JP6640808B2 - 異なる密度の成分を有する粒子状組織グラフトならびにそれを作成および使用する方法 - Google Patents

Description

本発明は、患者の組織を修復または再生するための粒子状組織グラフト組成物、それらの作成方法、およびそれらの使用方法に関する。

失活した天然組織から作られる組織グラフト組成物は、患者の、損傷、変形、または欠損した組織を修復または再生するために広く使用されてきた。一般に、これらの組成物は、例えば、小腸粘膜下層（ＳＩＳ）、または膀胱粘膜下層（ＵＢＳ）、および、例えば、膀胱の上皮基底膜（ＵＢＭ）などの組織の細胞外マトリックスから作成される。総称して、これらの組成物は細胞外マトリックス、またはＥＣＭｓと称される。ＳＩＳ、ＵＢＳ、およびＵＢＭは、米国特許第６，５７６，２６５号、同第６，５７９，５３８号、同第５，５７３，７８４号、同第５，５５４，３８９号、同第４，９５６，１７８号、および同第４，９０２，５０８号においてさらに説明されており、それぞれ本明細書において参照により援用される。

短く説明すると、ＳＩＳおよびＵＢＳはそれぞれ胃腸組織および膀胱から作成され、それらは組織源の全ての他の層から粘膜下層を剥離して、粘膜下層を保持することによって組織グラフト組成物を形成する。ＵＢＭは上皮基底膜を剥離し、必要に応じて膀胱の上皮細胞から深層の１以上を剥離し、かつ少なくとも上皮基底膜を保持して組織グラフト組成物を形成することで作成される。限定されるものではないが、例えば、食道、胃、腸などの胃腸管の皮膚および組織を含むその他の組織も、上皮細胞から上皮基底膜を剥離し、必要に応じて組織源の深層の１以上を剥離することで、上皮基底膜を含むＥＣＭを作成するために使用され得る。さらにその他の天然ＥＣＭｓは、腱膜、腱、靭帯、平滑筋および骨格筋などの結合組織、ならびに治療部位に特異的なＥＣＭｓから作成され得る。

ＥＣＭｓは、例えば、上皮組織を再生するために使用される。上皮組織の再生には、上皮および上皮組織下部の結合組織要素の再生を必要とする。上皮の再生は、上皮基底膜が存在すると急速に起こる。しかしながら、結合組織要素の再生は上皮組織の再生よりも遅く、損傷した上皮組織の完全な再生を長引かせている。

従来技術における周知のＵＢＳ、ＵＢＭ、およびＳＩＳなどの各ＥＣＭｓは、患者の移植部位に吸収される。例えば、膀胱マトリックス（ＵＢＭ）の単一シートは、局所的創傷に移植されると、例えば１週間以内に吸収され得る。図１Ａ−Ｃは、患者の組織部位１０に移植された従来技術のＥＣＭ材料１２の急速な吸収特性を示している。図１Ａは移植の０日目におけるＥＣＭシート１２を示している。図に示されるように、ＥＣＭ１２は組織部位１０全体を塞いでいる。図１Ｂでは、移植後Ｘ日目において、ＥＣＭ１２が組織部位１０において部分的に吸収されていることを示しており、それは図１ＡにおけるＥＣＭ１２の表面積と比較して、ＥＣＭ１２の表面積が減少していることによって示される。図１Ｃでは、移植後Ｙ日目において、ＥＣＭ１２が残留していないことからＥＣＭ１２が組織部位１０に完全に吸収されたことを示している。

米国特許第６，５７６，２６５号明細書 米国特許第６，５７９，５３８号明細書 米国特許第５，５７３，７８４号明細書 米国特許第５，５５４，３８９号明細書 米国特許第４，９５６，１７８号明細書 米国特許第４，９０２，５０８号明細書

本明細書に開示される発明は、従来技術のＥＣＭ移植片が急速に吸収された後に、損傷または欠損した上皮組織および下部の結合組織要素の再生および修復に影響を与えることが不可能であるという問題を、特定して解決したものである。従来技術のＥＣＭｓにおける急速な初期吸収が、再生または修復を必要とする組織部位への初期の再生反応をもたらすのに有効である一方で、本明細書に記載の発明は、再生または修復を必要とする部位において、従来技術のＥＣＭｓよりも吸収するのに時間を要するＥＣＭ組成物を提供し、それは組織損傷部位において修復過程に及ぼすＥＣＭの影響を延長するため有利である。したがって、本明細書に開示される発明は、急速な初期修復反応をもたらすように素早く吸収される少なくとも１つの成分を有するだけでなく、よりゆっくりと吸収される少なくとも１つの追加の成分を有することで、組織損傷部位での再生過程におけるＥＣＭ組成物の組み合わせの影響を延長することが可能であるＥＣＭ組成物に関する。

一態様によれば、本発明は組織の修復または再生に有用な生体吸収性粒子組成物、およびこれらの組成物の使用方法に関する。本組成物は異なる速度で吸収される異なる密度の生体吸収性粒子を含むため、単一密度の材料を有する組成物と比較して、修復を果たすために粒子によってもたらされる時間の長さを調節する能力を提供可能である。

一態様によれば、本発明は生体吸収性粒子の組織グラフト組成物を包含する。本発明の一実施形態では、生体吸収性粒子状物質の混合物は、患者の組織部位への移植において第１密度および第１吸収速度を有する複数の第１生体吸収性粒子、および患者の組織部位への移植において第２密度および第２吸収速度を有する複数の第２粒子を含む。第２密度は第１密度の少なくとも１５０％である。第２吸収速度は第１吸収速度の約１〜約１０倍の範囲である。複数の第１および第２生体吸収性粒子は、哺乳動物患者の組織部位に移植されると、組織の再生および修復を促進する。

一実施形態では、複数の第１粒子は第１生体吸収性材料を含み、複数の第２粒子は第２生体吸収性材料を含む。その一方で、他の実施形態では、複数の第１粒子および複数の第２粒子は、同一の生体吸収性材料を含む。第１または第２生体吸収性材料は、例えば、細胞外マトリックス、コラーゲン、生体吸収性ポリマー、またはヒアルロン酸などから選択可能である。粒子は、粉末形状、液体もしくはゲルの媒体にて散布、またはシート形状に圧縮され得る。粒子サイズは１μｍ〜１０００μｍの範囲であり得る。さらなる実施形態では、粒子は、１以上の生理活性因子、薬剤、またはＤＮＡベクターを含んでいてもよい。複数の第１粒子および複数の第２粒子は、１：１の比率で存在し得る。第２密度は第１密度の１５０％〜５００％の範囲であり得る。

さらに他の実施形態では、組織グラフト組成物は、患者の組織部位への移植において、第１および第２密度よりも高密度の第３密度、および第１および第２吸収速度よりも遅い第３吸収速度を有する複数の第３粒子を含む。

他の態様によれば、本発明は異なる密度を有する生体吸収性粒子の混合物を調製する方法を包含する。例えば、一実施形態では、異なる密度を有する生体吸収性粒子状物質の混合物を調製する方法は、第１密度および第１吸収速度を有する生体吸収性材料の第１シートを提供し、かつ該シートを複数の第１粒子に製粉することを含む。第２密度および第２吸収速度を有する生体吸収性材料の第２シートは、複数の第２粒子に製粉される。複数の第１粒子の所定量を複数の第２粒子の所定量と混合し、このとき、複数の第２粒子の密度は複数の第１粒子の密度の少なくとも１５０％であり、第１吸収速度は第２吸収速度の少なくとも１．５倍である。複数の第１粒子および複数の第２粒子は、哺乳動物患者の組織部位に移植されると、組織の再生および修復を促進することが可能である。

本発明の他の実施形態によれば、第１シートを製粉前に圧縮または薄層化することで、第１シートと比べてその密度が増加し得る。別の実施形態では、第１シートを製粉前に凍結乾燥することで、第２シートと比べてその密度が減少し得る。

