Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7514830B2 - In vivo indwelling - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7514830B2 - In vivo indwelling - Google Patents

In vivo indwelling Download PDF

Info

Publication number
JP7514830B2
JP7514830B2 JP2021527489A JP2021527489A JP7514830B2 JP 7514830 B2 JP7514830 B2 JP 7514830B2 JP 2021527489 A JP2021527489 A JP 2021527489A JP 2021527489 A JP2021527489 A JP 2021527489A JP 7514830 B2 JP7514830 B2 JP 7514830B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
indwelling device
vivo indwelling
vivo
cell fiber
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021527489A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2020261828A1 (en
Inventor
秀和 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Publication of JPWO2020261828A1 publication Critical patent/JPWO2020261828A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7514830B2 publication Critical patent/JP7514830B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/1459Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/1468Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1473Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

本発明は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーを含む生体内留置物に関する。 The present invention relates to an in vivo implant containing a cell fiber formed by structuring a plurality of cells into a fiber-like shape.

従来、脳卒中等の治療では、コンピュータ断層撮影(CT)検査、磁気共鳴血管撮影法(MRA)検査、核磁気共鳴画像法(MRI)検査、または血管造影等によって治療の標的部位の画像を撮影した後に薬剤を投与することや、注射によって細胞組織を移植すること等が行われてきた。また、治療における標的部位の情報を得るためにセンシングを行う場合には、ガイドワイヤを使用して血管狭窄部の血圧を測定する冠血流予備量比(FFR)の測定や、血管内超音波を使用して血管内腔を画像化する血管内超音波検査(IVUS)を行うこともある。脳卒中等の病変部位の治療における細胞組織の移植に関して、例えば、特許文献1~3にその方法が開示されている。Conventionally, in the treatment of stroke, etc., a drug has been administered after taking an image of the target site of treatment by computed tomography (CT), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), angiography, etc., or cell tissue has been transplanted by injection. In addition, when performing sensing to obtain information on the target site in treatment, a guide wire may be used to measure fractional flow reserve (FFR) to measure the blood pressure at the stenotic part of the blood vessel, or intravascular ultrasound (IVUS) may be performed to image the vascular lumen using intravascular ultrasound. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose methods for transplanting cell tissue in the treatment of lesions such as stroke.

特表2009-514950号公報JP 2009-514950 A 特表2004-533277号公報JP 2004-533277 A 国際公開第2011/046105号International Publication No. 2011/046105

脳卒中等の病変部位の治療において、細胞組織を標的部位へ留置する前や留置した後の細胞の状態や、細胞組織の留置後における標的部位の環境を把握することが求められている。特許文献1~3に開示されている方法では、標的部位へ細胞組織を留置する前後での細胞の状態や、細胞組織の留置後の標的部位の環境を十分に把握することができず、改善の余地があった。In the treatment of lesions such as stroke, it is necessary to understand the state of cells before and after placement of cellular tissue at the target site, and the environment of the target site after placement of the cellular tissue. The methods disclosed in Patent Documents 1 to 3 were unable to fully understand the state of cells before and after placement of cellular tissue at the target site, or the environment of the target site after placement of the cellular tissue, leaving room for improvement.

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、治療の標的部位へ細胞組織を留置する前や留置した後における細胞の状態や、細胞組織を留置した後における治療の標的部位の環境を把握することができる生体内留置物を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide an in-vivo device that can grasp the state of cells before and after placement of cell tissue in a target site for treatment, and the environment of the target site for treatment after placement of the cell tissue.

前記課題を解決することができた生体内留置物は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、機能性材料と、を有していることを特徴とするものである。The in-vivo implant that can solve the above problem is characterized by having a cell fiber composed of multiple cells arranged in a fibrous form, and a functional material.

本発明の生体内留置物において、細胞ファイバーは、外層と内層を含む層構造を備え、機能性材料は、内層の内側に配置されていることが好ましい。In the in vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that the cell fiber has a layered structure including an outer layer and an inner layer, and the functional material is arranged inside the inner layer.

本発明の生体内留置物において、機能性材料は、光の照射によって発光する発光物質であることが好ましい。つまり、生体内留置物は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、光の照射によって発光する発光物質と、を有していることが好ましい。In the in-vivo indwelling device of the present invention, the functional material is preferably a luminescent substance that emits light when irradiated with light. In other words, the in-vivo indwelling device preferably has a cell fiber in which a plurality of cells are arranged in a fibrous form, and a luminescent substance that emits light when irradiated with light.

本発明の生体内留置物において、発光物質は、細胞ファイバーの表面に存在していることが好ましい。 In the in vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that the luminescent substance is present on the surface of the cell fiber.

本発明の生体内留置物において、発光物質は、酸素の存在下において励起光を照射すると蛍光を発する物質であることが好ましい。In the in vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that the luminescent substance is a substance that emits fluorescence when irradiated with excitation light in the presence of oxygen.

本発明の生体内留置物において、発光物質は、酸素分子を結合および解離する性質を有する酸素センサータンパク質と、励起光の照射によって蛍光を発する蛍光タンパク質と、を含んでおり、酸素センサータンパク質と蛍光タンパク質は、ポリペプチドリンカーによって結合されていることが好ましい。In the in vivo indwelling device of the present invention, the luminescent substance contains an oxygen sensor protein having the property of binding and dissociating oxygen molecules, and a fluorescent protein that emits fluorescence when irradiated with excitation light, and it is preferable that the oxygen sensor protein and the fluorescent protein are linked by a polypeptide linker.

本発明の生体内留置物において、機能性材料は、酸素の濃度を測定する酸素センサーであることも好ましい。つまり、生体内留置物は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、酸素の濃度を測定する酸素センサーと、を有していることも好ましい。In the in-vivo indwelling device of the present invention, it is also preferable that the functional material is an oxygen sensor that measures the concentration of oxygen. In other words, it is also preferable that the in-vivo indwelling device has a cell fiber in which a plurality of cells are configured in a fibrous form, and an oxygen sensor that measures the concentration of oxygen.

本発明の生体内留置物において、酸素センサーは、細胞ファイバーに固定されていることが好ましい。In the in vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that the oxygen sensor is fixed to the cell fiber.

本発明の生体内留置物において、酸素センサーは、細胞ファイバーの遠位端部に配置されていることが好ましい。In the in vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that the oxygen sensor is positioned at the distal end of the cell fiber.

本発明の生体内留置物において、酸素センサーは、光を発する発光部と、発光部から発せられた光を受ける受光部と、を有していることが好ましい。In the in-vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that the oxygen sensor has a light-emitting portion that emits light and a light-receiving portion that receives the light emitted from the light-emitting portion.

本発明の生体内留置物において、酸素センサーが感知した情報を発信する発信機を有していることが好ましい。It is preferable that the in-vivo indwelling device of the present invention has a transmitter that transmits information detected by the oxygen sensor.

本発明の生体内留置物において、機能性材料は、イオンチャネルタンパク質であるTRPA1であることも好ましい。つまり、生体内留置物は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、イオンチャネルタンパク質であるTRPA1と、を有していることも好ましい。In the in-vivo indwelling device of the present invention, it is also preferable that the functional material is the ion channel protein TRPA1. In other words, it is also preferable that the in-vivo indwelling device has a cell fiber in which multiple cells are configured into a fiber shape, and the ion channel protein TRPA1.

本発明の生体内留置物において、TRPA1は、細胞ファイバーの表面に存在していることが好ましい。 In the in vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that TRPA1 is present on the surface of the cell fiber.

本発明の生体内留置物は、さらに、電極を有していることが好ましい。 It is preferable that the in-vivo indwelling device of the present invention further has an electrode.

本発明の生体内留置物において、電極は、少なくとも第1電極と第2電極とから構成されており、第1電極が細胞ファイバーの近位端部の外表面に配置されており、かつ、第2電極が細胞ファイバーの遠位端部の内部に配置されている、または、第1電極が細胞ファイバーの近位端部の内部に配置されており、かつ、第2電極が細胞ファイバーの遠位端部の外表面に配置されていることが好ましい。In the in vivo indwelling device of the present invention, the electrode is composed of at least a first electrode and a second electrode, and it is preferable that the first electrode is arranged on the outer surface of the proximal end of the cell fiber and the second electrode is arranged inside the distal end of the cell fiber, or that the first electrode is arranged inside the proximal end of the cell fiber and the second electrode is arranged on the outer surface of the distal end of the cell fiber.

