JPH04218146A - 内皮細胞生成物を調製するための脂肪組織の採集および処理装置・ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

自己由来の血管は相変らず上等の移植片ではあるが、症
状の進んだ血管疾患や従来の外科的な介在は自己由来の
移植片の有用性を制限している。合成移植片の使用は、
代用手段を利用することができない場合には、虚血性領
域への血流を回復する手段を提供する。過去３０年間に
わたって、アテローム硬化性血管疾患の結果としての虚
血領域への血流の迅速な回復に人工移植片が使用されて
いる。加えて、慢性腎不全患者および動脈流の修復にお
ける血液透析のために、それらは血管への通路を提供す
るために使用されている。虚血性組織への還流の回復に
初期段階では成功するにもかかわらず、これらの移植片
に対する長期の予後は勧められるものではない。市販の
移植片は、それらの生来の血栓形成性のために理想から
掛け離れている。長期のうちに、直径４ｍｍ未満の移植
片は、フィブリンの沈積および細胞付着によって閉塞し
てしまうのでそれらの開通性を失ってしまう。このプロ
セスは二次的なものであり、一部は埋設された補綴物の
剥きだしの、すなわち内皮で覆われていない表面のトロ
ンボゲン形成性によるものであるように思われる。Ｂｅ
ｒｇｅｒら、「ヒトにおける動脈補綴：その不完全性」
、Ａｎｎ．Ｓｕｒｇ．１７５：１１８−２７（１９７２
）を参照。このため、現在の多くの調査は、生来のヒト
の血管に存在するような非トロンボゲン形成性内皮表面
の精製を期待して、補綴物をヒト内皮細胞でライニング
することに焦点が絞られている。イヌにおいては、大小
両方の径の移植片の上に内皮細胞を植えることにより１
ないし４カ月で完全な内皮細胞のライニングが形成され
ることが観察されている。血管内皮が独特の非トロンボ
ゲン形成性表面を示すと言われているため、内皮細胞は
「小径血管移植片をライニングするための最初の論理的
な選択」であると報告されている。血管移植片の表面上
にライニングされている機能的内皮細胞の移植は、開通
率を増加させ、流面上での血栓形成を減少させることが
動物モデルにおいて立証されている。過去および現在の
研究は、血管断片からの多量の血管内皮細胞の分離、お
よび続く移植片内表面へのこれらの細胞の植付けに焦点
が絞られている。また、組織培養の進歩は、血管補綴物
への高密度の植付けのための大量の内皮細胞の産生を可
能にしている。これらの技術は、臨床的な環境において
大きな欠点を有している。低密度の植付け技術を適用し
た場合には、内皮形成は低速度で起こる。必要な培地が
不確定である培養内皮細胞を使用する高密度の植付けは
、臨床的な環境に容易に適用することができない。

【０００１】ヒト微小血管内皮細胞、すなわち毛細血管
、細動脈、および細静脈由来の細胞が、大血管内皮細胞
および微小血管内皮細胞の生来の組織の間に形態学的お
よび機能的差異が存在するとしても、大血管細胞に代わ
って適切に機能することは認識されるであろう。微小血
管内皮細胞は体組織中に多量の供給量で存在し、脂肪組
織が最も著しい。また、この内皮細胞は、多くのインプ
ラントの予後を劇的に改良する移植前集合の程度、すな
わち少なくとも５０％、の確立に使用することができる
。記述をすすめるために、脂肪組織が微小血管内皮細胞
の典型的な源として指摘されるが、他の組織からの内皮
細胞も良好に使用し得ることは認められるであろう。

【０００２】補綴移植片への大血管内皮細胞の植付けに
関連する問題を解決するために、自己由来脂肪組織から
微小血管内皮細胞を単離し、それに続いて血管補綴物を
高密度に植付ける方法が開発された。

【０００３】微小血管内皮細胞が血液接触面に内皮を形
成することが可能であるように見えるにもかかわらず、
手術室の設備でこれらの細胞を調達し、かつ沈積させる
方法は、特別な考慮を提示する。血管移植片または他の
インプラントは、微小血管内皮細胞を用いる集合に処方
される。この微小血管内皮細胞は、中断されない外科的
手段の最初に得られる脂肪から分離される。脂肪組織は
、無菌状態が確立した後に患者から除去される。次いで
、その脂肪内に存在する微小血管内皮細胞は、酵素分解
によってそれらに関連する組織から迅速に分離されて遠
心にかけられる。得られた内皮細胞は、同じ手術の後の
段階で、患者に埋め込まれる表面の処理に用いられる。 この手順は、患者が、彼自身の新鮮な内皮細胞で集合ま
でもしくはそれ以上に処理された移植片を受けることを
可能にする。