本発明の他の実施形態によれば、シートを粉砕、破砕、切断、調合、微粉砕、または剪断することによって粒子に製粉し得る。さらなる実施形態では、第１または第２シートを製粉前に、乾燥、水和、または凍結する。

本発明の他の実施形態によれば、生体吸収性材料は、細胞外マトリックス、ヒアルロン酸、または生体吸収性ポリマーを含む。ヒアルロン酸または生体吸収性ポリマーは、化学的に合成または沈殿させることによって、第１密度のシートおよび第２密度のシートを形成し、その後製粉される。

さらに他の実施形態によれば、第１シートおよび第２シートは同一の生体吸収性材料を含む。例えば、一実施形態では、第１および第２シートは細胞外マトリックスである。他の実施形態では、第１および第２シートは腱膜である。別の実施形態では、第１シートおよび第２シートは異なる生体吸収性材料を含む。例えば、一実施形態では、第１シートは細胞外マトリックスを含み、第２シートはヒアルロン酸を含む。他の実施形態では、第１または第２シートは、１以上の薬剤、ＤＭＡベクター、または成長因子などの生理活性因子をさらに含む。

さらに他の実施形態では、第２シートの第２密度は第１密度の１５０％〜５００％である。

さらに他の実施形態では、本方法によって調製される第１密度の粒子および第２密度の粒子をシート形状に圧縮する。

本発明の他の実施形態では、異なる密度を有する生体吸収性粒子状物質の混合物を調製する方法は、第１密度の生体吸収性材料のシートを提供し、かつ該シートの一部分を圧縮することで、一部分が第１密度の少なくとも１５０％または１５０％〜５００％と同等の第２密度を含むことを包含する。シートは複数の粒子に製粉される。さらなる実施形態では、生体吸収性材料はＥＣＭである。

他の態様では、本発明は患者の解剖学的部位における組織の修復および再生を促進する方法を提供する。例えば、一実施形態によれば、修復または再生を必要とする患者の解剖学的部位における組織修復の速度を調節する方法は、第１密度を有する複数の第１生体吸収性粒子および第１密度の少なくとも１５０％の第２密度を有する複数の第２生体吸収性粒子を含む混合物を、患者の部位に投与することを含む。複数の第２生体吸収性粒子は、複数の第１生体吸収性粒子の吸収よりも遅い速度で患者の組織に吸収されるため、複数の第２粒子の部位における治療効果を延長することが可能である。複数の第１および第２生体吸収性粒子は、哺乳動物患者の解剖学的部位に移植されると、組織の再生および修復を促進する。さらなる実施形態では、混合物は第３密度を有する複数の第３粒子を含む。

さらなる実施形態では、本方法はまた、生体吸収性粒子の混合物を調製する段階を含む。該段階は、（ａ）患者の部位における修復または再生のために吸収性組成物の最適吸収速度を決定し、（ｂ）患者の部位への移植において、第１密度および段階（ａ）に基づく第１吸収速度を有するように、複数の第１生体吸収性粒子を選択し、（ｃ）患者の部位への移植において、複数の第１粒子の密度よりも高密度である第２密度を有し、かつ段階（ａ）および（ｂ）に基づく複数の第１生体吸収性粒子の吸収速度よりも遅い第２吸収速度を有するように、複数の第２生体吸収性粒子を選択することを含む。

本方法の一実施形態によれば、生体吸収性粒子は、細胞外マトリックス、コラーゲン、生体吸収性ポリマー、またはヒアルロン酸である。生体吸収性粒子は、粉末形状または液体もしくはゲルの媒体にて患者の部位へ送達され得る。また、生体吸収性粒子は患者の部位へ注入されてもよい。生体吸収性粒子は、１以上の生理活性因子、ＤＮＡベクター、または薬剤を含み得る。

本方法の他の実施形態では、生体吸収性粒子の混合物は、患者の部位における医療機器の移植の前に、医療機器に混合物を被覆することで患者に投与される。一方で、別の実施形態では、混合物は部位に局所的に投与される。さらなる実施形態では、混合物は骨代替材料の成分として患者に投与される。

本方法のさらなる実施形態によれば、修復または再生を必要とする患者の部位は、腱、靭帯、骨、腎臓、肝臓、脾臓、リンパ節、膀胱、尿管、子宮、血管、皮膚、胸、心臓、または体腔である。一実施形態では、患者はヒトである。

他の態様によれば、本発明は、患者において第１密度および第１吸収速度を有する細胞外マトリックスの粒子、かつ患者において第２密度および第２吸収速度を有する細胞外マトリックスの粒子を含む、患者に移植するための移植片を含む。前記粒子は圧縮されて立体物体を形成する。第１密度の粒子および第２密度の粒子は、哺乳動物患者の組織部位に移植されると、組織の再生および修復を促進する。

一実施形態によれば、細胞外マトリックスは、ＵＢＳ、ＳＩＳ、またはＵＢＭである。他の実施形態では、第１密度の粒子はＵＢＳであり、第２密度の粒子はＵＢＭである。本移植片の他の実施形態では、第１密度の粒子は第２密度の粒子よりも高密度であり、第１密度の粒子は移植片の中心部を形成し、第２密度の粒子は移植片の外面を形成する。

他の態様では、本発明は組織修復を必要とする患者に移植片を移植することを含む。さらなる実施形態では、移植部位は、腱、靭帯、骨、腎臓、肝臓、脾臓、リンパ節、膀胱、尿管、子宮、血管、皮膚、胸、心臓、または体腔であり得る。

さらに他の態様では、本発明は細胞外マトリックス粒子の混合物を調製する方法を含み、それは同一密度を有する複数の細胞外マトリックス粒子を調製すること、複数の粒子の第１部分を患者において第１密度および第１吸収速度を有するコーティングで被覆すること、複数の粒子の一部分を患者において第２密度および第２吸収速度を有するコーティングで被覆すること、および複数の粒子の第１部分を複数の粒子の第２部分と混合することを含む。複数の粒子は、哺乳動物患者の組織部位に移植されると、組織の再生および修復を促進する。一実施形態では、細胞外マトリックス粒子は、膀胱基底膜（ＵＢＭ）を含み、第１密度を有する複数の粒子の第１部分におけるコーティングはＵＢＭであり、第２密度を有する複数の粒子の第２部分におけるコーティングは小腸粘膜下層（ＳＩＳ）である。

さらに他の態様では、本発明は細胞外マトリックスの組成物である。本組成物は細胞外マトリックスの第１シート、細胞外マトリックスの第２シート、第１密度を有する複数の第１細胞外マトリックス粒子、および第１密度の少なくとも１５０％の第２密度を有する複数の第２細胞外マトリックス粒子を含む。複数の第１粒子および複数の第２粒子は、細胞外マトリックスの第１シートおよび第２シートの間に含まれる。複数の第１および第２細胞外マトリックス粒子は、哺乳動物患者の組織部位に移植されると、組織の再生および修復を促進する。

さらなる実施形態では、本組成物は第１密度、第２密度、または第３密度のいずれかの密度を有する追加の複数の細胞外マトリックス粒子を含む。追加の複数の粒子は、細胞外マトリックスの第１シートまたは第２シートのいずれかの表面と細胞外マトリックスの第３シートの表面との間に位置される。

