーとしての役割を果し、且つ最終的には周囲
骨と組織親和性を示して一体となることが実証されたの
である。さらに、ねずみの骨を処理した移植体を別のね
ずみ及びうさぎに移植しても異常はなかつたことからみ
てもこの移植体は異種、他家の移植いずれにも応用が可
能であることも実証された。

次に動物の靭帯を含む生物組織を本発明により縫合糸と
しての生物性移植体に利用する場合を説明する。

動物の線維状靭帯から筋肉を除いたものを脱灰、脱脂し
て脱免疫化せしめる。

軟組織の損傷部（創口）を縫合する縫合糸である。

その製作法は、各種動物の尾部分のような線維状靭帯か
ら筋肉を除去した靭帯を上述したＩと同様にして酸類に
より脱灰し、かつアルコール類により脱脂して脱免疫化
せしめて靭帯コラーゲンを得る。

これを保存できるようにするため−４℃以下（好ましく
は−１８℃〜−２０℃以下）の低温で凍結乾燥する。

この発明の実施例添付図面により説明すれば次のとおり
である。

第１Ｃ図、第２Ｃ図、第３Ａ図は創口部をこの発明の縫
合糸２４で縫合している状態を示す。

第１Ｄ１第２Ｄ図、第３Ｂ図は創口部がふさがり仮皮の
形成される一週間目の状態を示し、縫合一系２４はこの
段階で異物貧喰細胞（巨細胞）によつて貧喰されながら
次第に皮下又は粘膜下から外へ向つて排除されている。
次に第３Ｃ図に示すように２〜３週目には痴皮１１，１
９が剥離し、上皮は粘膜が再生して創口；部が完全に閉
鎖し、その痴皮と一緒に外へ排除される。

この実施例に使用した靭帯はねずみの尾の靭帯コラーゲ
ンであるが他の動物の線維状靭帯でもよい。

脱灰、脱脂、冷凍乾燥処理工程は第１発明と全く同様で
ある。

この脱灰、脱脂された線維状靭帯コラーゲンはほぼ６４
０Ａの一定の周期的な微細な節を有し、しかも線維状で
あるからその長さ、太さは縫合対象！により適宜選択で
きる。

本発明の移植体は上記の如く変質しないよう組織固定（
動物の死後変化の防止）されたコラーゲンを含む生物組
織を原材料とし、脱灰・脱脂・凍結・乾燥処理するもの
であつて、原材料として１は、使用目的によつて線維状
のコラーゲンや塊状のコラーゲンが選択されるもので、
線維状のコラーゲンの原材料は、各動物の尾部や前肢、
後肢などに存在する靭帯、腿から求められるものであり
、塊状のものは、各種動物の硬組織を構成している骨や
歯牙を原材料とするものである。

ＤＣＦＦ処理されたこれらの移植体は、必要によつて、
ガス滅菌状態や、７０％エタノールまたはブタノールに
液漬状態で使用直前まで保管可能なものである。

なお、原材料の変質防止のための固定剤には、アルデヒ
ド系の化学的安定剤としてホルマリンを主体とし、他に
グルタールアルデヒド、アクロレイン、バラフォルムア
ルデヒド、アセトアルデハイドなどが有効である。

以上の変質防止処理と、その後の脱灰・脱脂・凍結・乾
燥の全てによつて効果が期待できるものである。

〔発明の効果〕

上述の如くこの発明には移植体を骨欠損部や根管充填材
料又は縫合糸として利用することにより次の効果を発揮
する。

１移植体の素材は生前に生体内で合成された動物組織か
ら直接抽出したものであるから局部組織にとつて親和性
が高く異種他家の移植のいずれにも応用できる。

２脱灰、脱脂処理をしてほぼ純粋にコラーゲン化したか
ら抗原抗体反応を減じ、強靭で安定した移植体となる。

３処理した種々の啼乳動物等の骨を移植体としてそのま
ま利用する楊合は移植体の外形と骨材料の外形とが一致
し、さらにその内部は管状や空洞を有しているから、こ
の点からの組織親和性を高められる。４外科的に骨窩洞
を形成した際に生ずる血液は骨窩洞中に侵入して、それ
が肉芽化し、次第に痩痕化して最後に仮骨化を経て新生
骨を生じるので順次周囲骨と強固な結合をするに至る。

５動物の種類を問わず異種、他家のいずれにも応用が可
能である。

６加工が自由で人体、家蓄等の種々の骨欠損部に応用が
可能で治療効果が著しい。

７低温で凍結乾燥するので医療品としての保存が可能で
ある。

８脱灰、脱脂して脱免疫化せしめるので処理をしない場
合のように著しい可能性炎を惹き起さない。

９歯根膜組織が不健全な場合ても移植体と宿主側の抜歯
窩壁との間には明瞭な骨性連結による一体化が図られる
。

従来の治療用縫合糸は非生物材料は親和性が全くないか
ら巨細胞に貧喰されず創口部が完全に閉鎖してから抜糸
するものであつたがこの発明の縫合糸は生物材料を用い
るから組織親和性が高く巨細胞に貧喰された痴皮と共に
外方へ排除されるので抜糸の必要がなく人体の手術など
にも有効な縫合糸として利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図乃至第１Ｅ図、第２Ａ図乃至第Ｅ図、第３Ａ図
乃至第３Ｄ図はいずれも説明図である。 ２・・・生物性充填剤としての移植体、２４・・・生物
性縫合糸としての移植体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 組織固定されたコラーゲンを含む生物組織を脱灰、
   脱脂して抗原抗体反応を低減化されているものであるこ
   とを特徴とする生物性移植体。 ２ コラーゲンを含む生物組織を化学的固定、脱灰、脱
   脂した後、低温乾燥して保存しそのままの形状又は粉末
   状に形成することを特徴とする生物性移植体の製作法。