【０００４】得られた微小血管に富む組織は、腎周囲脂
肪、皮下脂肪、網、または胸腔もしくは腹腔に関連する
脂肪である。次いで、この組織を、カゼアナーゼ（ｃａ
ｓｅａｎａｓｅ）およびトリプシンを含む、コラゲナー
ゼのようなタンパク質分解酵素を用いて分解する。この
酵素は、組織塊が分散して組織分解物が生成するまで組
織と共にインキュベートされる。次に、低速遠心を用い
て分解物から微小血管内皮細胞を分離して内皮細胞に富
むペレットを生産する。このペレットは緩衝生理食塩水
で洗浄する。その後、得られた微小血管内皮細胞を、血
漿タンパク質、好ましくは約１％の血漿タンパク質を含
有する緩衝生理食塩水に、好ましくは懸濁する。この懸
濁液は、体積比で１：５ないし１：１５、好ましくは約
１：１０のペレット−溶液比を有しており、表面の処理
に用いられる。この表面処理は、表面への微小血管内皮
細胞の十分な付着が起こって少なくとも５０％の集合が
達成されるまで、細胞を表面と共にインキュベートする
ことにより行なう。その結果、集合であるか、もしくは
移植の直後（１回の固体数倍加の間）に集合に達する、
内皮が形成された表面を有する改良された移植インプラ
ントが提供される。

【０００５】処理をしてそのような内皮細胞ライニング
を形成することが可能なインプラントには、例えば、人
工血管補綴物のような血管内装置、人工心臓、および心
臓弁が含まれるが、それに限定されるものではない。こ
こに開示される、表面に内皮を形成するためのキットお
よび方法は、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレ
ンのような公知の合成材料、または臍静脈、伏在静脈お
よび生来のウシ動脈のような天然材料からなる表面に用
いることができる。

【０００６】現在用いられている方法は、ビーカー、フ
ラスコ、遠心管、振とう浴、ピペット、シリンジ、無菌
フードのような標準的な実験室の機器を使用する。Ｊａ
ｒｒｅｌｌおよびＷｉｌｌｉａｍｓによって開示された
方法においては、供与された組織は、緩衝剤が好ましく
はリン酸塩である氷冷された緩衝生理食塩水（ｐＨ．７
．４）、すなわちリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）に直
ちに移される。この組織を小さな鋏および静かに移され
た緩衝液で細かく刻む。この組織にカゼアナーゼおよび
トリプシンを含有するタンバク質分解酵素コラゲナーゼ
を添加し、組織塊が分散するまで３７℃でインキュベー
トする。分解は３０分以内で行なわれ、通常２０分未満
である。分解物を無菌の試験管に移し、テーブルトップ
の遠心機において低速（７００×ｇ）、室温で５分間遠
心する。このようにして形成されたペレットは、９５％
をこえる内皮細胞からなる。これらの内皮細胞は、微小
血管の全ての要素、すなわち細動脈、毛細血管および細
静脈から生じたものであるので、ここでは微小血管内皮
細胞（ＭＥＣ）と記述する。このＭＥＣペレットを、緩
衝生理食塩水、好ましくはＰＢＳと共に遠心することに
より１回洗浄する。次に、このＭＥＣ懸濁液を遠心（２
００×ｇ）によって好ましくはペレットにし、このペレ
ットをタンパク含有緩衝生理食塩水に再懸濁する。 この再懸濁は、パックされた微小血管内皮細胞と緩衝液
とが約１：５ないし１：１５または約１：１０の体積比
となるように行なわれるべきである。この細胞懸濁液を
管状移植片に入れて端部を締めるか、または処理しよう
とする表面上に細胞を積層する。細胞相互作用の最適期
間は、補綴物の材料、表面が受けることが可能である前
処理の性質、および補綴物の表面が変性されてＭＥＣに
対する受容能力が改善されているかどうかによって変化
する。補綴物表面への内皮細胞の付着を可能にするに十
分な時間のインキュベーションに続いて、この表面をタ
ンパク含有緩衝液で洗浄する。その後、補綴物を通常の
方法で移植する。移植片表面を内皮細胞で処理する方法
は、ＷｉｌｌｉａｍｓおよびＪａｒｒｅｌｌの特許４，
８２０，６２６号およびその関連出願に開示されている
。これらの方法によると、カニューレを通して皮下脂肪
組織が吸引され、減圧によって粘液トラップに移送され
る。後の処理のために、このトラップは無菌フードに移
す。脂肪組織を無菌ビーカー内に置かれた漏斗内部のふ
るいに移す。次に、組織にリンス液を注いで赤血球細胞
および溶解脂肪を除去する。この組織を、コラゲナーゼ
溶液を入れた無菌エルレンマイヤーフラスコに手作業で
入れて３７℃で２０分間撹拌する。得られたコラゲナー
ゼスラリーを手作業で無菌円錐遠心管に入れ、７００×
ｇで７分間回転させる。その後、内皮細胞をピペットで
管の外に出す。移植片はメイル・ルーア・イクステンシ
ョン（ｍａｌｅ　　ｌｕｅｒ　　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）
につながれ、管内に入れられている。細胞を血清タンパ
ク培地に再懸濁し、シリンジ内に吸引する。針およびシ
リンジを用いて、この細胞を移植片の管腔に押込む。こ
の移植片を手で２時間回転させる。