図１Ａ−Ｃは、哺乳動物患者の組織におけるＵＢＭ、ＵＢＳ、またはＳＩＳなどの従来技術のＥＣＭの生体吸収を示している。図１Ａは移植０日目におけるＥＣＭを示している。 図１Ａ−Ｃは、哺乳動物患者の組織におけるＵＢＭ、ＵＢＳ、またはＳＩＳなどの従来技術のＥＣＭの生体吸収を示している。図１Ｂは移植後Ｘ日目におけるＥＣＭを示しており、ＥＣＭは患者の組織に部分的に吸収されている。 図１Ａ−Ｃは、哺乳動物患者の組織におけるＵＢＭ、ＵＢＳ、またはＳＩＳなどの従来技術のＥＣＭの生体吸収を示している。図１Ｃは移植後Ｙ日目のＥＣＭを示しており、ＥＣＭは患者の組織に完全に吸収されている。 図２Ａ−Ｃは、本発明の一実施形態による異なる密度の２種類の粒子から構成される例示的な粒子状組織グラフトの生体吸収を示している。白丸（○）は低密度の粒子を表し、黒丸（●）は高密度の粒子を表している。図２Ａは移植０日目における粒子を示している。 図２Ａ−Ｃは、本発明の一実施形態による異なる密度の２種類の粒子から構成される例示的な粒子状組織グラフトの生体吸収を示している。白丸（○）は低密度の粒子を表し、黒丸（●）は高密度の粒子を表している。図２Ｂは移植後Ｘ日目における粒子を示しており、低密度の粒子は、それらのサイズの減少から明らかなように、患者の組織に部分的に吸収されている。 図２Ａ−Ｃは、本発明の一実施形態による異なる密度の２種類の粒子から構成される例示的な粒子状組織グラフトの生体吸収を示している。白丸（○）は低密度の粒子を表し、黒丸（●）は高密度の粒子を表している。図２Ｃは移植後Ｙ日目における粒子を示しており、低密度の粒子は患者の組織に完全に吸収されており、高密度の粒子は患者の組織にまだ完全には吸収されていない。 図３は、本発明の一実施形態による粒子が２つの異なる密度を有する例示的なＥＣＭ粒子組成物、および本発明の一実施形態による組成物の例示的な作成方法の段階を示している。ＥＣＭの２つのシートが示されており、一方は密度Ａを有し、もう一方は密度Ｂを有している。シートは粉砕され、Ａ粒子およびＢ粒子の一部は混合される。 図４は、本発明の一実施形態による粒子が２つの異なる密度を有する例示的なＥＣＭ粒子組成物、および本発明の一実施形態による組成物の例示的な作成方法の段階を示している。ＥＣＭシートは、シートの一部分が密度Ａを有し、かつシートの第２部分が密度Ｂを有するように処理される。その後、シートは粉砕されて２つの異なる密度の粒子組成物を作成する。 図５は、本発明の一実施形態による、粒子が密度Ａ、Ｂ、またはＣを有する例示的なＥＣＭ粒子組成物、および本発明の一実施形態による組成物の例示的な作成方法の段階を示している。密度Ａを有するＥＣＭの第１シートＡを、密度Ｂを有するＥＣＭの第２シートＢに接着させる。その後、シートを粉砕することで、密度Ａを有する粒子、密度Ｂを有する粒子、および密度Ｃの複合粒子の組成物を作成する。複合粒子はシートＡおよびＢの両方の成分を有する。 図６は、本発明の一実施形態による例示的なＥＣＭ粒子組成物を示している。粒子は同一密度の中心粒子を有するが、異なる密度Ａ、Ｂ、およびＣを有する異なる材料で被覆されている。従って、被覆粒子は異なる密度Ａ、Ｂ、およびＣを有する。 図７は、本発明の一実施形態による例示的なＥＣＭ組成物を示している。密度Ａ、Ｂ、およびＣを有するＥＣＭ粒子は、ＥＣＭシート２５の表面に接着される。 図８Ａは、本発明の一実施形態による例示的なＥＣＭ組成物を示している。高密度ＢのＥＣＭ粒子を共に圧縮することで密度Ｂの粒子の中心部を形成し、それを低密度Ａの粒子で被覆するか、または密度Ａの粒子層で層状にすることで、哺乳動物の身体部位形状の構成物を形成する。ここでは腎臓の例を示している。 図８Ｂは、本発明の一実施形態による例示的なＥＣＭ組成物を示している。高密度ＢのＥＣＭ粒子を共に圧縮することで密度Ｂの粒子の中心部を形成し、それを低密度Ａの粒子で被覆するか、または密度Ａの粒子層で層状にすることで、哺乳動物の身体部位形状の構成物を形成する。ここではヒトの鼻の例を示している。 図９は、本発明の一実施形態による例示的なＥＣＭ組成物を示している。高密度Ｂおよび低密度ＡのＥＣＭ粒子の混合物を共に圧縮して、哺乳動物の身体部位形状の立体構成物を形成する。ここではヒトの鼻の例を示している。 図１０は、本発明の一実施形態による例示的なＥＣＭ組成物を示している。高密度Ｂおよび低密度ＡのＥＣＭ粒子の混合物を共に圧縮して、シートを形成している。 図１１は、本発明の一実施形態による例示的な多重薄層ＥＣＭ組成物を示している。高密度Ｂおよび低密度ＡのＥＣＭ粒子の混合物は、ＥＣＭシートの間に挟まれている。

細胞外マトリックス材料（ＥＣＭｓ）は、ヒトなどの哺乳動物における、損傷、変形、傷害、さらには欠損した体組織の修復および再生を促進するために使用されてきた。例えば、ＳＩＳまたはＵＢＭなどのＥＣＭｓを治療部位に移植することで、上皮組織と関連する結合組織層を含めて、上皮組織および結合組織の修復および再生を促進することが可能である。修復または再生を必要とする組織部位としては、限定されるものではないが、腱、靭帯、胸、骨、腎臓、肝臓、脾臓、リンパ節、膀胱、尿管、子宮、血管、腸、胃、皮膚、心臓、または体腔が挙げられる。「再生（ｒｅｓｔｏｒｅ、ｒｅｓｔｏｒｅｄ、ｒｅｓｔｏｒｉｎｇまたはｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）」は、組織の機能および構造が、患者の内因性組織修復機構と組織グラフト組成物との併用によってそれの元の状態にほぼ回復することを意味する。

ＳＩＳ、ＵＢＳ、およびＵＢＭなどのＥＣＭｓは、ＥＣＭが移植される宿主組織に急速に吸収される。一旦材料が宿主に吸収されると、ＥＣＭは移植部位における組織の再生および修復にもはや影響を及ぼさない。ＥＣＭｓが吸収されるにつれて、それらは成長因子などの生理活性成分および天然のＥＭＣに通常存在するその他の生理活性成分を放出し、ＥＣＭの移植部位における組織の再生および修復に影響を及ぼす。一旦ＥＣＭが完全に吸収されると、これらの成長因子および生理活性成分は、組織の修復および再生に影響を及ぼすように移植部位においてＥＣＭからもはや放出されない。組織を修復する間のＥＣＭｓに起因するこれらの因子および成分の出現を適度にするために、周知の天然ＥＣＭｓの急速な吸収時間とは異なる吸収時間を有するＥＣＭ粒子組成物を本明細書に開示する。

一態様では、本発明は粒子が密度の点で異なるＥＣＭ粒子の組織グラフト組成物に関する。本明細書において使用される「密度」は、粒子の単位体積当たりの質量を指す。本発明の一実施形態によれば、ＥＣＭｓはそれらの密度を変更するよう操作され、その後、粒子化される。粒子は患者に移植されると、それらの密度に関連した速度で吸収され、低密度の粒子は高密度の粒子よりも速い速度で患者に吸収される。低密度の粒子は高密度の粒子よりも速く吸収されて、成長因子およびその他の生理活性成分を素早く放出するため、組織部位における初期修復反応を調節し得る。それとは対照的に、高密度の粒子はゆっくりと吸収され、成長因子およびその他の生理活性成分をよりゆっくりと放出する。従って、低密度の粒子から放出される成長因子および生理活性成分によって影響を受ける初期修復反応を過ぎてからも、移植部位において修復反応を維持することが可能である。