本発明の生体内留置物は、さらに、光の照射によって発光する発光物質を有していることが好ましい。It is preferable that the in-vivo indwelling device of the present invention further contains a luminescent substance that emits light when exposed to light.

本発明の生体内留置物において、細胞ファイバーは、生体内へ留置後に生体組織へ分化する細胞を含む複数の細胞をファイバー状に構成したものであることが好ましい。In the in-vivo indwelling device of the present invention, it is preferable that the cell fiber is a fiber-shaped configuration of multiple cells, including cells that will differentiate into biological tissue after placement in the body.

本発明の生体内留置物によれば、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、機能性材料と、を有していることにより、生体内留置物の留置前後の細胞の状態、および生体内留置物を留置する治療の標的部位の環境を把握することができる。具体的には、本発明の生体内留置物によれば、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、光の照射によって発光する発光物質と、を有していることにより、生体内留置物の留置前や留置後に光を照射して、生体内留置物の発光強度を測定することによって、生体内留置物の留置前後の細胞の状態、および生体内留置物を留置する治療の標的部位の環境を把握することができる。また、本発明の生体内留置物によれば、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、酸素の濃度を測定する酸素センサーと、を有していることにより、生体内留置物の留置前における生体内留置物内の酸素濃度、および生体内留置物の留置後における生体内留置物内や治療の標的部位の酸素濃度を測定することが可能である。さらに、本発明の生体内留置物によれば、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、イオンチャネルタンパク質であるTRPA1と、を有していることにより、生体内留置物の留置前や留置後にTRPA1から生じるイオン電流を測定することによって、生体内留置物の留置前の生体内留置物内の酸素濃度、および生体内留置物の留置後の生体内留置物内や治療の標的部位の酸素濃度を確認できる。According to the in-vivo indwelling device of the present invention, by having a cell fiber in which a plurality of cells are configured in a fiber shape and a functional material, it is possible to grasp the state of cells before and after placement of the in-vivo indwelling device, and the environment of the target site of treatment in which the in-vivo indwelling device is placed. Specifically, according to the in-vivo indwelling device of the present invention, by having a cell fiber in which a plurality of cells are configured in a fiber shape and a luminous substance that emits light when irradiated with light, it is possible to grasp the state of cells before and after placement of the in-vivo indwelling device, and the environment of the target site of treatment in which the in-vivo indwelling device is placed, by irradiating light before and after placement of the in-vivo indwelling device and measuring the luminescence intensity of the in-vivo indwelling device. In addition, according to the in-vivo indwelling device of the present invention, by having a cell fiber in which a plurality of cells are configured in a fiber shape and an oxygen sensor that measures the concentration of oxygen, it is possible to measure the oxygen concentration in the in-vivo indwelling device before placement, and the oxygen concentration in the in-vivo indwelling device and the target site of treatment after placement of the in-vivo indwelling device. Furthermore, according to the in-vivo implant of the present invention, since it comprises a cell fiber in which a plurality of cells are arranged in a fiber shape and the ion channel protein TRPA1, it is possible to confirm the oxygen concentration inside the in-vivo implant before placement, and the oxygen concentration inside the in-vivo implant and at the treatment target site after placement of the in-vivo implant, by measuring the ion current generated by TRPA1 before and after placement of the in-vivo implant.

本発明の実施の一形態における第1の生体内留置物の模式図を表す。1 is a schematic diagram of a first in-vivo indwelling device according to an embodiment of the present invention. 図1に示した生体内留置物のII-II断面図を表す。FIG. 2 shows a cross-sectional view of the in-vivo indwelling device shown in FIG. 1 along line II-II. 本発明の実施の一形態における第2の生体内留置物の模式図を表す。FIG. 2 is a schematic diagram of a second in-vivo indwelling device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の一形態における第3の生体内留置物の模式図を表す。FIG. 2 is a schematic diagram of a third in-vivo indwelling device according to an embodiment of the present invention. 図4に示した生体内留置物のV-V断面図を表す。5 shows a cross-sectional view of the in-vivo indwelling device shown in FIG. 4 along VV line. 図4に示した生体内留置物のVI-VI断面図を表す。6 shows a cross-sectional view of the in-vivo indwelling device shown in FIG. 4 taken along the line VI-VI.

以下、下記実施の形態に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施の形態によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、各図面において、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、明細書や他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、本発明の特徴の理解に資することを優先しているため、実際の寸法とは異なる場合がある。 The present invention will be described in more detail below based on the following embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments and can of course be modified appropriately within the scope of the above and below, all of which are included in the technical scope of the present invention. In addition, hatching and component symbols may be omitted in each drawing for convenience, but in such cases, reference should be made to the specification or other drawings. Furthermore, the dimensions of various components in the drawings may differ from the actual dimensions, as priority is given to contributing to an understanding of the features of the present invention.

本発明の生体内留置物は、治療において細胞組織を標的部位へ送達し、留置するために用いられる。生体内留置物は、細胞ファイバーを有している。細胞ファイバーは、複数の細胞をファイバー状に構成している細胞塊を含む。The in-vivo implant of the present invention is used for delivering and placing cellular tissue at a target site in treatment. The in-vivo implant has a cell fiber. The cell fiber includes a cell mass made up of multiple cells arranged in a fibrous shape.

本発明において、近位側とは使用者(術者)の手元側の方向を指し、遠位側とは処置部側の方向であって、近位側の反対方向を指す。In the present invention, the proximal side refers to the direction toward the user's (surgeon's) hand, and the distal side refers to the direction toward the treatment area, i.e., the opposite direction to the proximal side.

まず、本発明の第1の生体内留置物1について、以下に説明する。図1は生体内留置物1の模式図を表し、図2は生体内留置物1のII-II断面図を表す。図1および図2に示すように、第1の生体内留置物1は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバー10と、機能性材料と、を有しており、機能性材料は、光の照射によって発光する発光物質20である。First, the first in-vivo indwelling device 1 of the present invention will be described below. Fig. 1 shows a schematic diagram of the in-vivo indwelling device 1, and Fig. 2 shows a cross-sectional view of the in-vivo indwelling device 1 taken along line II-II. As shown in Figs. 1 and 2, the first in-vivo indwelling device 1 has a cell fiber 10 in which a plurality of cells are arranged in a fibrous form, and a functional material, and the functional material is a luminescent substance 20 that emits light when irradiated with light.

生体内留置物1は、遠近方向に長尺の細胞ファイバー10を1本または複数本用いたものを有していてもよく、短い細胞ファイバー10の集合体を有していてもよい。生体内留置物1が短い細胞ファイバー10の集合体を有している場合、複数の細胞ファイバー10同士を互いに固定する中間部材が生体内留置物1に含まれていてもよい。中間部材としては、細胞ファイバー10に用いられる材料の他に、例えば、ゼラチン等のたんぱく質を用いることもできる。The in-vivo device 1 may have one or more long cellular fibers 10 in the near-far direction, or may have an aggregate of short cellular fibers 10. When the in-vivo device 1 has an aggregate of short cellular fibers 10, the in-vivo device 1 may include an intermediate member that fixes the multiple cellular fibers 10 to each other. In addition to the material used for the cellular fibers 10, the intermediate member may be, for example, a protein such as gelatin.