【０００７】これらの進歩にもかかわらず、いまだに、
手術室の設備で移植片上に内皮細胞の被覆を形成する、
簡単で信頼し得る方法に対する必要性が存在する。この
発明は、手術室で容易に行ない得る、大量の内皮細胞の
単離を提供する。内皮細胞は脂肪以外の組織、例えば脳
、肺、網膜、副腎、肝臓および筋肉から単離することが
可能であるが、その量が豊富であることおよびその利用
可能性により、かつその除去が治療を受ける患者に悪影
響を与えないという事実により、脂肪組織を細胞源とし
て利用することが好ましい。これよりは多少劣るが、脳
は死んでいるが心臓は動いている死体提供者から、また
は患者以外の提供者から提供者の手術中にヒト腎周囲脂
肪を得ることができる。

【０００８】この発明は、移植片を受ける患者から採集
した微小血管内皮細胞を用いて内皮が形成された移植片
を調製する、簡便かつ信頼に足るキットを提供する。主
題となるキットは、ヒト脂肪から内皮細胞を単離し、こ
の脂肪を処理して細胞沈積生成物を調製し、およびこの
生成物を移植片表面上に沈積させるように設計されてお
り、全てがキットの構成要素内に確立され、かつ維持さ
れている無菌条件下で行なわれる。このキットは、汚染
の可能性を減少し、要求される労働量および利用者のエ
ラーを減少させる閉鎖系である。

【０００９】したがって、この発明の第１の目的は、ヒ
トに移植するための内皮が形成された移植片を製造する
キットを提供することにある。

【００１０】この発明の他の目的は、移植可能な内皮が
形成された血管移植片の製造に必要な処理手順の間、採
集された自己由来内皮細胞の無菌状態を確立および維持
するシステムを提供することにある。

【００１１】この発明のさらに別の目的は、内皮が形成
された移植片の製造に用いられる内皮細胞生成物を調製
するための、組織の採集および処理装置を提供すること
にある。

【００１２】この発明の上記および他の目的は、添付の
図面に記載された特定の態様に示されており、以下のよ
り詳細な説明から明らかになるであろう。

【００１３】この発明の好ましい方法によると、変形脂
肪吸引技術を用いて皮下脂肪を患者から取り出し、完全
に独立した閉鎖系装置に移送する。この装置は、必要と
なるまで無菌条件下で脂肪を保存することが可能である
。脂肪は、最初に自動的に洗浄されて赤血球および他の
デブリが除去され、続いて３７℃で制御されたコラゲナ
ーゼ分解を２０分間行なう分解装置に無菌的に移送され
る。得られた脂肪スラリーは、次いで、再び無菌条件下
で、内皮細胞単離装置に移送される。この内皮細胞単離
装置においては、内皮細胞が単離装置内に沈殿し、単離
された内皮細胞が自動的に修復される。次に、細胞懸濁
液は、無菌条件下で細胞が移植片表面に急速にろ過され
る処理ユニットに無菌的に移送される。内皮細胞単離お
よび沈積処理は、ここに記載されているキットを用いて
、終了まで約４０分が必要である。インキュベーション
の後には、移植片は患者への移植の用意が整っている。 予め実施されたキットと方法との間の対になった比較に
おいて、単離された内皮細胞の数および移植片表面への
細胞の付着における等価性および再現性が観察されてい
る。このシステムは、次の高密度の植え付け（脂肪５０
ｃｃｓから細胞５．１４×１０６ないし４．２４×１０
７個の範囲）および移植片表面への付着に許容し得る数
の内皮細胞を生じる。このキットは、移植片の全長およ
び直径に沿って細胞を均一に沈積させ、変動の解析によ
って比較した場合にも細胞濃度に有意の相違はない。こ
のキットの重要な利点には、１）閉鎖された、無菌の流
路；２）最小限のユーザー入力；３）手術室環境ヘの適
合性；４）患者から患者に高度に再現し得る処理への条
件の最適化が含まれる。

【００１４】このシステムは、下記の５つの主要なサブ
システムを有している。１）脂肪採集ユニット（図１参
照）；２）分解ユニット（図２参照）；３）内皮細胞単
離ユニット（図３参照）；４）血管移植片処理ユニット
（図４参照）；および５）内皮細胞沈積ユニット（図４
参照）。

【００１５】脂肪採集ユニット（図１）は、患者から皮
下脂肪組織試料を採集する。その構成要素には、流入管
１２、脂肪採集装置１４、減圧菅１５、吸引カニューレ
１０、および吸引ポンプ１８が含まれる。吸引ポンプ１
８は、患者からカニューレ１０および流入管１２を通し
て脂肪採集装置１４に皮下脂肪組織を吸引するために用
いられる。