本発明によれば、単に高密度の粒子のみの場合とは対照的に、低密度および高密度の両方の粒子を有することで、低密度の粒子によってもたらされる成長因子およびその他の生理活性成分の放出を可能とするため、低密度粒子の急速な吸収による組織部位での急速な初期修復反応を調節することが可能である。観念的には、このような急速な修復反応は高密度の粒子のみによっては提供不可能である。なぜなら、それらの吸収はより遅いため、組織の修復および再生を促す物質からの生理活性成分の放出もより遅い。

従来のＥＣＭｓは、組織部位が完全に修復する前に、ＥＣＭｓが組織移植部位において完全に吸収され得る急速な吸収時間を有している。本発明によって調製される密度が増加したＥＣＭ粒子または様々な密度のＥＣＭ粒子凝集体は、長期の吸収時間を有するため、従来のＥＣＭｓを使用する場合と比較して、傷害部位における組織の修復および再生に与える影響を拡張することが可能である。つまり、本発明による組織グラフト組成物は、組織グラフト組成物が組織部位において生体吸収される前に、組織部位を完全またはほぼ完全に修復することを可能とする。本発明によれば、ＥＣＭ粒子組成物は、患者の特定の組織部位における再生の必要性に合わせて特定の生体吸収特性を提供する。

本明細書に開示される発明は、患者の移植部位においてＥＣＭ組織グラフト構成物を適応させるための必要な空き容量を減少させるという利点を有する。例えば、本発明による組織グラフト構成物の密度を増加させることで、より多くのＥＣＭ材料がより小さな容積内に入ることが可能となる。さらに、本発明によるＥＣＭ材料は、密度を増加させることで、より厚い低密度のＥＣＭ材料と比較して、患者の移植部位において吸収されるのにより長い時間を要する。そのため、患者の移植部位における組織の修復および再生に対して、影響を持続的に及ぼすことが可能である。

本発明によれば、組成物の吸収速度は、移植部位においてＥＣＭの所定体積が宿主組織に吸収されるのに要する日数に基づいて測定可能である。例えば、本発明の一実施形態による組成物は、吸収されるのに１５日を要する１００μＭ^２の体積で密度Ｘを有する低密度な粒子と、吸収されるのに４５日を要する１００μＭ^２の体積で密度２Ｘを有する高密度な粒子を含む。本発明によれば、密度と吸収時間との間の直接の直線関係は必ずしも必要ではない。本実施例によって示すように、第１低密度粒子の２倍の密度の粒子は、吸収されるのに第１低密度粒子の吸収時間よりも２倍を超える長い吸収時間を要し得る。

上述したように、当技術分野で周知のＥＣＭｓは、患者の組織部位に移植されるときに、急速な生体吸収速度を有する。周知のＥＣＭｓによって実証された急速な生体吸収特性とは対照的に、本発明による組成物は組織グラフト組成物における粒子密度に基づいて、多様な生体吸収時間を有する。例えば、図２Ａ−Ｃは、本発明による異なる密度の粒子の組織グラフト組成物における多様な生体吸収特性を示している。図２Ａは、組織部位において移植された日である０日目における、ＥＣＭ粒子１６（図１Ａ−Ｃに示すＥＣＭよりも高密度）、およびＥＣＭ粒子１４（図１Ａ−Ｃに示すＥＣＭと同程度の密度）を示している。図２Ｂにおいて示されるように、移植後Ｘ日目では、低密度粒子１４はそれらのサイズ減少によって示されるように部分的に吸収されている。また、高密度の粒子１６はまだ完全に吸収されていない。移植後Ｙ日目までには、図２Ｃにおいて示されるように、低密度の粒子１４は完全に吸収され、一方で、高密度の粒子１６はまだ完全に吸収されていない。それにより、高密度の粒子による組織部位１０における組織の修復および再生の促進を継続することを可能とする。

本発明における一実施形態では、粒子の組織グラフト組成物は、第１密度の粒子および第２の異なる密度の粒子を含む。さらなる実施形態では、組成物は、第３密度の粒子、第３および第４密度の粒子、第３、第４、および第５密度の粒子、または第３、第４、第５、および第６密度の粒子等を含む。例えば、一実施形態では、粒子組成物は２つの密度、他の実施形態では３つの密度、さらに他の実施形態では４つの密度、またさらに他の実施形態では５つの密度、さらに他の実施形態では６つの密度の粒子を有する。本発明の一実施形態によれば、組成物は６を越える異なる密度の粒子を有する。さらに他の実施形態では、粒子は２以上の材料の複合体であり、それは、例えば各ＥＣＭ種が異なる密度を有する種々のＥＣＭ種の組み合わせである。

本発明の一実施形態では、組成物は第１密度の粒子および第２の異なる密度の粒子を有し、第２密度の粒子は第１密度の粒子よりも高密度である。さらなる実施形態では、第２密度の粒子は、第１密度の粒子の少なくとも約１５０％の密度（すなわち１．５倍高密度）である。第１密度の粒子の生体吸収速度と第２密度の粒子の生体吸収速度との間の差異が、組成物が完全に吸収される前に組織の修復処理を可能とするのに十分大きくなるよう、密度におけるこの差異の大きさが必要となる。第１密度の約１５０％よりも低い密度を有する第２密度の粒子は、組成物が完全に吸収される前に組織部位の修復を可能とする、第１密度の粒子の生体吸収特性と顕著に異なる生体吸収特性を有していない。

さらなる実施形態では、組成物は第３密度の粒子をさらに有する。第３密度の粒子は第２密度の粒子よりも高密度であり、第２密度の粒子は第１密度の粒子よりも高密度である。特定の実施形態では、第３密度の粒子は第２密度の粒子の少なくとも約１５０％の密度であり、かつ第２密度の粒子は第１密度の粒子の少なくとも約１５０％の密度である（すなわち１．５倍高密度）。やはり、第１密度、第２密度、および第３密度の粒子間の生体吸収速度の間の差異が、組成物が完全に吸収される前に組織の修復処理を可能とするのに十分大きくなるよう、密度における差異のこの大きさが必要となる。

さらなる実施形態では、第１密度の粒子よりも高密度である第２密度の粒子は、例えば、第１低密度の粒子の吸収速度の約１倍、約２倍、約３倍、約４倍、約５倍、約６倍、約７倍、約８倍、約９倍、または約１０倍の吸収速度を有している。

さらなる実施形態では、第２密度の粒子は、第１密度の粒子の密度よりも、少なくとも約２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍、または５倍高密度である。他の実施形態では、第３密度の粒子は、第２密度の粒子よりも、少なくとも約２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍、または５倍高密度である。

好ましくは、第２密度の粒子は、低密度の第１粒子の少なくとも約１５０％〜５００％の密度であり、より好ましくは、低密度の第１粒子の約２００％〜４００％の密度であり、および最も好ましくは、低密度の第１粒子の約２００％〜３００％の密度である。

本発明の一実施形態による粒子は、細胞外マトリックス粒子（ＥＣＭ）である。本発明によれば、異なる密度の粒子から成るＥＣＭは、限定されるものではないが、粘膜下層、真皮、上皮基底膜、腱膜、腱、靱帯、平滑筋および骨格筋、ならびに治療部位特異的ＥＣＭを含む天然組織に由来する。天然組織源は、例えば、ブタ、ウシ、またはヒツジであり得る。天然組織源は、患者の、同種、自家、または異種であり得る。例えば、患者がヒトである場合、天然組織源は他のヒト（同種）、または患者（自家）である。あるいは、患者がヒトである場合、天然組織は非ヒト種（異種）である。

本発明によるＥＣＭ粒子は、約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約１８００ｍｇ／ｃｍ^３、より好ましくは約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約１２００ｍｇ／ｃｍ^３、および最も好ましくは約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約６００ｍｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する。