細胞ファイバー10を構成する細胞種は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。細胞ファイバー10を構成する細胞としては、例えば、大脳皮質細胞等の神経細胞や骨格筋細胞や心筋細胞等の筋細胞、線維芽細胞、上皮細胞、肝細胞、膵島細胞、視細胞、血液単球細胞等が挙げられる。細胞ファイバー10は、単分化能を有する幹細胞(筋幹細胞、生殖幹細胞、肝幹細胞等)から構成されることが好ましく、多分化能性を有する各種の幹細胞(神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、ミューズ細胞等)、分化万能性を有する胚性幹細胞(ES細胞)、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、体細胞由来ES細胞(ntES細胞)、多分化多能を有する幹細胞(造血幹細胞、神経幹細胞、間葉系幹細胞等)から構成されることがより好ましい。細胞ファイバー10は、これらの細胞種を一種のみ使用してもよく、二種以上を併用してもよい。また、細胞ファイバー10は、自家細胞を用いてもよく、他家細胞を用いてもよい。本願において、神経細胞以外の細胞を非神経細胞と称する。The cell type constituting the cell fiber 10 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of cells constituting the cell fiber 10 include nerve cells such as cerebral cortex cells, muscle cells such as skeletal muscle cells and cardiac muscle cells, fibroblasts, epithelial cells, hepatocytes, pancreatic islet cells, photoreceptor cells, blood monocytes, and the like. The cell fiber 10 is preferably composed of stem cells having unipotency (muscle stem cells, germline stem cells, hepatic stem cells, etc.), and more preferably composed of various stem cells having pluripotency (neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, muse cells, etc.), embryonic stem cells (ES cells) having differentiation potential, induced pluripotent stem cells (iPS cells), somatic cell-derived ES cells (ntES cells), and stem cells having pluripotency (hematopoietic stem cells, neural stem cells, mesenchymal stem cells, etc.). The cell fiber 10 may use only one of these cell types, or may use two or more of them in combination. In addition, the cell fiber 10 may use autologous cells or allogeneic cells. In this application, cells other than neural cells are referred to as non-neuronal cells.

脳損傷部位への治療では、細胞ファイバー10は、神経幹細胞からニューロンとグリア細胞に分化した神経幹細胞分化誘導ファイバーを含んでいることが好ましい。細胞ファイバー10がニューロンとグリア細胞に分化した神経幹細胞分化誘導ファイバーを含んでいることにより、治療の標的部位での神経再生を速めることが可能となる。なお、その他の部位の治療では、非神経細胞を含む細胞ファイバー10を用いることができる。In treating brain damage sites, the cell fiber 10 preferably contains neural stem cell differentiation-inducing fibers in which neural stem cells have differentiated into neurons and glial cells. By containing neural stem cell differentiation-inducing fibers in which neural stem cells have differentiated into neurons and glial cells, it becomes possible to accelerate nerve regeneration at the target site of treatment. Note that in treating other sites, cell fibers 10 containing non-neuronal cells can be used.

細胞ファイバー10は、BDNF(脳由来神経栄養因子)、VEGF(血管内皮細胞成長因子)、EGF(上皮成長因子)、FGF(繊維芽細胞成長因子)インスリン様成長因子(IGF)、PDGF(血小板由来成長因子)、NGF(神経成長因子)等の細胞成長因子やサイトカイン等の生理活性物質および遺伝子プラスミド、抗体や薬剤内包カプセルを導入した細胞から構成されていてもよい。The cell fiber 10 may be composed of cells that have been introduced with physiologically active substances such as cell growth factors and cytokines, such as BDNF (brain-derived neurotrophic factor), VEGF (vascular endothelial growth factor), EGF (epidermal growth factor), FGF (fibroblast growth factor), insulin-like growth factor (IGF), PDGF (platelet-derived growth factor), and NGF (nerve growth factor), as well as gene plasmids, antibodies, or drug-containing capsules.

細胞ファイバー10を製造する方法は特に限定されないが、細胞外基質と細胞を有する内層と、外層を備える筒状体とを準備する工程と、内層において細胞を育成する工程と、外層を溶解する工程とを含むことが好ましい。外層を溶解する工程は、内層にて細胞を育成させた後に行う。また、筒状体は、外層の内側に内層が配置された構造であることが好ましい。さらに、内層の一部が筒状体の外側に面していてもよい。The method for producing the cell fiber 10 is not particularly limited, but preferably includes the steps of preparing a tubular body having an inner layer having extracellular matrix and cells and an outer layer, cultivating cells in the inner layer, and dissolving the outer layer. The step of dissolving the outer layer is performed after cultivating cells in the inner layer. In addition, it is preferable that the tubular body has a structure in which the inner layer is disposed inside the outer layer. Furthermore, a portion of the inner layer may face the outside of the tubular body.

内層が有する細胞外基質としては、例えば、コラーゲン、ラミニン、フィブロイン、ゼラチン、グリコサミノグリカン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、ポリペプチド等が挙げられる。中でも、内層が有している細胞外基質は、コラーゲンまたはフィブロインを含むことが好ましい。外層は、アルギン酸ナトリウムまたはアルギン酸カルシウムを含むことが好ましい。Examples of the extracellular matrix contained in the inner layer include collagen, laminin, fibroin, gelatin, glycosaminoglycan, chitin, chitosan, hyaluronic acid, and polypeptides. Of these, the extracellular matrix contained in the inner layer preferably contains collagen or fibroin. The outer layer preferably contains sodium alginate or calcium alginate.

細胞ファイバー10は、少なくとも外層と内層を含む層構造であることが好ましい。外層は、細胞ファイバー10の作製時や移植時に、細胞ファイバー10の強度を維持するために内層よりも強固な構造であり、かつ体内で分解する材料であることが好ましい。内層は、細胞外基質からなり、その内側に細胞層が存在する構造であることが好ましい。発光物質やイオンチャネルタンパク質等の機能性材料は、内層の内側にある細胞層に含まれていることが好ましい。機能性材料が細胞層に含まれていることにより、体内への生体内留置物1の移植時に、機能性材料を確実に体内へ導入することができる。生体内留置物1が後述する電極60を有している場合、電極60は、外層に含まれていることが好ましい。なお、外層と内層との間に、他の層が存在していてもよい。また、外層と内層との間は、外層成分と内層成分が入り混じった状態となり得る。これは、内層と細胞層との間も同様である。The cell fiber 10 preferably has a layer structure including at least an outer layer and an inner layer. The outer layer is preferably stronger than the inner layer in order to maintain the strength of the cell fiber 10 during production or implantation of the cell fiber 10, and is preferably made of a material that decomposes in the body. The inner layer is preferably made of an extracellular matrix, with a cell layer present inside. The functional material, such as a luminescent substance or an ion channel protein, is preferably contained in the cell layer located inside the inner layer. By containing the functional material in the cell layer, the functional material can be reliably introduced into the body when the indwelling device 1 is implanted in the body. When the indwelling device 1 has an electrode 60 described later, the electrode 60 is preferably contained in the outer layer. Note that other layers may be present between the outer layer and the inner layer. In addition, the outer layer components and the inner layer components may be mixed between the outer layer and the inner layer. This is also true between the inner layer and the cell layer.

細胞ファイバー10は、細胞の支持体を備えていてもよい。支持体の材料としては、生体吸収性高分子や天然高分子、脱細胞化処理した生体組織や細胞、またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。生体吸収性高分子は、例えば、ポリL-乳酸(PLLA)、ポリグリコール酸(PGA)、乳酸とグリコール酸の共重合体(PLGA)やポリカプロラクトン(PCL)等を用いることができる。また、天然高分子としては、例えば、コラーゲン、ラミニン、フィブロイン、ゼラチン、グリコサミノグリカン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、ポリペプチド等が挙げられる。The cell fiber 10 may be provided with a support for cells. Examples of the material of the support include bioabsorbable polymers, natural polymers, decellularized biological tissues and cells, or combinations of these. Examples of bioabsorbable polymers that can be used include poly-L-lactic acid (PLLA), polyglycolic acid (PGA), copolymers of lactic acid and glycolic acid (PLGA), and polycaprolactone (PCL). Examples of natural polymers include collagen, laminin, fibroin, gelatin, glycosaminoglycan, chitin, chitosan, hyaluronic acid, and polypeptides.