【００１６】この脂肪採集装置を図５に示す。これは、
頂部に２つの減圧管接続口５９および６１かつ底部に２
方ストップコック６２に接続している吐出口６０を有す
る円筒チャンバ５４からなる。プランジャロッド５７は
チャンバの頂部を貫通し、シリンジ様ストッパ５６に接
続している。このストッパは減圧管接続口５９および６
１が貫通する２つの孔を有している。プランジャが「下
降」位置にある場合には、柔軟なゴム隔板５８がストッ
パの底部および２つの孔を覆う。プランジャが「上昇」
位置にある場合には、ゴム隔板５８は減圧管接続口５９
および６１によってストッパの底部から押し離され、そ
れによりチャンバ内部と減圧ライン１２および１５とが
連通する。この装置を使用するためには、エルボーコネ
クタ６３および６５を用いて、脂肪吸引システムの減圧
ライン中に置かなければならない。加えて、プランジャ
ロッドは「上昇」位置になければならない。脂肪吸引の
間、この装置は脂肪組織の捕獲トラップとして作用する
。適当な量の脂肪が採集された後、減圧ラインエルボー
コネクタ６３および６５は切り離され、プランジャロッ
ド５７は押し下げられる。ゴム隔板５８は、脂肪組織を
吐出口の外に押し出すように、ストッパの底部を覆いか
つ密閉するその本来の位置にあるものと考えられる。 主題となる装置は、脂肪を採集し、分解ユニットへの無
菌状態での移送を容易にするという２つの機能を持つ。

【００１７】分解ユニット（図２）は、リンス液で脂肪
組織試料をすすぎ、酵素コラゲナーゼでそれを分解する
。構成要素には、分解装置１６、廃液容器３２、内皮細
胞単離装置３０、分解スタンド１７、コラゲナーゼ溶液
ＩＶバッグ／セット２０および２２、リンス液ＩＶバッ
グ／セット２１および２４、温度および液移送制御のた
めのコントロールボックス２７、およびシステム減圧源
、分別管コネクタ、エアフィルタ、弁が含まれる。脂肪
組織は、脂肪採集装置１４から閉鎖ラインを通して分解
装置１６に手作業で移される。脂肪組織は、その中で、
リンス液ＩＶバッグ／セット２１および２４からチャン
バ内に導入されるリンス液ですすがれる。リンスが終了
した後、リンス液はチャンバから廃液容器３２に排出さ
れる。次いで、コラゲナーゼ溶液がコラゲナーゼ溶液Ｉ
Ｖバッグ／セット２０および２２から分解装置１６に移
される。コラゲナーゼ溶液による脂肪組織の分解は、混
合液をろ過された空気で撹拌し、かつ３７℃に加熱しな
がら行なわれる。次に、分解された脂肪組織とコラゲナ
ーゼ溶液との混合液は、さらなる処理のために、内皮細
胞単離装置３０に減圧移送される。

【００１８】分解装置を図６に示す。これは、頂部にい
くつかの流入口６６、６７、６８、６９および７０を有
するチャンバ６４からなり、流入口の１つはフィルタを
有し、かつチャンバの底部近傍で終わる管７２に接続し
ている。一連の「指」７４がこの管の末端に放射状に結
合している。このチャンバの底部は円錐状のメッシュフ
ィルタ７６であり、その下には２つの吐出口８０および
８２、および温度プローブシース７８がある。使用中に
は、採集された脂肪組織が頂部流入口６６を通してチャ
ンバ６４に導入され、続いて他の流入口６７を通してリ
ンス液（培地１９９Ｅ、フランク、生理食塩水、ＰＢＳ
または他の生理学的緩衝液）が導入される。他の流入口
６８に接続された減圧ラインが、中心口６９および管７
２を通してろ過された空気を導入し、この空気は脂肪混
合液を通して泡立って撹拌する。「指」７４は起泡空気
を分配して均一な撹拌を確実なものとし、脂肪の分解を
容易にする摩擦面を提供する。次に、リンス液は、比較
的血液を含まない脂肪組織を残して、メッシュの底部を
通して吸引され、吐出口８０の１つを通して排出される
。分解酵素溶液（コラゲナーゼ、ジスパーゼ、トリプシ
ン、または他の組織分離酵素）は、他の頂部流入口７０
を通して導入され、続いて起泡によって撹拌される。 この処理を通じて、プローブシース７８内部の温度プロ
ーブ７９が処理温度を監視し、コントロールボックス２
７内の外部加熱コントローラにフィードバックする。分
解が終了すると、微小血管内皮細胞に富む分解された脂
肪溶液は、次の処理のために、底部メッシュを通して吸
引され、吐出口８２を通して排出される。メッシュ７６
には未分解組織および巨大繊維質物質が残り、これらは
装置を用いて廃棄する。主題となる装置は、汚染の可能
性、および労働量および利用者のエラーを減少する閉鎖
系である。

【００１９】内皮細胞単離ユニット（図３に示す）は、
分解された脂肪組織試料から内皮細胞を分離および単離
する。構成要素には、遠心機３３、遠心シールド３１、
内皮細胞単離装置３０が含まれる。内皮細胞単離装置３
０は、遠心シールド内に配置され、この組立体は遠心機
３３内に配置される。遠心は内皮細胞を単離する。次い
で、内皮細胞単離装置３０は血管移植片処理ユニットを
有するラインに配置され、内皮細胞沈積ユニット上に搭
載される。