本発明の他の実施形態では、本発明の粒子は、例えば、コラーゲン、すなわちＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、および／またはＩＶ型コラーゲン、３０ポリ（Ｌ）乳酸、ポリ（Ｄ）乳酸、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、またはチロシンポリカーボネートなどの生体吸収性ポリマー、および／またはヒアルロン酸から構成されている。本発明によるコラーゲン粒子は、約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約１８００ｍｇ／ｃｍ^３、より好ましくは約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約１２００ｍｇ／ｃｍ^３、および最も好ましくは約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約６００ｍｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する。本発明による生体吸収性ポリマー粒子は、約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約１８００ｍｇ／ｃｍ^３、より好ましくは約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約１２００ｍｇ／ｃｍ^３、および最も好ましくは約１５０ｍｇ／ｃｍ^３〜約６００ｍｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する。

本発明の一実施形態によれば、成長因子、ＤＮＡ、またはその他のタンパク質などの生理活性物質は、ポリマーが患者に吸収されるときに放出されるよう生体吸収性ポリマー粒子に加えられる。他の実施形態では、成長因子、ＤＮＡ、またはその他のタンパク質などの生理活性物質は、ＥＣＭが患者に吸収されるときに放出されるよう本発明のＥＣＭ組成物に加えられる。

本発明による一実施形態では、第１密度の全粒子は第１出発物質から作成され、第２密度の全粒子は同じ第１出発物質から作成される。例えば、一実施形態では、第１密度の全粒子は第１密度を有するＥＣＭ材料から作成され、第２密度の全粒子は同じＥＣＭ材料の粒子であるが、異なる第２密度を有するように操作される。例えば、第１密度の粒子および第２密度の粒子は、それぞれＵＢＭ粒子である。他の実施形態では、第１密度の全粒子は生体吸収性ポリマーであり、第２密度の全粒子は同じ生体吸収性ポリマーである。例えば、第１密度の粒子および第２密度の粒子はポリ（Ｌ）乳酸である。

他の実施形態では、第１密度の全粒子は第１材料から作成され、第２密度の全粒子は第２材料から作成される。例えば、第１密度の全粒子は第１ＥＣＭ材料から作成され、第２密度の全粒子は第２ＥＣＭ材料から作成される。例えば、一実施形態では、第１密度の粒子はＵＢＭから作成され、その一方で、第２密度の粒子はＳＩＳから作成される。他の実施形態では、第１密度の全粒子はＥＣＭ材料から作成され、その一方で、第２密度の全粒子は生体吸収性ポリマーから作成される。他の実施形態では、第１材料はＵＢＭであり、その一方で、第２材料は腱膜である。他の実施形態では、第１材料はＵＢＭであり、その一方で第２材料は肝臓基底膜（ＬＢＭ）である。さらに他の実施形態では、第１材料はＵＢＭであり、その一方で、第２材料はヒアルロン酸である。またさらなる実施形態では、第１材料はＵＢＭであり、その一方で、第２材料は乳酸−グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）である。

本発明の一実施形態による粒子は、約０．１μＭ〜約２０００μＭの範囲である。より好ましくは、粒子のサイズ範囲は、約１μＭ〜約２０００μＭ、さらにより好ましくは約１μＭ〜約１０００μＭ、および最も好ましくは約５０μＭ〜約７５０μＭの幅、例えば直径である。

本発明の一実施形態によれば、患者の組織部位への注入について、異なる密度の粒子の混合物は粉末形状で維持され、一方で、他の実施形態では、粒子の混合物はゲルまたは液体の担体中で維持される。適した担体の例としては、限定されるものではないが、ヒアルロン酸、ゼラチン、レシチン、コラーゲンゲル、および生理食塩水が挙げられる。

さらなる実施形態では、本発明による粒子は、成長因子および／またはその他の生物活性分子を含む。例えば、ＥＣＭなどの粒子は、ＥＣＭが患者に生体吸収されるにつれて移植部位において放出される生物活性分子を本来含んでいる。あるいは、生物活性分子は粒子組成物に加えられて粒子と共に移植部位に送達され得る。さらに他の実施形態では、本発明による粒子は生物活性分子で被覆される。さらに他の実施形態では、生体吸収性ポリマー粒子を生物活性分子の存在下で合成して粒子を形成することで、生物活性分子が生体吸収性ポリマー粒子内に包含される。

生物活性分子の例としては、限定されるものではないが、例えば、上皮成長因子、トランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ）−α、トランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ）−β、線維芽細胞成長因子、血小板由来成長因子、血管内皮増殖因子、インスリン様増殖因子、ケラチノサイト成長因子、骨形態形成タンパク質、薬剤、およびＤＮＡ及びこれらの組み合わせから選ばれる少なくとも一種のベクターが挙げられる。

本発明によれば、粒子は時間依存的様式で生物活性分子を放出する。例えば、低密度の粒子が高密度の粒子よりも急速に患者の組織に生体吸収されることを考慮すると、成長因子などの生物活性分子は、それらの高密度の粒子からの放出と比較すると、移植後に低密度の粒子から比較的早く放出される。高密度の粒子はよりゆっくりと生体吸収されるため、低密度の粒子よりも長時間にわたって組織部位において生物活性分子を放出する。従って、低密度の粒子のみが存在する場合よりも、組織部位を特定の生物活性分子により長時間暴露させることが可能である。

他の態様によれば、本発明は、第１種の粒子が第１密度を有し、第２種の粒子が第２密度を有する、粒子混合物を作成する方法に関する。

本発明の粒子混合物の作成方法における実施形態によれば、ＥＣＭシートを粉砕して異なる密度の粒子混合物を作成する。例えば、図３に示すように、Ａ粒子１４がＢ粒子１６よりも低密度であるＡ粒子１４およびＢ粒子１６の混合物２４は、異なる密度の２つのＥＣＭシート２０、２２から作成されている。Ａシート２０は粉砕されてＡ粒子を形成し、それは、例えば、ブレンダー、ハンマーミル、ナイフミル、遠心ミル、ダイスおよび押圧システム、またはローラークラッシャーなどの粒子を形成する、適した装置を用いて、Ａシート２０を切断、分断、微粉砕、摩砕、または破砕することで行われる。Ｂシート２２は粉砕されてＢ粒子１６を形成し、それは、例えば、粒子１６を形成する、適した装置を用いてＢシート２２を、切断、分断、圧砕、微粉砕、摩砕、または破砕することで行われる。Ａ粒子１４およびＢ粒子１６は上述したように、サイズ範囲および密度範囲を有する。

その後、混合物を形成するためにＡ粒子１４の所定数を測定し、１５を所定数のＢ粒子１６と混合することで、Ａ粒子１４およびＢ粒子１６の複合混合物２４を形成する。Ａ粒子１４のＢ粒子１６に対する濃度は、患者の組織部位における混合物の特定の所望吸収特性に基づいて予め定められる。例えば、関節などの修復に長時間を要する組織部位に関しては、高密度のＢ粒子１６の数と比較してより少ない低密度のＡ粒子１４が選択されるため、組織部位におけるＥＣＭの持続性吸収をもたらすことが可能である。Ａ粒子１４とＢ粒子１６との比率（Ａ：Ｂ）は、例えば、１：１、１：２、１：３、１：４、２：３、３：４、２：１、３：１、３：２、４：３、または４：１から選択可能であり、これは治療される特定組織部位、および組織部位を治療するための粒子の所望の吸収特性に依存する。