図1および図2に示すように、生体内留置物1は発光物質20を有している。発光物質20は、光を照射することによって発光する物質を示す。生体内留置物1が発光物質20を有していることにより、生体内留置物1の留置前や留置後に、生体内留置物1に光を照射して発光強度を測定することによって、生体内留置物1の留置前後において、細胞ファイバー10に含まれている細胞の状態を確認して管理することができる。さらに、生体内留置物1を治療の標的部位へ留置した後にも、生体内留置物1の発光強度を測定することにより、生体内留置物1に含まれている細胞の状態を把握することが可能となる。1 and 2, the in-vivo device 1 has a luminescent substance 20. The luminescent substance 20 refers to a substance that emits light when irradiated with light. Since the in-vivo device 1 has the luminescent substance 20, the in-vivo device 1 can be irradiated with light and the luminescence intensity measured before and after placement of the in-vivo device 1, thereby making it possible to confirm and manage the state of the cells contained in the cell fiber 10 before and after placement of the in-vivo device 1. Furthermore, even after the in-vivo device 1 is placed in the target site for treatment, the state of the cells contained in the in-vivo device 1 can be grasped by measuring the luminescence intensity of the in-vivo device 1.

生体内留置物1が細胞ファイバー10と発光物質20とを有する構成とするには、例えば、細胞ファイバー10の培養時に発光物質20を有するゲルと共培養すること等が挙げられる。生体内留置物1に、発光物質20を有するゲルを用いる場合、ゲルは多孔質ゲルを用いることが可能である。 In order to configure the in-vivo indwelling device 1 to have the cell fiber 10 and the luminescent substance 20, for example, the cell fiber 10 may be co-cultured with a gel containing the luminescent substance 20 during cultivation. When a gel containing the luminescent substance 20 is used for the in-vivo indwelling device 1, the gel may be a porous gel.

生体内留置物1の直径は、デリバリー性能や、標的部位の形状、サイズに応じて選択することができるが、例えば、100nm以上1000μm以下であることが好ましい。生体内留置物1は、生体内留置物1の長軸方向の全長にわたって細胞を含んでいることが好ましい。また、生体内留置物1は、必要に応じて、細胞以外の物質や薬剤を含んでいてもよい。細胞以外の物質の例としては、細胞の成長を促進する物質や、治療の標的部位において細胞の接着を促進する物質等が挙げられる。The diameter of the in-vivo device 1 can be selected according to the delivery performance and the shape and size of the target site, but is preferably, for example, 100 nm or more and 1000 μm or less. The in-vivo device 1 preferably contains cells over the entire length in the longitudinal direction of the in-vivo device 1. The in-vivo device 1 may also contain substances other than cells or drugs as necessary. Examples of substances other than cells include substances that promote cell growth and substances that promote cell adhesion at the target site of treatment.

生体内留置物1の構造は、円柱構造であることが好ましいが特に制限はなく、例えば、らせん形状、二重らせん構造、不織布構造、シート状、円筒形状、ひも状の細胞ファイバー10を複数束ねた円筒束形状、筒状の細胞ファイバー10の内側にさらに細胞ファイバー10が配置された円筒重ね形状、コイル状等の三次元構造であってもよい。中空状の細胞ファイバー10を形成して、生体内留置物1の構成に用いることもできる。また、細胞ファイバー10をシート状に形成し、シート状の細胞ファイバー10を巻いて円柱状にすることや、折り畳んで用いることもできる。生体内留置物1の形状は、デリバリー性能や、標的部位の形状、サイズ等に応じて選択することができる。特に、生体内留置物1の形状がらせん形状、不織布構造、三次元構造である場合は、治療の標的部位の組織への定着率および適合性が上がり、治療効果を高めることが可能となる。また、生体内留置物1の形状を治療の標的部位の組織に合わせて適した形状とすることによって、治療時間を短縮することができる。The structure of the in-vivo indwelling device 1 is preferably a cylindrical structure, but is not particularly limited, and may be, for example, a spiral shape, a double spiral structure, a nonwoven fabric structure, a sheet shape, a cylindrical bundle shape in which a plurality of string-shaped cell fibers 10 are bundled, a cylindrical stack shape in which a further cell fiber 10 is arranged inside a cylindrical cell fiber 10, a coil shape, or other three-dimensional structure. A hollow cell fiber 10 can be formed and used to configure the in-vivo indwelling device 1. The cell fiber 10 can also be formed into a sheet shape, and the sheet-shaped cell fiber 10 can be rolled into a cylindrical shape or folded for use. The shape of the in-vivo indwelling device 1 can be selected according to the delivery performance, the shape and size of the target site, etc. In particular, when the shape of the in-vivo indwelling device 1 is a spiral shape, a nonwoven fabric structure, or a three-dimensional structure, the rate of attachment and compatibility with the tissue of the target site of treatment can be increased, and the therapeutic effect can be enhanced. In addition, by making the shape of the in-vivo indwelling device 1 into a shape suitable for the tissue of the target site of treatment, the treatment time can be shortened.

図示していないが、生体内留置物1の遠位端は半球状または半楕円球状に形成されていることが好ましい。生体内留置物1の遠位端が半球状または半楕円球状に形成されていることにより、生体内留置物1の先端と血管内壁との間での摩擦を低減し、生体内留置物1のデリバリー性能向上、および生体内留置物1の遠位端のデブリ発生の抑制に寄与することができる。なお、デブリとは、生体内留置物1の遠位端が血管壁等に接触した際に発生する、生体内留置物1から崩れて分離した不要物のことをいう。Although not shown, the distal end of the in-vivo device 1 is preferably formed in a hemispherical or semi-elliptical shape. By forming the distal end of the in-vivo device 1 in a hemispherical or semi-elliptical shape, friction between the tip of the in-vivo device 1 and the inner wall of the blood vessel is reduced, which contributes to improving the delivery performance of the in-vivo device 1 and suppressing the generation of debris at the distal end of the in-vivo device 1. Note that debris refers to unnecessary material that breaks down and separates from the in-vivo device 1, which is generated when the distal end of the in-vivo device 1 comes into contact with the blood vessel wall or the like.

発光物質20は、細胞ファイバー10内に包まれていてもよく、細胞ファイバー10の表面に一部が露出していてもよい。図1および図2に示すように、発光物質20は、細胞ファイバー10の表面に存在していることが好ましい。細胞ファイバー10の表面に発光物質20を配置することにより、生体内留置物1に照射した光が発光物質20に当たりやすくなり、生体内留置物1の発光強度を高めることができる。The luminescent substance 20 may be enclosed within the cell fiber 10, or may be partially exposed on the surface of the cell fiber 10. As shown in Figures 1 and 2, the luminescent substance 20 is preferably present on the surface of the cell fiber 10. By disposing the luminescent substance 20 on the surface of the cell fiber 10, it becomes easier for the light irradiated to the in-vivo indwelling device 1 to hit the luminescent substance 20, and the luminescence intensity of the in-vivo indwelling device 1 can be increased.

発光物質20としては、例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)やルシフェラーゼやカルシウム感受性を有するCameleon等の蛍光タンパク質、2’,7’-Dichlorodihydrofluorescin diacetate(DCFH-DA)、BESH、Alexa Fluor(登録商標)、Hoechst(登録商標)、flura、Calcium Green等の細胞浸透性蛍光プローブ等が挙げられる。 Examples of the luminescent substance 20 include fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP), luciferase, and calcium-sensitive Cameleon, and cell-permeable fluorescent probes such as 2',7'-Dichlorodihydrofluorescin diacetate (DCFH-DA), BESH 2 O 2 , Alexa Fluor (registered trademark), Hoechst (registered trademark), flura, and Calcium Green.

発光物質20は、酸素の存在下において励起光を照射すると蛍光を発する物質であることが好ましい。発光物質20が酸素の存在下において励起光を照射すると蛍光を発する物質であることにより、生体内留置物1から発せられる蛍光の強度を測定することによって酸素濃度を把握することができる。そのため、細胞ファイバー10を構成する細胞の状態や、治療の標的部位へ生体内留置物1を留置した後の細胞ファイバー10の細胞の状態を容易に確認することができ、治療を効率的に行うことが可能となる。It is preferable that the luminescent substance 20 is a substance that emits fluorescence when irradiated with excitation light in the presence of oxygen. Since the luminescent substance 20 is a substance that emits fluorescence when irradiated with excitation light in the presence of oxygen, the oxygen concentration can be determined by measuring the intensity of the fluorescence emitted from the in-vivo indwelling device 1. Therefore, the state of the cells that make up the cell fiber 10 and the state of the cells of the cell fiber 10 after the in-vivo indwelling device 1 is placed in the target site of treatment can be easily confirmed, making it possible to perform treatment efficiently.