【００２０】内皮細胞単離装置を図７に示す。これは、
第２チャンバもしくはアンプル９０に向けて次第に細く
なる第１チャンバ８８からなる。第２チャンバは流入口
９２および吐出口９４を有する。各々の接続口９２およ
び９４を有するラインには二位置弁９１および９３があ
る。第１の位置は第１および第２チャンバを連通させる
。第２の位置は第２チャンバおよび外部接続口を連通さ
せる。各々の弁９１および９３は第１の位置に回される
。分解された脂肪組織は頂部接続口８４を通して導入さ
れる。次いで、この装置を遠心機に入れて回転させる。 遠心が内皮細胞をアンプル９０内に分離する。アンプル
の寸法は、２つの接続口の間に内皮細胞の「ペレット」
を単離するために最適化されている。次に、弁を第２の
位置に回す。この位置は、第１チャンバ８８から、上に
「ペレット」および下に詰め込まれた赤血球を単離する
。その後、加圧したラインを流入口９２に、かつ減圧ラ
インを吐出口に接続することにより、内皮細胞「ペレッ
ト」を一度に吐出させることができる。主題となる装置
は、無菌状態を維持し、労働量および利用者のエラーを
減少させる閉鎖系である。

【００２１】脂肪採集および処理機能は、図１４に示す
単一のユニットにおいて行なうこともできる。この装置
は、脂肪組織の採集、リンスおよび分解を行ない、次い
で調査、診断または治療、例えば補綴物もしくは天然の
表面の内皮形成を目的として微小血管内皮細胞を分離お
よび単離する処理容器として設計されている。この装置
は、分解チャンバ２１０、廃液チャンバ２１２、および
単離チャンバ２１４の３つのチャンバを有する容器から
なる。分解チャンバ２１０は、通常は閉じている逆止弁
２２０を有するプレート２１８によって廃液チャンバ２
１２から分離されている。浮動球逆止弁２２４を有する
排気管２２２は、廃液チャンバ２１２から単離チャンバ
２１４まで伸びている。分解チャンバ２１０は、一連の
接続口２２８、２２９、２３０によって外部と連通して
いる。分解チャンバ２１０は、スクリーン２３２によっ
て単離チャンバ２１４から分離されている。単離チャン
バ２１４は、２つの接続口２３４および２３６を有して
おり、その各々は二位置弁２３８および２４０を有して
いる。第１の位置は、アンプル２３５の中間部とアンプ
ルの上部および下部とを連通させる。第２の位置は、ア
ンプル２３５の中間部と外部接続口２３４および２３６
とを連通させる。最初は、両アンプル弁２３８および２
４０は第１の位置にある。この装置は、接続口２２８お
よび２３０に接続している脂肪吸引減圧ラインを有する
ラインにおいて捕獲トラップとして用いられる。脂肪を
採集した後、脂肪吸引ラインを切り離し、接続口２２８
および２３０に蓋をして接続口２２９を通してリンス液
（培地１９９Ｅ、ハンクス、生理食塩水、ＰＢＳ、また
は他の生理学的緩衝液）を導入する。脂肪は、振とうの
ような外部手段によってリンス液中で撹拌される。次に
、この装置をアンプル側を上にして遠心機に入れ、通常
は閉じている逆止弁２２０が開いてリンス液が廃液チャ
ンバ２１２に排出されるまで回転させる。この遠心工程
の間、排気管２２２内部のボール弁２２４が開いて廃液
チャンバ２１２から空気を排出する。この空気はリンス
液と置き換えられる。次に、分解酵素溶液（コラゲナー
ゼ、ジスパーゼ、トリプシン、または他の組織分離酵素
）が接続口２２９を通して導入され、続いて再び撹拌が
行なわれる。分解が終了した時点で、アンプル側を下に
してこの装置を再び遠心する。アンプル２３５内に分離
されている内皮細胞を単離するために、両弁２３８およ
び２４０をそれらの第２の位置に回す。次いで、加圧ラ
インをアンプル接続口２３４または２３６のいずれかに
接続することにより、細胞「ペレット」を一度に排出さ
せることができる。

【００２２】図１５に示す好ましい態様においては、装
置は、分解チャンバ２１０、廃液チャンバ２１２、酵素
チャンバ２１３、および単離チャンバ２１４の４つのチ
ャンバを有する容器からなる。分解チャンバ２１０は、
通常は閉じている逆止弁２２０を有するプレート２１８
によって廃液チャンバ２１２から分離されている。スク
リーン２１６が逆止弁２２０の流入口を覆っている。浮
動球逆止弁２２４を有する排気管２２２は、廃液チャン
バ２１２から単離チャンバ２１４に伸びている。廃液チ
ャンバはプレート２１７によって酵素チャンバから分離
されている。分解チャンバ２１０は、通常は閉じている
逆止弁２２１を有するプレート２１８によって酵素チャ
ンバ２１３から分離されている。浮動球逆止弁２２５を
有する排気管２２３は、分解チャンバ２１０から酵素チ
ャンバ２１３の頂部まで伸びている。酵素チャンバ２１
３は、接続口２２６によって外部と連通している。分解
チャンバ２１０は、一連の接続口２２８、２２９および
２３０によって外部と連通している。分解チャンバ２１
０は、スクリーン２３２によって単離チャンバ２１４か
ら分離されている。単離チャンバ２１４は、２つの接続
口２３４および２３６を有しており、それらの各々が二
位置弁２３８および２４０を有している。第１の位置は
、アンプル２３５の中間部とアンプルの上部および下部
とを連通させる。第２の位置は、アンプル２３５の中間
部と外部接続口２３４および２３６とを連通させる。