本発明のさらなる実施形態によれば、粒子混合物は３種類の粒子を含み、各種の密度は異なる。例えば、混合物は、低密度粒子、中間密度粒子、およびより高密度粒子を含む。例えば、本発明によれば、第３密度（Ｃ）のシートを粉砕することで第３密度Ｃの粒子を形成し、それはＡシート２０およびＢシート２２から形成される粒子の密度よりも高い。第３密度の粒子の所定数を測定し、Ａ粒子１４およびＢ粒子１６の混合物に加える。第３密度の粒子は、例えば、１：１：１、１：１：２、１：１：３、１：１：４、１：２：１、１：２：２、１：２：３、１：２：４、１：３：１、１：３：２、１：３：３、１：３：４、１：４：１、１：４：２、１：４：３、１：４：４、２：１：１、２：１：２、２：１：３、２：１：４、２：２：１、２：２：３、２：３：１、２：３：２、２：３：３、２：３：４、２：４：１、２：４：３、３：１：１、３：１：２、３：１：３、３：１：４、３：２：１、３：２：２、３：２：３、３：２：４、３：３：１、３：３：２、３：３：４、３：４：１、３：４：２、３：４：３、または３：４：４の（Ａ：Ｂ：Ｃ）の比率から選択可能であり、これは治療する特定組織部位、および組織部位を治療するための粒子の所定の吸収特性に依存する。

例えば、一実施形態では、本発明の組成物は２部の低密度粒子と１部の高密度粒子（２：１）を有し、創傷治療、すなわち皮膚および皮膚付属器の治療のために使用される。創傷に投与するとき、低密度粒子のより高い濃度は生理活性成分の急速な流入をもたらすため、低密度の粒子が生体吸収されるにつれて再生および修復の過程を活性化可能である。続いて高密度の粒子が徐々に吸収されるにつれて、移植部位において徐々に生理活性成分がより長期にわたって放出される。さらに、特定の生理活性成分は、組織部位の再生および修復の段階に向けて生理活性成分の放出を調整するように、低密度または高密度の粒子に加えることが可能である。

他の実施形態では、本発明の組成物は、１部の低密度な粒子と４部の高密度な粒子（１：４）、または１部の最も低密度な粒子、２部のより低密度な粒子、および２部の最も高密度な粒子（１：２：２）を有し、腱または靭帯の修復のために使用される。腱または靭帯の再生および修復には、通常、より血管性およびより細胞性の身体部位よりも長時間を要する。従って、１：４または１：２：２の密度特性組成物は、従来のＥＣＭｓと比較して、腱および靭帯の再生または修復のための組成物の長期の吸収特性をもたらす。

さらに他の実施形態では、本発明の組成物は２部の低密度な粒子と３部の高密度な粒子（２：３）を有しており、急速な早期組織再生反応を促進するために瘢痕形成術または形成外科の応用に使用される一方で、長期にわたる肥厚性瘢痕形成の防止に役立つよう部位における持続的な生理活性成分の放出も有し得る。

さらに他の実施形態では、本発明の組成物は１部の低密度な粒子と２部の高密度な粒子（１：２）を有し、軟組織増大に関与した応用に使用される。さらなる実施形態では、本発明の組成物は、１部の低密度な粒子と３部の高密度な粒子（１：３）を有し、眼科的な応用に使用される。

本発明によれば、ＥＣＭシート２０、２２は粉砕前にそれらの密度を変更するよう処理可能である。ＥＣＭシートの密度は、例えば、機械的に材料を圧縮、材料を脱水、材料を真空化、材料を架橋結合、または材料を凍結乾燥させることによって増加可能である。ＥＣＭシートの密度は、例えば、水和、真空化での細孔構造の拡大、機械的に材料を拡大、または水中で材料を凍結させることによって減少可能である。

第１密度Ａを有する粒子および第２密度Ｂを有する粒子の混合物の作成方法における他の実施形態では、密度Ａおよび密度Ｂの領域を有するＥＣＭシートからの粒子状物質を、ＥＣＭシートから取り出して混合する。例えば、図４に示すように、シート３０を部分的に圧縮することで、第１低密度の領域Ａ３１および第２高密度の領域Ｂ３２を有するシート３０を形成可能である。その後、シート３０を製粉して、低密度Ａを有する領域Ａ３１からの粒子３３および高密度Ｂを有する領域Ｂ３２からの粒子３４を生成する。

本発明の一実施形態によれば、圧縮されていないかまたは弱く圧縮されている部分と比べて圧縮されているシート３０の一部分は、患者の任意の組織部位における粒子の所定の生体吸収特性に基づいて決定する。従って、例えば、Ａ：Ｂ（低密度：高密度）が１：１の比率である粒子によって所望の生体吸収特性を達成しようとする場合、シートの半分を所望の密度に圧縮した後に、シートはＡおよびＢの密度の粒子混合物に粉砕される。一実施形態では、シート３０の大きさをシート３０の一部分を圧縮する前に選択し、そして全シート３０を圧縮後に粉砕する。あるいは、他の実施形態では、全シート３０からシート３０の一部を切り取った後にシート３０の一部分を圧縮し、切り取った部分を粉砕する。

さらなる実施形態では、シート３０の一部分を粉砕することで第３密度Ｃを得る。その後、シート３０を製粉して、密度Ａ、密度Ｂ、および第３密度Ｃを有する粒子混合物を生成する。第３密度はＡよりも高密度またはＡおよびＢよりも高密度であり得る。

異なる密度を有する粒子混合物の調製方法における他の実施形態を図５に示す。一実施形態によれば、第１密度ＡのＥＣＭシート４０を第２密度ＢのＥＣＭシート４１と結合させることで複合シート４５を形成する。その後、複合シート４５を粉砕して異なる密度を有する粒子混合物４６を作成する。例えば、複合シート４５を粉砕すると、混合物はシートＡから生じる低密度のＡ粒子４２、シートＢから生じる高密度のＢ粒子４３、およびＡシート４０およびＢシート４１の接合領域４７から形成される中間密度のＣ粒子４４を含む。

異なる密度を有する粒子混合物の調製方法におけるさらなる実施形態を図６に示す。本実施形態によれば、粒子６５は中心部６１およびコーティング６２を有する。中心部６１は密度Ｘを有し、様々な密度を有するあらゆる種々のコーティング６３、６４、６６で被覆され得る。例えば、いくつかの粒子６５は、第１密度を有する第１材料６６で被覆された中心部６１を有しており、密度Ａを有する粒子を生成する。その一方で、その他の粒子６５は第２密度６３を有する第２材料で被覆された中心部６１を有しており、密度Ｂを有する粒子を生成する。また一方で、さらにその他の粒子６５は第３密度６４を有する第３材料で被覆された中心部６１を有しており、第３密度Ｃを有する粒子を生成する。中心部６１の被覆は、例えば、溶液からコーティングを粒子に沈着させることによって、ロールコータによって、または造粒機によって実施可能である。被覆のための材料は、例えば、ＥＣＭ、ＵＢＭゲル、もしくはＳＩＳゲルなどのＥＣＭから作成されるゲル、ＰＬＧＡ、ヒアルロン酸、またはコラーゲンなどを含み得る。粒子６５の中心部６１は、本明細書に記載されるように、例えばＥＣＭｓである。

本発明の他の態様では、異なる密度の粉砕粒子混合物は、患者に移植するための合成または天然の創傷修復マトリックスなどのデバイスに被覆される。例えば、図７に示されるように、Ａ低密度粒子５２およびＢ高密度粒子５３の混合物をＥＣＭシート５０塗布する。粒子５２、５３は、例えば、圧縮または接着剤の使用によりシートに接着する。従って、シート５０を患者の組織部位に移植すると、粒子５２、５３は患者の組織部位に接触するためのより多くの表面を提供する。一実施形態では、Ａ粒子５２およびＢ粒子５３はＥＣＭシート５０よりも高密度であるため、シート５０が完全に吸収された後、組織は粒子５２および５３の存在下で修復し続ける。残存した粒子５２、５３によって、組成物の粒子５２、５３が完全に吸収される前の組織の修復を可能とする。