発光物質20は、酸素分子を結合および解離する性質を有する酸素センサータンパク質と、励起光の照射によって蛍光を発する蛍光タンパク質と、を含んでおり、酸素センサータンパク質と蛍光タンパク質は、ポリペプチドリンカーによって結合されていることが好ましい。酸素センサータンパク質は、血液中で酸素を輸送するタンパク質であるヘモグロビンと同じく、ヘムを含むタンパク質であり、環境中の酸素濃度に合わせて酸素分子を結合および解離する性質を有するものである。酸素センサータンパク質のヘム結合領域と蛍光タンパク質をポリペプチドリンカーによって結合タンパク質とすることによって、酸素分子を結合したときに酸素センサータンパク質が起こす吸収変化を蛍光タンパク質の蛍光の消失の度合いに変換することができる。発光物質20が酸素センサータンパク質と蛍光タンパク質とがポリペプチドリンカーによって結合されているものであることにより、生体内留置物1が酸素存在下にあるときには酸素センサータンパク質が酸素分子を結合して蛍光タンパク質の蛍光の消光が弱まり、生体内留置物1に光を照射した際に発する蛍光の強度が高まるため、蛍光強度を測ることによって酸素濃度を容易に測定することができる。The luminescent substance 20 includes an oxygen sensor protein having the property of binding and dissociating oxygen molecules, and a fluorescent protein that emits fluorescence when irradiated with excitation light, and the oxygen sensor protein and the fluorescent protein are preferably linked by a polypeptide linker. The oxygen sensor protein is a heme-containing protein, like hemoglobin, a protein that transports oxygen in blood, and has the property of binding and dissociating oxygen molecules according to the oxygen concentration in the environment. By binding the heme-binding region of the oxygen sensor protein and the fluorescent protein with a polypeptide linker, the absorption change caused by the oxygen sensor protein when it binds oxygen molecules can be converted into the degree of quenching of the fluorescence of the fluorescent protein. Since the luminescent substance 20 is a compound in which the oxygen sensor protein and the fluorescent protein are linked by a polypeptide linker, when the in-vivo indwelling device 1 is in the presence of oxygen, the oxygen sensor protein binds oxygen molecules, weakening the quenching of the fluorescence of the fluorescent protein, and the intensity of the fluorescence emitted when the in-vivo indwelling device 1 is irradiated with light increases, so that the oxygen concentration can be easily measured by measuring the fluorescence intensity.

本発明の第2の生体内留置物1について、以下に説明する。図3は生体内留置物1の模式図を表す。図3において、図の右側が遠位側であり、図の左側が近位側である。なお、本発明の第1の生体内留置物1と同様の構成であるものについては、説明を省略する。The second in-vivo indwelling device 1 of the present invention will be described below. Figure 3 shows a schematic diagram of the in-vivo indwelling device 1. In Figure 3, the right side of the figure is the distal side, and the left side of the figure is the proximal side. Note that a description of the components having the same configuration as the first in-vivo indwelling device 1 of the present invention will be omitted.

図3に示すように、第2の生体内留置物1は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバー10と、機能性材料と、を有しており、機能性材料は、酸素の濃度を測定する酸素センサー30である。生体内留置物1が酸素センサー30を有していることにより、生体内留置物1の内部や周辺部の酸素の濃度を測定することができる。そのため、生体内留置物1を治療の標的部位へ留置する前における細胞ファイバー10を構成する細胞の状態、治療の標的部位に留置した後での細胞ファイバー10を構成する細胞の状態、および治療の標的部位の状態を把握することが可能となり、効率的に治療を行うことができる。As shown in FIG. 3, the second in-vivo indwelling device 1 has a cell fiber 10 in which multiple cells are arranged in a fiber shape, and a functional material, and the functional material is an oxygen sensor 30 that measures the concentration of oxygen. Since the in-vivo indwelling device 1 has the oxygen sensor 30, the concentration of oxygen inside and around the in-vivo indwelling device 1 can be measured. Therefore, it is possible to grasp the state of the cells that make up the cell fiber 10 before placing the in-vivo indwelling device 1 in the target site of treatment, the state of the cells that make up the cell fiber 10 after placing the in-vivo indwelling device 1 in the target site of treatment, and the state of the target site of treatment, and treatment can be performed efficiently.

酸素センサー30は、細胞ファイバー10に固定されていることが好ましい。酸素センサー30が細胞ファイバー10に固定されていることにより、酸素センサー30と細胞ファイバー10とが一体となる。そのため、治療の標的部位へ生体内留置物1を送達する際や留置後に酸素センサー30が細胞ファイバー10から離脱しにくくなり、治療の標的部位の酸素濃度を十分に測定することが可能となる。酸素センサー30は、細胞ファイバー10内に包まれていてもよく、表面に露出していてもよい。The oxygen sensor 30 is preferably fixed to the cell fiber 10. By fixing the oxygen sensor 30 to the cell fiber 10, the oxygen sensor 30 and the cell fiber 10 are integrated. Therefore, the oxygen sensor 30 is less likely to detach from the cell fiber 10 when the in-vivo indwelling device 1 is delivered to the target site of treatment or after placement, making it possible to adequately measure the oxygen concentration at the target site of treatment. The oxygen sensor 30 may be enclosed within the cell fiber 10 or may be exposed on the surface.

酸素センサー30を細胞ファイバー10に固定するには、例えば、接着剤を用いた接着、係合、連結、結着、結紮、またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。また、酸素センサー30が細胞の足場材料を備える構成とし、細胞ファイバー10の培養時に酸素センサー30と共培養することによって、酸素センサー30を細胞ファイバー10に固定することも挙げられる。中でも、酸素センサー30と細胞ファイバー10とを、組織接着剤を用いて固定することが好ましい。組織接着剤としては、例えば、血液製剤の一種であるフィブリノゲンとトロンビンの混合により形成されるフィブリンおよびフィブリン重合体、デキストランやデキストリン、ポリリジン等を用いることができる。酸素センサー30が細胞ファイバー10に接着によって固定されていることにより、酸素センサー30と細胞ファイバー10との固定を容易に強固なものとすることができる。 The oxygen sensor 30 can be fixed to the cell fiber 10 by, for example, adhesion using an adhesive, engagement, connection, binding, ligation, or a combination thereof. Alternatively, the oxygen sensor 30 can be configured to include a scaffold material for cells, and the oxygen sensor 30 can be co-cultured with the cell fiber 10 during the culture of the cell fiber 10, thereby fixing the oxygen sensor 30 to the cell fiber 10. Among these, it is preferable to fix the oxygen sensor 30 and the cell fiber 10 using a tissue adhesive. As the tissue adhesive, for example, fibrin and fibrin polymers formed by mixing fibrinogen and thrombin, which are a type of blood preparation, dextran, dextrin, polylysine, etc. can be used. Since the oxygen sensor 30 is fixed to the cell fiber 10 by adhesion, the fixation between the oxygen sensor 30 and the cell fiber 10 can be easily and firmly established.

図3に示すように、酸素センサー30は、細胞ファイバー10の遠位端部に配置されていることが好ましい。細胞ファイバー10の遠位端部に酸素センサー30が配置されていることにより、生体内留置物1を治療の標的部位に送達する際に、治療の標的部位と酸素センサー30との距離が近くなり、治療の標的部位の近辺での酸素濃度を正確に測定することができる。さらに、生体内留置物1の送達時に細胞ファイバー10の遠位端が血管内壁等に接触しにくく、細胞ファイバー10の遠位端が破損することを防止することも可能である。As shown in Figure 3, the oxygen sensor 30 is preferably disposed at the distal end of the cell fiber 10. By disposing the oxygen sensor 30 at the distal end of the cell fiber 10, when the in-vivo indwelling device 1 is delivered to the target site of treatment, the distance between the target site of treatment and the oxygen sensor 30 becomes closer, and the oxygen concentration in the vicinity of the target site of treatment can be accurately measured. Furthermore, when the in-vivo indwelling device 1 is delivered, the distal end of the cell fiber 10 is less likely to come into contact with the inner wall of a blood vessel, etc., and it is also possible to prevent the distal end of the cell fiber 10 from being damaged.