【００２３】最初は、両アンプル弁２３８および２４０
は第１の位置にある。この装置は、接続口２２８および
２３０に接続する脂肪吸引ラインを有するラインにおい
て、捕獲トラップとして用いられる。脂肪を採集した後
、脂肪吸引ラインを切り離し、接続口２２８および２３
０に蓋をする。リンス液（培地１９９Ｅ、ハンクス、生
理食塩水、ＰＢＳ、または他の生理学的緩衝液）は接続
口２２９を通して導入し、分解酵素溶液（コラゲナーゼ
、ジスパーゼ、トリプシン、または他の組織分離酵素）
は接続口２２６を通して導入する。脂肪は、振とうのよ
うな外部手段によって、リンス液中で撹拌される。 その後、アンプル側を上にしてこの装置を遠心機に入れ
、通常は閉じている逆止弁２２０が開いてリンス液が廃
液チャンバ２１２に排出されるまで回転させる。この遠
心工程の間、排気管２２２中のボール弁２２４は開いて
おり、廃液チャンバ２１２から空気が排出される。この
空気はリンス液と置き換えられる。次に、アンプル側を
下にしてこの装置を遠心機にいれ、通常は閉じている逆
止弁２２１が開き、酵素溶液が分解チャンバ２１０内に
吸引されるまで回転させる。この遠心工程の間、排気間
２２３内部のボール弁２２５が開いて、分解チャンバ２
１０から空気が排気される。この空気は、酵素溶液と置
き換えられる。その後、分解を促進するために、脂肪を
酵素溶液中で撹拌する。分解が終了した時点で、アンプ
ル側を下にして、この装置を再び遠心する。アンプル２
３５中に分離されている内皮細胞を単離するために、両
弁２３８および２４０をそれらの第２の位置に回す。 その後、加圧ラインをアンプル接続口２３４または２３
６のいずれかに接続することにより、細胞「ペレット」
を一度に排出させることができる。

【００２４】図４に示す血管移植片処理ユニットは無菌
状態を保護および維持し、管理・運搬、前湿潤および細
胞沈積における移植片の処理を容易にする。構成要素に
は、内管および外管を含む処理管組立体４６、移植片、
減圧ライン／トラップ組立体４４、ボルテックス／メッ
シュ組立体３４、自己由来血清／培地溶液ＩＶバッグ／
セット３６および３８が含まれる。移植片は、処理管組
立体の内管内に載置される。外管の目的は、内管の無菌
状態を維持することにある。移植片には、バッグＩＶか
らボルテックス／メッシュ組立体を通して自己由来血清
／培地溶液を移植片の内腔に吸引し、移植片壁を通して
排出することにより、全ての空気が処理管組立体の内管
からパージされるまで、細胞沈積に先立って前湿潤を施
す。その後、移植片処理ユニットを内皮細胞沈積ユニッ
トに移送する。

【００２５】完全に組立てられた処理管を図８に示す。 これは、内部処理管１００および外部処理管１１２の２
つの主要な組立体からなる（図９参照）。図１０に示す
ように、内部処理管は、排気キャップ１０４、ハンドル
キャップ１０８、内部処理管本体１０２、タナラ（ｔｕ
ｎｎｅｌｅｒ）１１０、およびタナラチップ１０６の組
立部材からなる。移植片は、組立て前に、タナラ１１０
の内腔に押し込み、ハンドルキャップ１０８に取り付け
る。図１１に示すように、外部処理管は、外部処理管本
体１１３、流入末端キャップ１１６、および流出末端キ
ャップ１１４の組立部材からなる。完全な組立体の形態
においては、この処理管組立体は以下の機能を持つ。す
なわち、手術室における運搬・管理において、移植片を
無菌状態にする場を提供し、その状態を保護および維持
する；移植片を支持し、内皮形成において移植片内腔へ
の流体の接近を可能にする；内皮ライニングを保護しな
がら、移植片の移植を容易にする組立部材に分解される
。内皮形成中、装置の流入末端キャップ１１６は内皮細
胞懸濁液の容器に接続されており、流出末端キャップ１
１４はコントロールボックス２７内の減圧源に接続され
ている。多孔質移植片の外部にかかる陰圧は、内皮細胞
懸濁液を移植片内腔に流入させ、壁を通して流出させる
。これにより、移植片内壁上に内皮細胞がろ過される。 ろ過された溶液は、続いてタナラ壁１１０の孔１１１を
通って流出し、さらに排気キャップ１０４の外に出る。 この操作の間、外部処理管末端キャップに回転部材を加
えることにより、装置をその中心軸の回りに回転させる
ことができる。内皮形成が終了した後、内部処理管１０
０を外部処理管１１２から取り出し、ハンドルキャップ
１０８／タナラ１１０／チップ１０６組立体を内部処理
管本体１０２から取り外す。その後、移植片を、移植片
に接触または邪魔することなく、例えば脚の組織を通し
て適正な移植位置に「埋め込む（ｔｕｎｎｅｌｅｄ）」
ことができる。位置が確定したらハンドルキャップ１０
８をタナラ１１０から取り外し、タナラ１１０を引き出
すことにより、移植片が末梢吻合部に残される。 自己由来血清培地溶液を含有するＩＶラインをハンドル
キャップ１０８に接合して、外科的な設置の間移植片内
腔を湿潤状態に維持することができる。末梢吻合が終了
したときには、移植片を最も近い末端で切断し、それを
ハンドルキャップ１０８から放出し、そしてそれを近傍
の吻合のために用意する。