さらなる実施形態では、合成または天然の創傷修復マトリックスなどのデバイスに被覆される異なる密度の粉砕粒子混合物は、癒着防止材用として患者に移植される。例えば、図７に示されるように、シート形状５０のマトリックスは、例えば、片面が本発明による異なる密度の粒子５２、５３で被覆されて患者に移植される。移植部位において形成されるあらゆる癒着はマトリックスの粒子面に付着し、粒子５２、５３が吸収されるにつれて、癒着はもはやマトリックスに付着したままにはならないが、粒子には付着し、その後癒着は吸収される。別の実施形態では、本発明による異なる密度の粒子は、第１高密度の第１マトリックスシートと低密度の第２マトリックスシートとの間に挟まれて、移植片を形成する。移植片は、高密度のマトリックスシートが修復を必要とする組織に面して移植され、低密度のシートが患者の体内で外側を向くように、患者の部位に移植される。癒着が低密度のシートに面して外側に形成されると、低密度のシートは吸収され、移植片の高密度部分からのあらゆる癒着を非付着性にし、その後、続いて癒着はマトリックスの低密度シートと共に患者に吸収される。

一実施形態では、粒子５２、５３の混合物をシート５０の片面に接着させる。一方で、他の実施形態では、粒子５２、５３の混合物をシート５０の全面に接着させる。例えば、シート５０は患者に６０日以内に生体吸収され、低密度Ａ粒子は７日で生体吸収され、高密度Ｂ粒子は３０日以内に患者に生体吸収される。

さらなる実施形態では、本発明による粉砕粒子混合物を、患者の組織部位における機器の移植の前に外科用医療機器に被覆する。例えば、低密度のＡ粒子および高密度のＢ粒子の混合物を、限定されるものではないが、ステント、心臓用オクルーダ（ｃａｒｄｉａｃ ｏｃｃｌｕｄｅｒ）、縫合材料、またはメッシュなどの医療移植片に被覆する。粒子は、例えば、化学結合、ペプチドリンカー、シアノアクリレートもしくはフィブリン接着剤などの生体吸収性接着剤によって、または粒子の機器上における凍結乾燥、もしくは粒子の機器への圧着など、力学的手段によって機器に接着される。一旦機器が患者の組織部位に移植されると、低密度のＡ粒子はすばやく吸収され、患者の組織部位において初期再生反応をもたらす。その一方で、高密度のＢ粒子は、組織部位が完全に修復されるまで完全に生体吸収されない。例えば、低密度のＡ粒子は、例えば７日以内に患者に生体吸収され、一方で、高密度のＢ粒子は、例えば３０日以内に患者に生体吸収される。

他の態様では、本発明は、患者の組織部位における移植のために異なる密度部分を有する移植片を形成する、異なる密度の粒子凝集体を含む。本発明によれば、図８Ａおよび８Ｂに示すように、高密度粒子Ｂを圧縮することで、例えばヒトなどの哺乳動物の身体部位または身体部位の一部分を複製する形状を形成し、移植片７０、７２の中心部７１ａ、ｂを形成する。その後、低密度の粒子Ａを、Ｂ粒子の中心部７１ａ、ｂ周りで圧縮するか、または被覆することで、移植片７１、７２の周辺層を形成する。図８Ａに示すように、ＡおよびＢ粒子は卵形移植片７０を形成することで、例えば腎臓または肝臓における交換または修復に使用される。図８Ｂに示すように、周辺Ａおよび中心部Ｂ粒子はほぼ三角形状の移植片７２を形成することで、例えば鼻における交換または修復に使用される。

移植片７０、７２は、例えば、再生または修復を必要とする患者の部位に移植される。移植時に、低密度を有する周辺Ａ粒子は、患者の組織部位において即時の修復および再生の反応をもたらす。周辺Ａ粒子が急速に生体吸収された後、高密度の中心部７１ａ、ｂのＢ粒子は、周辺Ａ粒子のみの場合よりも、長期にわたって患者の組織部位において修復および再生の反応をもたらし続ける。中心部７１ａ、ｂのＢ粒子は、組織部位が修復されるまで、通常患者に完全に吸収されない。例えば、低密度の周辺Ａの粒子は、例えば１４日以内患者に生体吸収され、一方で高密度の中心部Ｂの粒子は、例えば６０日以内に患者に生体吸収される。

さらなる実施形態では、図９に示すように、移植片７４は低密度Ａの粒子７６と高密度Ｂの粒子７８との混合物を圧縮することで形成可能である。低密度粒子７６は速い速度で吸収され、それにより移植片中でチャネルを形成して体組織に空間をもたらすことで、移植片中で成長可能である。一方で、高密度粒子はよりゆっくりと吸収され、組織の再生および修復が起こるにつれて構成物の構造的支持をもたらし、かつ、高密度粒子が吸収されるにつれて徐々に生理活性成分を放出する。移植片７４は、腎臓、脾臓、鼻、耳、肝臓、骨、またはその他の体器官などの任意の数の立体形状に圧縮可能である。

本発明の他の実施形態では、様々な密度の圧縮粒子の立体形状を、天然の生物組織の密度を模倣して作成する。例えば、一実施形態では、構成物は、例えばシートの片面を高密度の粒子状物質で作成し、より高密度の粒子状物質をもう片面に配置する。このような構成物は骨と軟骨との接合面において使用可能であり、高密度部分を骨の欠損部に挿入し、一方で低密度部分を軟骨の欠損部に配置する。よりゆっくりと吸収されればされるほど、よりゆっくりと高密度の粒子が骨の生成速度に従って再構築し、その結果、骨と一致する高密度の組織を再生する。その一方で、低密度部分はより早く再構築し、軟骨と一致する低密度の組織を作成する。また、本発明は、例えば、脊椎円板または筋腱接合部の天然密度変化を模倣するよう設計された、異なる密度領域を有する圧縮粒子の立体構成物も検討する。

さらなる実施形態では、図１０に示すように、シート８０は、低密度Ａの粒子８１と高密度Ｂの粒子８２との混合物を圧縮することで形成される。シート８０は、例えば、粒子を水和させ、機械力または減圧を適用して粒子を共に圧縮することで形成し、ケーキまたはウエハース状の構成物を形成することが可能である。シートをサイズ調整するために切断し、および／または移植部位に適合するように曲げるかまたは包むことで、シート８０は、例えば皮膚などの局所的な創傷を治療するためだけでなく、ヘルニア、腸、腸管、血管、心臓、またはその他のあらゆる臓器など、その他の身体部分を治療するためにも使用可能である。その異なる密度粒子を有するシート８０は、低密度の粒子が生体吸収された結果、移植時に分解し得、移植部位における組織の再生および修復のためのより大きな表面積をもたらす。シート形状８２は移植部位への塗布が容易であるという利点を有するだけでなく、１つの密度の材料のみで作成されたシートとは対照的に、粒子８１、８２が異なる速度で吸収されるにつれて移植部位における持続的な再生反応をもたらす能力も有する。

さらなる実施形態では、図１１に示すように、異なる密度の粒子混合物９１、すなわち第１密度のＡ粒子９２および第２密度のＢ粒子９３を、ＥＣＭシート９４の間に挟む。例えば、第１密度Ａの粒子９２および第２密度Ｂの粒子９３の粉末形状混合物をＵＢＭまたはＳＩＳのシート９４の間に挟むことで、疎性の粒子９１およびシート９４の多重薄層構成物９５を形成可能である。シート９４および粒子９２、９３の混合物９１における任意の数の交互層が、本発明によって構成可能である。例えば、一実施形態では、第１シート９４Ａを粒子混合物９１で覆い、粒子混合物９１を第２シート９４Ｂで覆い、第２シート９４Ｂを粒子混合物９１で覆い、かつ第３シート９４Ｃを付加することで、シート−粒子−シート−粒子−シートの多重薄層構成物９５を形成することが可能である。多重薄層構成物シート９５は、患者の部位に移植されると、部位における組織再生のための微細構造をもたらす。一方で、様々な速度に分かれる粒子９２、９３は、移植部位において再生を補助するために生理活性因子を継続して供給する。