図3に示すように、酸素センサー30は、光を発する発光部31と、発光部31から発せられた光を受ける受光部32と、を有していることが好ましい。酸素センサー30が発光部31と受光部32とを有していることにより、酸素センサー30が所謂パルスオキシメーターとなる。つまり、発光部31から光を発して、受光部32がこの光を受けることによって、血液中にある赤血球に含まれるヘモグロビンのうち酸素と接合しているヘモグロビンを容易に測定することができる。そのため、治療の標的部位の酸素濃度を確認しながら治療が行いやすくなる。As shown in Fig. 3, the oxygen sensor 30 preferably has a light-emitting unit 31 that emits light and a light-receiving unit 32 that receives the light emitted from the light-emitting unit 31. By having the light-emitting unit 31 and the light-receiving unit 32, the oxygen sensor 30 becomes a so-called pulse oximeter. In other words, by emitting light from the light-emitting unit 31 and receiving this light from the light-receiving unit 32, it is possible to easily measure the hemoglobin that is bound to oxygen among the hemoglobin contained in red blood cells in the blood. This makes it easier to perform treatment while checking the oxygen concentration in the treatment target area.

生体内留置物1は、酸素センサー30が感知した情報を発信する発信機40を有していることが好ましい。生体内留置物1が発信機40を有していることにより、酸素センサー30が感知した情報を基に、酸素の濃度を容易に把握することができる。It is preferable that the in-vivo indwelling device 1 has a transmitter 40 that transmits information detected by the oxygen sensor 30. By having the transmitter 40 in the in-vivo indwelling device 1, the oxygen concentration can be easily determined based on the information detected by the oxygen sensor 30.

発信機40としては、例えば、電波を用いて通信を行うものが挙げられる。中でも、Bluetooth(登録商標)機能を備えている発信機40であることが好ましい。発信機40がBluetooth(登録商標)機能を備えていることにより、生体内留置物1を治療の標的部位へ留置した後に、酸素センサー30が感知した酸素濃度等の生体内留置物1が得た情報をすぐに受信することができ、治療の標的部位の状態を即時に確認することが可能となる。 Examples of transmitters 40 include those that communicate using radio waves. Among them, transmitters 40 equipped with Bluetooth (registered trademark) functionality are preferable. By having transmitter 40 equipped with Bluetooth (registered trademark) functionality, after placing intravital indwelling device 1 in the target site of treatment, information obtained by intravital indwelling device 1, such as the oxygen concentration sensed by oxygen sensor 30, can be immediately received, making it possible to immediately check the condition of the target site of treatment.

図示していないが、酸素センサー30および発信機40は、電源を有することが好ましい。酸素センサー30および発信機40の電源としては、例えば、ペースメーカー等に使用されているバッテリー等が挙げられる。また、酸素センサー30および発信機40が電源を有していない場合、無線給電を用いて酸素センサー30や発信機40を外部機器(図示せず)と電気的に接続してもよい。無線給電は、電磁誘導式、磁界共振式等の非放射型、マイクロ波式等の放射型等が挙げられる。中でも、無線給電としては、非放射型であることが好ましい。Although not shown, it is preferable that the oxygen sensor 30 and the transmitter 40 have a power source. Examples of the power source for the oxygen sensor 30 and the transmitter 40 include batteries used in pacemakers and the like. In addition, if the oxygen sensor 30 and the transmitter 40 do not have a power source, the oxygen sensor 30 and the transmitter 40 may be electrically connected to an external device (not shown) using wireless power supply. Examples of wireless power supply include non-radiative types such as electromagnetic induction and magnetic resonance types, and radiative types such as microwave types. Among these, the non-radiative type is preferable for the wireless power supply.

また、図示していないが、生体内留置物1は、酸素センサー30とは異なる種類のセンサーを有していてもよい。酸素センサー30とは異なる種類のセンサーとしては、例えば、温度センサー、圧力センサー、測距センサー等が挙げられる。生体内留置物1が複数の種類のセンサーを有していることにより、生体内留置物1の留置前や留置後において、生体内留置物1が含んでいる細胞の状態や、生体内留置物1の留置後における治療の標的部位の周辺の状態に関係する様々な情報を得ることができる。その結果、治療の効率を高めることや治療時間の短縮を図ることができる。Although not shown, the in-vivo device 1 may have a sensor of a different type from the oxygen sensor 30. Examples of sensors of a different type from the oxygen sensor 30 include a temperature sensor, a pressure sensor, and a distance sensor. By having the in-vivo device 1 have multiple types of sensors, it is possible to obtain various information related to the state of the cells contained in the in-vivo device 1 before and after placement of the in-vivo device 1, and the state of the surrounding area of the treatment target site after placement of the in-vivo device 1. As a result, it is possible to improve the efficiency of treatment and shorten the treatment time.

本発明の第3の生体内留置物1について、以下に説明する。図4は生体内留置物1の模式図を表し、図5は生体内留置物1のV-V断面図を表し、図6は生体内留置物1のVI-VI断面図を表す。図4において、図の右側が遠位側であり、図の左側が近位側である。なお、本発明の第1の生体内留置物1および第2の生体内留置物1と同様の構成であるものについては、説明を省略する。The third in-vivo indwelling device 1 of the present invention will be described below. Figure 4 shows a schematic diagram of the in-vivo indwelling device 1, Figure 5 shows a V-V cross-sectional view of the in-vivo indwelling device 1, and Figure 6 shows a VI-VI cross-sectional view of the in-vivo indwelling device 1. In Figure 4, the right side of the figure is the distal side, and the left side of the figure is the proximal side. Note that descriptions of devices having the same configuration as the first in-vivo indwelling device 1 and the second in-vivo indwelling device 1 of the present invention will be omitted.

図4~図6に示すように、第3の生体内留置物1は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバー10と、機能性材料と、を有しており、機能性材料は、イオンチャネルタンパク質であるTRPA1(50)である。TRPA1(50)は、酸素が高濃度および低濃度である状態において活性化・開口し、イオン電流を生じる。このイオン電流を測定することによって、生体内留置物1内や周囲の酸素の濃度が高い状態あるいは低い状態、つまり通常とは異なる酸素濃度であるか否かを判別することができる。そのため、治療の標的部位に生体内留置物1を留置する前における細胞ファイバー10を構成する細胞の状態や、留置した後の細胞ファイバー10を構成する細胞の状態や治療の標的部位の状態を確認することができる。As shown in Figures 4 to 6, the third in-vivo indwelling device 1 has a cell fiber 10 in which multiple cells are arranged in a fiber shape, and a functional material, and the functional material is the ion channel protein TRPA1 (50). TRPA1 (50) is activated and opens in high and low oxygen concentrations, generating an ionic current. By measuring this ionic current, it is possible to determine whether the oxygen concentration in or around the in-vivo indwelling device 1 is high or low, that is, whether the oxygen concentration is different from normal. Therefore, it is possible to confirm the state of the cells that make up the cell fiber 10 before placing the in-vivo indwelling device 1 in the target site of treatment, and the state of the cells that make up the cell fiber 10 and the state of the target site of treatment after placement.

TRPA1(50)は、細胞ファイバー10の表面に存在していることが好ましい。細胞ファイバー10の表面にTRPA1(50)を配置することにより、生体内留置物1の周囲の酸素にTRPA1(50)が反応しやすくなり、生体内留置物1の周辺の酸素濃度の状態について、正確に把握することが可能となる。It is preferable that TRPA1 (50) is present on the surface of the cell fiber 10. By disposing TRPA1 (50) on the surface of the cell fiber 10, TRPA1 (50) becomes more likely to react with oxygen surrounding the in-vivo indwelling device 1, making it possible to accurately grasp the state of the oxygen concentration around the in-vivo indwelling device 1.