【００２６】図４に示す内皮細胞沈積ユニットは、移植
片内腔上への内皮細胞の沈積を促進する。構成要素には
、処理管回転装置４８、隔離トローフ５０、加熱パッド
５２、および水循環／ヒータ５３が含まれる。処理管組
立体４６は隔離トローフ内の回転装置上に位置し、水循
環によって加熱される加熱パッドに包まれている。細胞
沈積手順は、自己由来血清／培地溶液および内皮細胞単
離装置からの単離された内皮細胞を減圧を用いて吸引す
ることで始まる。内皮細胞および自己由来血清／培地溶
液は、内皮細胞ペレットを破壊し、大きい粒子をろ別す
るボルテックス／メッシュ組立体３４を通過する。溶液
に再懸濁された内皮細胞は、移植片内腔に押し込まれる
。移植片は、内腔壁上に内皮細胞を残して溶液をろ過す
る。内皮細胞の押し込みおよび続く移植片結合の間、移
植片を中心軸の回りに一定の速度で回転させ、３７℃に
保つ。

【００２７】補助的な部材には、血液採集および血清分
離（事故由来血清／培地溶液の構築に用いられる血清）
に用いられる、凝集防止剤を除く血液採集バッグおよび
移送バッグ、自己由来血清／培地溶液が充填された増設
溶液ＩＶバッグ、並びに移植片を移植する間の細胞の維
持に用いられる投与セットが含まれる。 例　　１ この発明のキットおよび方法を用いて、微小血管内皮細
胞を単離し、４ｍｍ×８０ｃｍの発泡ポリテトラフルオ
ロエチレン（ｅＰＴＦＥ）移植片に沈積させた。２時間
の回転の後、移植片を培地ですすぎ、８分割した。ＰＩ
は細胞が導入された部分であり、ＰＳは反対の末端であ
る。これらの移植片断片をヘマトキシリンで染色し、自
動画像解折システムを用いて細胞を計数した。上記ゴア
テックス（登録商標）管状移植片の分画当りの平均細胞
密度を図１２に示す。 例　　２ この発明のキットを用いて、内皮細胞生成物を調製し、
ｅＰＴＦＥ移植片上に沈積させた。移植片上に沈積した
微小血管内皮細胞の走査電子顕微鏡写真を図１３に示す
。内皮細胞生成物は移植片の全長に沿って均一に沈積し
ており、細胞濃度に有意の変動はない。

【００２８】上に見られるように、微小血管内皮細胞を
用いる、内皮が形成された移植片を製造するための簡便
かつ信頼に足るキットが提供される。これらの細胞は移
植片を受けようとする患者から採取されたものであり、
これらの細胞を単離して細胞沈積生成物を調製するキッ
トを使用してこれらの細胞を処理し、この生成物を移植
片の表面に沈積させる。これらの全ての工程は、この発
明のキットの構成要素内に確立され、かつ維持される無
菌状態で行なわれる。

【００２９】前述の記載はこの発明のキットの好ましい
態様に関するものであるが、ここに記載されている材料
および方法に、特許請求の範囲においてより詳細に定義
されているこの発明の範囲から離れることなく種々の変
更を加えることが可能であることは、当業者には認めら
れるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】移植片を受ける患者から、微小血管内皮細胞を
含有する脂肪を採集するために使用される脂肪採集ユニ
ットの模式図。