さらなる実施形態では、低密度Ａの粒子および高密度Ｂの粒子は、例えば、β型リン酸三カルシウム（βＴＣＰ）、ヒドロキシアパタイト、牛焼成骨（ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｂｏｖｉｎｅ ｂｏｎｅ）、豚焼成骨（ｓｉｎｔｅｒｅｄ
ｐｏｒｃｉｎｅ ｂｏｎｅ）、脱塩同種移植骨、または石灰化した同種移植骨などの、骨代替材料と組み合わせ可能である。別の実施形態では、骨粒子および本発明の異なる密度のＥＣＭ粒子は、接着剤、結合剤、またはあらゆるその他の添加剤を用いずに混合可能である。粒子は骨代替材料に被覆および／または注入される。骨代替材料が患者の組織部位に移植されると、骨代替材料は欠損を安定化するために強固な構造をもたらし、一方で、低密度な粒子は部位における急速な組織修復を促進する。高密度な粒子が低密度な粒子よりも低速で生体吸収されるため、長期間の間、高密度な粒子は移植部位における組織修復を維持する。高密度粒子は組織部位が修復するまで、通常は完全に生体吸収されない。

本発明の他の実施形態によれば、低密度Ａの粒子および高密度Ｂの粒子を有する粒子混合物は、粉末形状で提供される。粉末は１〜１０００μｍの粒子を有する。粉末は、例えば、皮膚の傷口、擦傷、切開、または刺傷などの患者の組織部位に局所的に散布可能であり、または組織部位が手術の間に露出しているときに、粉末形状を組織部位に散布することが可能である。他の実施形態では、異なる密度の粒子は、例えば、喘息治療において投与するために使用されるような吸入器を使用して、吸入により投与される。

別の実施形態では、低密度Ａの粒子および高密度Ｂの粒子の混合物は、液体、ゲル、またはペーストの媒体中で維持される。液体またはゲルは患者の組織部位に注射器を用いて注入される。あるいは、液体またはゲルはチューブ内で保持され、チューブを圧搾して組織部位に塗布する。さらなる実施形態では、粉末、液体、ゲルまたはペーストの組成物は、第３密度の粒子を含む。

他の態様では、本発明は、修復または再生を必要とする、患者の組織部位において組織再生速度を調節する方法を包含する。本方法は患者の部位へ少なくとも２種の粒子を含む混合物を投与することを必要とし、それぞれの種類は異なる密度を有しており、１種の粒子は他の種の粒子よりも高密度である。異なる密度の粒子は、それらの個々の生体吸収特性に基づいて混合物を形成するよう選択される。すなわち、高密度の粒子は、それらが低密度の粒子よりも組織部位において吸収されるのに時間をより要するために選択され、低密度の粒子は、それらが組織部位において速く吸収され得るために選択される。本発明によれば、特に医師は、修復または再生される特定の組織部位に応じた特定の生体吸収速度を有する粒子を得るように混合物を選択する。混合物は、例えば、組織部位への注入によって局所的に患者に投与されるか、または組織部位へ外科的に送達され得る。

本発明による組成物を用いて治療可能な組織部位としては、限定されるものではないが、頭頸部の構造、滑膜を含む関節、関節包、唇、関節内の靱帯および軟骨、椎間板、骨盤底、腱、骨、靭帯、腎臓、脾臓、肝臓、筋組織、膀胱、尿管、子宮、腸、膵臓、血管、皮膚および皮膚付属器、心臓内構造を含む心臓、鼻、耳、胸、または体腔が挙げられる。

１．慢性皮膚潰瘍の組織再生
ＥＣＭ粒子の混合物を、５０〜１０００μｍの大きさで約０．０５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する６０ｍｇのＵＢＭ粒子、および５０〜５００μｍの大きさで約０．２５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する２０ｍｇのＵＢＭ粒子を、重量に基づき３：１の粒子割合で用いて作成する。混合物を慢性皮膚潰瘍に局所的に投与する。１０日以内に、０．０５ｇ／ｃｍ^３の粒子が吸収され、組織再生が創傷部位において観察される。３０日以内に、０．２５ｇ／ｃｍ^３の粒子が吸収され、創傷部位の組織が完全に再生する。

２．腎臓の組織再生
ＥＣＭ粒子の混合物を、腫瘍が切除された腎臓部位へ移植するために調製する。ＥＣＭ粒子の混合物を、５００〜１０００μｍの大きさで約０．１０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する２００ｍｇのＵＢＭ粒子、および５０〜５００μｍの大きさで約０．３５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する１０００ｍｇのＵＢＭ粒子を、重量に基づき１：５の粒子割合で用いて作成する。混合物を患者に注射器を用いて外科的に移植する。２０日以内に、０．１０ｇ／ｃｍ^３の粒子が吸収され、磁気共鳴画像法によって組織再生が創傷部位において観察される。６０日以内に、０．３５ｇ／ｃｍ^３の粒子が吸収され、磁気共鳴画像法で観察されるよう
に、創傷部位の組織は完全に再生する。

Claims (20)

1. 哺乳動物患者の解剖学的組織部位に移植する移植片であって、
   複数の生体吸収性複合粒子を含み、
   各複合粒子が、異なる二つの細胞外マトリックスの各々に由来する部位を含み、
   前記二つの細胞外マトリックスの一方が、前記二つの細胞外マトリックスの他方の密度の少なくとも１５０％の密度を有する、
   移植片。
2. 前記二つの細胞外マトリックスの一方が、上皮基底膜を含む請求項１に記載の移植片。
3. 前記二つの細胞外マトリックスの一方が、水和された細胞外マトリックスを含む請求項１に記載の移植片。
4. さらに、非複合粒子を含む請求項１に記載の移植片。
5. 前記二つの細胞外マトリックスの一方の密度が、前記二つの細胞外マトリックスの他方の密度の１５０〜５００％である請求項１に記載の移植片。
6. 前記二つの細胞外マトリックスの一方が、圧縮された細胞外マトリックスを含む請求項１に記載の移植片。
7. 前記二つの細胞外マトリックスの一方が、凍結乾燥された細胞外マトリックスを含む請求項１に記載の移植片。
8. さらに、細胞外マトリックスの第１シートと細胞外マトリックスの第２シートとを含む薄層を含み、前記複合粒子が第１シートと第２シートとの間に含まれる請求項１に記載の移植片。
9. 身体部位形状に形成された請求項１に記載の移植片。
10. 前記身体部位が、腎臓、鼻、脾臓、耳、肝臓、骨、椎間板、心臓及び心臓内構造からなる群から選ばれる請求項９に記載の移植片。
11. さらに、外科用医療機器を含む請求項１に記載の移植片。
12. 前記外科用医療機器が、ステント、心臓用オクルーダ、縫合材料及びメッシュからなる群から選ばれる請求項１１に記載の移植片。
13. さらに、化学結合、ペプチドリンカー及び化学的接着から選ばれ、前記複合粒子と前記外科用医療機器とを結合させる、化学材料を含む、請求項１２に記載の移植片。
14. 前記複数の生体吸収性複合粒子が、さらに、１以上の生理活性因子、薬剤、またはＤＮＡベクターを含む請求項１に記載の移植片。
15. 前記身体部位形状が、前記複数の生体吸収性複合粒子を含んで形成される請求項９に記載の移植片。
16. 前記身体部位形状が、中心部と周辺層とを含み、前記中心部が前記複数の生体吸収性複合粒子を含み、前記周辺層が前記中心部の密度よりも小さい密度を有する粒子を含む請求項１５に記載の移植片。
17. 前記複数の生体吸収性複合粒子のシートを含む請求項１に記載の移植片。
18. 前記シートが、患者の解剖学的部位に適合するように切断された請求項１７に記載の移植片。
19. 前記解剖学的部位が、前記患者の皮膚、腸、血管、心臓及びヘルニアからなる群から選ばれる請求項１８に記載の移植片。
20. 前記複数の生体吸収性複合粒子が、液体、ゲル及びペーストからなる群から選ばれる形態で維持される請求項１に記載の移植片。