生体内留置物1は、さらに、電極60を有していることが好ましい。生体内留置物1が電極60を有していることにより、TRPA1(50)が発したイオン電流を容易に測定することが可能となる。It is preferable that the in-vivo indwelling device 1 further has an electrode 60. By having the electrode 60, the in-vivo indwelling device 1 can easily measure the ionic current generated by the TRPA1 (50).

図4~図6に示すように、電極60は、少なくとも第1電極61と第2電極62とから構成されており、第1電極61が細胞ファイバー10の近位端部の外表面に配置されており、かつ、第2電極62が細胞ファイバー10の遠位端部の内部に配置されている、または、第1電極61が細胞ファイバー10の近位端部の内部に配置されており、かつ、第2電極62が細胞ファイバー10の遠位端部の外表面に配置されていることが好ましい。つまり、細胞ファイバー10の近位端部に位置している第1電極61と、細胞ファイバー10の遠位端部に配置されている第2電極62のいずれか一方が細胞ファイバー10の内部に配置されており、他方が細胞ファイバー10の外表面に配置されていることが好ましい。第1電極61が細胞ファイバー10の近位端部の外表面に配置されており、かつ、第2電極62が細胞ファイバー10の遠位端部の内部に配置されている、または、第1電極61が細胞ファイバー10の近位端部の内部に配置されており、かつ、第2電極62が細胞ファイバー10の遠位端部の外表面に配置されていることにより、生体内留置物1の遠位端部および近位端部に配置されている第1電極61と第2電極62の電位差を測定することによって、生体内留置物1が有するTRPA1(50)から生じたイオン電流を測定し、酸素濃度を確認することができる。4 to 6, the electrode 60 is composed of at least a first electrode 61 and a second electrode 62, and it is preferable that the first electrode 61 is disposed on the outer surface of the proximal end of the cell fiber 10 and the second electrode 62 is disposed inside the distal end of the cell fiber 10, or that the first electrode 61 is disposed inside the proximal end of the cell fiber 10 and the second electrode 62 is disposed on the outer surface of the distal end of the cell fiber 10. In other words, it is preferable that either the first electrode 61 located at the proximal end of the cell fiber 10 or the second electrode 62 located at the distal end of the cell fiber 10 is disposed inside the cell fiber 10, and the other is disposed on the outer surface of the cell fiber 10. The first electrode 61 is arranged on the outer surface of the proximal end of the cell fiber 10 and the second electrode 62 is arranged inside the distal end of the cell fiber 10, or the first electrode 61 is arranged inside the proximal end of the cell fiber 10 and the second electrode 62 is arranged on the outer surface of the distal end of the cell fiber 10. By measuring the potential difference between the first electrode 61 and the second electrode 62 arranged at the distal and proximal ends of the in-vivo implant 1, the ionic current generated from the TRPA1 (50) possessed by the in-vivo implant 1 can be measured and the oxygen concentration can be confirmed.

生体内留置物1は、さらに、光の照射によって発光する発光物質20を有していることが好ましい。生体内留置物1が有しているTRPA1(50)から生じたイオン電流の電位の変化は、発光物質20が発する光の強度の変化に比例する。そのため、生体内留置物1がTRPA1(50)と発光物質20の両方を有していることにより、生体内留置物1に光を照射して、生体内留置物1から発せられる光の強度を確認することによって、生体内留置物1や生体内留置物1の周囲の酸素濃度の状態を把握することが可能となる。It is preferable that the in-vivo device 1 further has a luminescent substance 20 that emits light when irradiated with light. The change in the potential of the ionic current generated by the TRPA1 (50) possessed by the in-vivo device 1 is proportional to the change in the intensity of the light emitted by the luminescent substance 20. Therefore, since the in-vivo device 1 has both the TRPA1 (50) and the luminescent substance 20, it is possible to grasp the state of the oxygen concentration of the in-vivo device 1 and the surroundings of the in-vivo device 1 by irradiating the in-vivo device 1 with light and checking the intensity of the light emitted from the in-vivo device 1.

第1~第3の生体内留置物1において、細胞ファイバー10は、生体内へ留置後に生体組織へ分化する細胞を含む複数の細胞をファイバー状に構成したものであることが好ましい。細胞ファイバー10が生体内へ留置後に生体組織へ分化する細胞を含む複数の細胞をファイバー状に構成したものであることにより、生体内留置物1の留置後、生体内留置物1が治療の標的部位と一体化する。そのため、生体内留置物1の位置がずれにくく、治療を効率的に行うことができる。In the first to third in-vivo indwelling devices 1, the cell fiber 10 is preferably a fiber-shaped configuration of multiple cells, including cells that will differentiate into biological tissue after placement in a living body. Since the cell fiber 10 is a fiber-shaped configuration of multiple cells, including cells that will differentiate into biological tissue after placement in a living body, the in-vivo indwelling device 1 becomes integrated with the target site for treatment after placement. Therefore, the in-vivo indwelling device 1 is less likely to shift position, and treatment can be carried out efficiently.

以上のように、第1の生体内留置物は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、光の照射によって発光する発光物質と、を有しており、第2の生体内留置物は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、酸素の濃度を測定する酸素センサーと、を有しており、第3の生体内留置物は、複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、TRPA1と、を有している。第1の生体内留置物が発光物質を有していることにより、生体内留置物の留置前や留置後に光を照射して、生体内留置物の発光強度を測定することによって、生体内留置物の留置前後の細胞の状態、および生体内留置物を留置する治療の標的部位の環境を把握することができる。第2の生体内留置物が酸素センサーを有していることにより、生体内留置物の留置前における生体内留置物内の酸素濃度、および生体内留置物の留置後における生体内留置物内や治療の標的部位の酸素濃度を測定することが可能である。第3の生体内留置物がTRPA1を有していることにより、生体内留置物の留置前や留置後にTRPA1から生じるイオン電流を測定することによって、生体内留置物の留置前の生体内留置物内の酸素濃度、および生体内留置物の留置後の生体内留置物内や治療の標的部位の酸素濃度を確認できる。As described above, the first in-vivo placement has a cell fiber in which a plurality of cells are arranged in a fiber shape and a luminous substance that emits light when irradiated with light, the second in-vivo placement has a cell fiber in which a plurality of cells are arranged in a fiber shape and an oxygen sensor that measures the concentration of oxygen, and the third in-vivo placement has a cell fiber in which a plurality of cells are arranged in a fiber shape and a TRPA1. Since the first in-vivo placement has a luminous substance, the state of the cells before and after placement of the in-vivo placement and the environment of the target site of treatment in which the in-vivo placement is placed can be grasped by irradiating light before and after placement of the in-vivo placement and measuring the luminescence intensity of the in-vivo placement. Since the second in-vivo placement has an oxygen sensor, it is possible to measure the oxygen concentration in the in-vivo placement before placement of the in-vivo placement, and the oxygen concentration in the in-vivo placement and the target site of treatment after placement of the in-vivo placement. Since the third in-vivo indwelling device has TRPA1, the oxygen concentration inside the in-vivo indwelling device before placement, and the oxygen concentration inside the in-vivo indwelling device and at the treatment target site after placement of the in-vivo indwelling device can be confirmed by measuring the ionic current generated from TRPA1 before and after placement of the in-vivo indwelling device.

本願は、2019年6月27日に出願された日本国特許出願第2019-119549号に基づく優先権の利益を主張するものである。2019年6月27日に出願された日本国特許出願第2019-119549号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。This application claims the benefit of priority based on Japanese Patent Application No. 2019-119549, filed on June 27, 2019. The entire contents of the specification of Japanese Patent Application No. 2019-119549, filed on June 27, 2019, are incorporated by reference into this application.