【図２】分解生成物の調製に用いられる分解ユニットの
模式図。分解装置は図１に示す脂肪採集ユニットの脂肪
採集装置と共に示される。

【図３】内皮細胞単離ユニットを示す図。

【図４】血管移植片処理ユニットおよび内皮細胞沈積ユ
ニットを示す図。

【図５】図１に示す脂肪採集装置の断面図。

【図６】（ａ）は図２に示す分解装置の縦断面図。 （ｂ）は図２に示す分解装置の底部平面図。 （ｃ）は図２に示す分解装置の頂部平面図。

【図７】（ａ）は図２に示す内皮細胞単離装置の前面図
。 （ｂ）は図２に示す内皮細胞単離装置の側面図。

【図８】図４に示す内皮細胞沈積ユニットの内部に示さ
れる処理管組立体の断面図。

【図９】図８に示す血管移植片処理ユニットの内部およ
び外部処理管の断面図。

【図１０】図９に示す内部処理管の構成部材の側面図。

【図１１】図９に示す外部処理管の構成部材の側面図。

【図１２】この発明のキットの好ましい態様と従来の方
法とを用いて処理した移植片における、断片当たりの平
均内皮細胞密度を示す棒グラフ。

【図１３】この発明のキットの好ましい態様を用いて処
理した移植片の走査電子顕微鏡写真。

【図１４】採集および処理装置の一実施態様の縦断面図
。

【図１５】採集および処理装置の好ましい態様の縦断面
図。

【符号の説明】

１４…脂肪採集装置、１６…分解装置、１７…分解スタ
ンド、２０、２２…コラゲナーゼ溶液ＩＶバッグ／セッ
ト、２１、２４…リンス液ＩＶバッグ／セット、２７…
コントロールボックス、３０…内皮細胞単離装置、３２
…廃液容器

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内皮細胞生成物を調製するための、組
   織の採集および処理装置であって、分解チャンバ、廃液
   チャンバ、および単離チャンバを具備し、組織を分解お
   よび処理して無菌条件下で単一の容器内に内皮細胞生成
   物を調製する装置。
2. 【請求項２】　　分解チャンバが、通常は閉鎖されてい
   る逆止弁によって廃液チャンバから分離されている請求
   項１記載の装置。
3. 【請求項３】　　内部排出手段が廃液チャンバから単離
   チャンバに伸びている請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】　　分解チャンバが、分解チャンバ内の未
   分解物質を止めるためのスクリーンによって単離チャン
   バから分離されている請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】　　単離された内皮細胞を受けるアンプル
   が単離チャンバ内に配置される請求項１記載の装置。
6. 【請求項６】　　第１の開放位置にある場合にはアンプ
   ルの上部と中間部とを連通させる第１の二位置弁、およ
   び第１の開放位置にある場合にはアンプルの中間部と下
   部とを連通させる第２の二位置弁を具備し、該二位置弁
   の各々が第２の閉鎖位置にある場合には内皮細胞生成物
   がアンプルの中間部に単離される請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】　　前記容器に、採集された脂肪並びにリ
   ンスおよび酵素溶液を分解チャンバに導入するための流
   入口が付加されている請求項１記載の装置。
8. 【請求項８】　　内皮細胞生成物を調製するための、組
   織の採集および処理装置であって、酵素保存チャンバ、
   廃液チャンバ、分解チャンバおよび細胞単離チャンバを
   具備し、組織を分解および処理して無菌条件下において
   単一の容器内に内皮細胞生成物を調製する装置。
9. 【請求項９】　　酵素保存チャンバが分解チャンバおよ
   び外部環境と連通し、廃液チャンバが分解チャンバと連
   通し、かつ分解チャンバが酵素保存チャンバおよび細胞
   単離チャンバと連通する請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】　　酵素保存チャンバと分解チャンバと
    の連通手段が通常閉鎖されている逆止弁であって、該弁
    が前記装置を遠心することによって酵素保存チャンバ内
    部の圧力が上昇した場合に開放される請求項９記載の装
    置。
11. 【請求項１１】　　分解チャンバと細胞単離チャンバと
    の連通手段が、分解チャンバ内の未分解物質を止めるス
    クリーンを有する直接の結合である請求項９記載の装置
    。
12. 【請求項１２】　　分解チャンバが、該チャンバ内に分
    解される組織を導入する手段と、容器内に調製された内
    皮細胞生成物を単離する手段とをさらに具備する請求項
    ８記載の装置。
13. 【請求項１３】　　細胞単離チャンバが容器内に調製さ
    れた内皮細胞生成物を単離する手段をさらに具備する請
    求項８記載の装置。
14. 【請求項１４】　　内皮細胞生成物単離手段が２つの二
    位置弁を具備し、該弁が閉鎖されている場合には内皮細
    胞生成物が細胞単離チャンバの２つの弁の間に単離され
    る請求項１３記載の装置。
15. 【請求項１５】　　内部排出手段が、酵素保存チャンバ
    と分解チャンバとの間に配置されている請求項９記載の
    装置。
16. 【請求項１６】　　内皮細胞生成物を調製するための組
    織の採集および処理方法であって、内皮細胞生成物を調
    製するための組織の採集および処理装置であって、酵素
    保存チャンバ、廃液チャンバ、分解チャンバ、および細
    胞単離チャンバを具備する装置を提供する工程、処理し
    ようとする組織を分解チャンバに導入する工程、酵素を
    酵素保存チャンバに導入する工程、リンス液を分解チャ
    ンバに導入する工程、前記装置を撹拌する工程、前記装
    置を好ましい一方向に遠心し、それによりリンス液およ
    び廃棄物を廃液チャンバに移送する工程、前記装置を第
    ２の好ましい方向に遠心し、それにより酵素を酵素保存
    チャンバから分解チャンバに移送する工程、前記装置を
    撹拌する工程、および前記装置を第２の好ましい方向に
    遠心して内皮細胞生成物を細胞単離チャンバ内に単離す
    る工程を有する方法。