1:生体内留置物
10:細胞ファイバー
20:発光物質
30:酸素センサー
31:発光部
32:受光部
40:発信機
50:TRPA1
60:電極
61:第1電極
62:第2電極
1: In-vivo indwelling object 10: Cell fiber 20: Luminescent substance 30: Oxygen sensor 31: Light-emitting part 32: Light-receiving part 40: Transmitter 50: TRPA1
60: Electrode 61: First electrode 62: Second electrode

Claims (17)

複数の細胞をファイバー状に構成した細胞ファイバーと、
機能性材料と、を有しており、
遠位端は、半球状または半楕円球状に形成されている生体内留置物。
A cell fiber formed by structuring multiple cells into a fiber shape;
and a functional material ,
The distal end of the in-vivo indwelling device is formed in a hemispherical or semi-elliptical spherical shape .
前記細胞ファイバーは、外層と内層を含む層構造を備え、前記機能性材料は、前記内層の内側に配置されている請求項1に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 1, wherein the cell fiber has a layered structure including an outer layer and an inner layer, and the functional material is disposed inside the inner layer. 前記機能性材料が、光の照射によって発光する発光物質である請求項1または2に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 1 or 2, wherein the functional material is a luminescent material that emits light when irradiated with light. 前記発光物質は、前記細胞ファイバーの表面に存在している請求項3に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 3, wherein the luminescent substance is present on the surface of the cell fiber. 前記発光物質は、酸素の存在下において励起光を照射すると蛍光を発する物質である請求項3または4に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 3 or 4, wherein the luminescent substance is a substance that emits fluorescence when irradiated with excitation light in the presence of oxygen. 前記発光物質は、酸素分子を結合および解離する性質を有する酸素センサータンパク質と、励起光の照射によって蛍光を発する蛍光タンパク質と、を含んでおり、
前記酸素センサータンパク質と前記蛍光タンパク質は、ポリペプチドリンカーによって結合されている請求項3~5のいずれか一項に記載の生体内留置物。
the luminescent substance includes an oxygen sensor protein having a property of binding and dissociating oxygen molecules, and a fluorescent protein that emits fluorescence when irradiated with excitation light;
6. The in-vivo indwelling device according to claim 3, wherein the oxygen sensor protein and the fluorescent protein are linked together via a polypeptide linker.
前記機能性材料が、酸素の濃度を測定する酸素センサーである請求項1または2に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 1 or 2, wherein the functional material is an oxygen sensor that measures the concentration of oxygen. 前記酸素センサーは、前記細胞ファイバーに固定されている請求項7に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 7, wherein the oxygen sensor is fixed to the cell fiber. 前記酸素センサーは、前記細胞ファイバーの遠位端部に配置されている請求項7または8に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 7 or 8, wherein the oxygen sensor is disposed at the distal end of the cell fiber. 前記酸素センサーは、光を発する発光部と、前記発光部から発せられた光を受ける受光部と、を有している請求項7~9のいずれか一項に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to any one of claims 7 to 9, wherein the oxygen sensor has a light-emitting part that emits light and a light-receiving part that receives the light emitted from the light-emitting part. 前記酸素センサーが感知した情報を発信する発信機を有している請求項7~10のいずれか一項に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to any one of claims 7 to 10, which has a transmitter that transmits information detected by the oxygen sensor. 前記機能性材料が、イオンチャネルタンパク質であるTRPA1である請求項1または2に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 1 or 2, wherein the functional material is an ion channel protein, TRPA1. 前記TRPA1は、前記細胞ファイバーの表面に存在している請求項12に記載の生体内留置物。 The in vivo indwelling device according to claim 12, wherein the TRPA1 is present on the surface of the cell fiber. さらに、電極を有している請求項12または13に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to claim 12 or 13, further comprising an electrode. 前記電極は、少なくとも第1電極と第2電極とから構成されており、
前記第1電極が前記細胞ファイバーの近位端部の外表面に配置されており、かつ、前記第2電極が前記細胞ファイバーの遠位端部の内部に配置されている、または、前記第1電極が前記細胞ファイバーの近位端部の内部に配置されており、かつ、前記第2電極が前記細胞ファイバーの遠位端部の外表面に配置されている請求項14に記載の生体内留置物。
The electrode includes at least a first electrode and a second electrode,
The in vivo indwelling device described in claim 14, wherein the first electrode is disposed on the outer surface of the proximal end of the cell fiber and the second electrode is disposed inside the distal end of the cell fiber, or the first electrode is disposed inside the proximal end of the cell fiber and the second electrode is disposed on the outer surface of the distal end of the cell fiber.
さらに、光の照射によって発光する発光物質を有している請求項12~15のいずれか一項に記載の生体内留置物。 The in-vivo indwelling device according to any one of claims 12 to 15, further comprising a luminescent substance that emits light when irradiated with light. 前記細胞ファイバーは、生体内へ留置後に生体組織へ分化する細胞を含む複数の細胞をファイバー状に構成したものである請求項1~16のいずれか一項に記載の生体内留置物。 The in-vivo device according to any one of claims 1 to 16, wherein the cell fiber is a fiber-shaped configuration of multiple cells, including cells that differentiate into biological tissue after placement in the body.
JP2021527489A 2019-06-27 2020-05-21 In vivo indwelling Active JP7514830B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019119549 2019-06-27
JP2019119549 2019-06-27
PCT/JP2020/020107 WO2020261828A1 (en) 2019-06-27 2020-05-21 In vivo indwelling object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020261828A1 JPWO2020261828A1 (en) 2020-12-30
JP7514830B2 true JP7514830B2 (en) 2024-07-11

Family

ID=74061404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021527489A Active JP7514830B2 (en) 2019-06-27 2020-05-21 In vivo indwelling

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7514830B2 (en)
WO (1) WO2020261828A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011046105A1 (en) 2009-10-14 2011-04-21 国立大学法人 東京大学 Coated micro gel fibers
JP2014136128A (en) 2013-01-18 2014-07-28 Univ Of Tokyo Nerve fascicle for implantation and method of manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011046105A1 (en) 2009-10-14 2011-04-21 国立大学法人 東京大学 Coated micro gel fibers
JP2014136128A (en) 2013-01-18 2014-07-28 Univ Of Tokyo Nerve fascicle for implantation and method of manufacturing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
岩永進太郎,本格的再生医療への応用を目指した自発的還流機能を有する3次元マクロ組織の作製,科学研究費助成事業 研究成果報告書,1版,2016年05月30日,課題番号:26870137

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020261828A1 (en) 2020-12-30
JPWO2020261828A1 (en) 2020-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ashammakhi et al. Minimally invasive and regenerative therapeutics
JP7164577B2 (en) Instruments, systems and methods for measuring tissue oxygenation
CN110604585B (en) Tissue-integrating sensor
CN102458560B (en) Method and system for directing a localized biological response to an implant
US20060234369A1 (en) Implantable biosensor
Antman‐Passig et al. Magnetic assembly of a multifunctional guidance conduit for peripheral nerve repair
US20190029572A1 (en) Tissue-integrating electronic apparatus
Mariappan Recent trends in nanotechnology applications in surgical specialties and orthopedic surgery
JP2018051333A (en) Oxygen sensor
Deng et al. A biodegradable, flexible photonic patch for in vivo phototherapy
Fregnan et al. Preclinical validation of SilkBridgeTM for peripheral nerve regeneration
WO2012103257A2 (en) Transcutaneous multimodal delivery systems
KR20170117215A (en) Methods and devices for cellular transplantation
Kang et al. RNAi nanotherapy for fibrosis: highly durable knockdown of CTGF/CCN-2 using siRNA-DegradaBALL (LEM-S401) to treat skin fibrotic diseases
Sirolli et al. Triggerable patches for medical applications
Chung et al. Multifunctional nanoscale strategies for enhancing and monitoring blood vessel regeneration
JP2021185153A (en) Compositions for targeted delivery of nucleic acid based therapeutics
US20250058017A1 (en) Extracellular matrix-based hybrid ink for 3d printing and method for manufacturing the same
JP7514830B2 (en) In vivo indwelling
Choi et al. Autologous fibrin glue in peripheral nerve regeneration in vivo
Sharifi et al. Synergic effects of core-shell nanospheres and magnetic field for sciatic nerve regeneration in decellularized artery conduits with Schwann cells
RU2517117C2 (en) Method for stimulating neurotisation using nanostructured matrix and genetic constructs
US20230359276A1 (en) Tissue-Integrating Neural Interfaces
US20200330646A1 (en) Scaffolds having material properties optimized for cardiac applications and uses thereof
JP7227860B2 (en) In-vivo indwelling device delivery device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230406

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240123

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240625

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7514830

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150