JPH1176400A - 人工臓器 - Google Patents
人工臓器Info
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- JPH1176400A JPH1176400A JP9261045A JP26104597A JPH1176400A JP H1176400 A JPH1176400 A JP H1176400A JP 9261045 A JP9261045 A JP 9261045A JP 26104597 A JP26104597 A JP 26104597A JP H1176400 A JPH1176400 A JP H1176400A
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- living cells
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
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- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3623—Means for actively controlling temperature of blood
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- External Artificial Organs (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生細胞の機能を高く維持したまま、長期間に
亘って使用可能な、生細胞を用いる人工臓器を提供する
こと。 【解決手段】 ラミニンを５０重量％以上含むマトリッ
クスと、該マトリックス中に分散された生細胞と、該マ
トリックス及び生細胞を収納し、外部との液体の流出入
が可能な収納体とを具備する人工臓器を提供した。
亘って使用可能な、生細胞を用いる人工臓器を提供する
こと。 【解決手段】 ラミニンを５０重量％以上含むマトリッ
クスと、該マトリックス中に分散された生細胞と、該マ
トリックス及び生細胞を収納し、外部との液体の流出入
が可能な収納体とを具備する人工臓器を提供した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、肝細胞、膵細胞、
腎細胞等の生細胞を用いた人工臓器に関する。
腎細胞等の生細胞を用いた人工臓器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、肝細胞等の生細胞を、マトリ
ックスの中に分散させて保持した人工臓器が知られてい
る。公知のこの種の人工臓器は、マトリックス中に分散
された生細胞を中空繊維膜の内部に収納し、体液を循環
させて生細胞にその細胞本来の生理作用を行わせ、処理
後の体液を再び患者に戻すことにより、機能が低下又は
喪失された患者の臓器を補助又は代行するものである。
マトリックスとしては、コラーゲン、フィブロネクチン
のような細胞間物質や、ポリ−Ｎ−ｐ−ビニルベンジル
−Ｄ−ラクトアミド（ＰＶＬＡ）等の樹脂が知られてい
る。
ックスの中に分散させて保持した人工臓器が知られてい
る。公知のこの種の人工臓器は、マトリックス中に分散
された生細胞を中空繊維膜の内部に収納し、体液を循環
させて生細胞にその細胞本来の生理作用を行わせ、処理
後の体液を再び患者に戻すことにより、機能が低下又は
喪失された患者の臓器を補助又は代行するものである。
マトリックスとしては、コラーゲン、フィブロネクチン
のような細胞間物質や、ポリ−Ｎ−ｐ−ビニルベンジル
−Ｄ−ラクトアミド（ＰＶＬＡ）等の樹脂が知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生細胞
を用いる従来の人工臓器では、生細胞の機能を高く維持
したまま、長期間に亘って生細胞を生かしておくことが
できず、現在までのところ、この種の人工臓器は実用化
されていない。
を用いる従来の人工臓器では、生細胞の機能を高く維持
したまま、長期間に亘って生細胞を生かしておくことが
できず、現在までのところ、この種の人工臓器は実用化
されていない。
【０００４】従って、本発明の目的は、生細胞の機能を
高く維持したまま、長期間に亘って使用可能な、生細胞
を用いる人工臓器を提供することである。
高く維持したまま、長期間に亘って使用可能な、生細胞
を用いる人工臓器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、鋭意研
究の結果、ラミニンをマトリックスとして用いることに
より、生細胞が自然な形で三次元的に保持され、その結
果、生細胞の機能を高く維持したまま、長期間に亘って
生細胞を生かしておくことができることを見出し本発明
を完成した。
究の結果、ラミニンをマトリックスとして用いることに
より、生細胞が自然な形で三次元的に保持され、その結
果、生細胞の機能を高く維持したまま、長期間に亘って
生細胞を生かしておくことができることを見出し本発明
を完成した。
【０００６】すなわち、本発明は、ラミニンを５０重量
％以上含むマトリックスと、該マトリックス中に分散さ
れた生細胞と、該マトリックス及び生細胞を収納し、外
部との液体の流出入が可能な収納体とを具備する人工臓
器を提供する。
％以上含むマトリックスと、該マトリックス中に分散さ
れた生細胞と、該マトリックス及び生細胞を収納し、外
部との液体の流出入が可能な収納体とを具備する人工臓
器を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の人工臓器に用いられる生
細胞は、体液に対して何らかの生理作用を行う細胞であ
り、好ましい例として肝細胞、膵細胞、腎細胞を挙げる
ことができるがこれらに限定されるものではない。生細
胞の由来は、特に限定されず、ヒト又はヒトの内臓と同
様な性能を発揮する動物であればよく、好ましい動物と
してブタ、ヒヒ、サル、ヒツジ、ウシ、イヌ等を挙げる
ことができる。また、これらの動物には遺伝子操作を施
された動物も含まれる。
細胞は、体液に対して何らかの生理作用を行う細胞であ
り、好ましい例として肝細胞、膵細胞、腎細胞を挙げる
ことができるがこれらに限定されるものではない。生細
胞の由来は、特に限定されず、ヒト又はヒトの内臓と同
様な性能を発揮する動物であればよく、好ましい動物と
してブタ、ヒヒ、サル、ヒツジ、ウシ、イヌ等を挙げる
ことができる。また、これらの動物には遺伝子操作を施
された動物も含まれる。
【０００８】生細胞を保持するマトリックスとしては、
ラミニンを５０重量％以上含むものが用いられる。マト
リックス中のラミニンの含量は５０重量％以上であり、
全量がラミニンであってもよい。ラミニンとコラーゲン
IVの混合物も好ましく、この場合、ラミニンとコラーゲ
ンIVの重量比は、好ましくは６：４〜８：２程度であ
る。ラミニンとコラーゲンIVの合計量は、マトリックス
全体の７０重量％以上が好ましく、さらには９０重量％
以上、特には９５重量％以上が好ましい。マトリックス
には、ラミニン及びコラーゲンIV以外の物質も本発明の
効果を有意に損なわない範囲で含まれていてもよい。こ
のような物質の例として従来からマトリックスとして用
いられているエンタクチン、プロテオグリカンやＰＶＬ
Ａのような樹脂並びにラミニンやコラーゲンIVに付随す
ることがある不純物等を例示することができる。これ
ら、ラミニン及びコラーゲンIV以外の物質の量は本発明
の効果を有意に損なわないであり、通常、３０重量％以
下、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは５重
量％以下である。
ラミニンを５０重量％以上含むものが用いられる。マト
リックス中のラミニンの含量は５０重量％以上であり、
全量がラミニンであってもよい。ラミニンとコラーゲン
IVの混合物も好ましく、この場合、ラミニンとコラーゲ
ンIVの重量比は、好ましくは６：４〜８：２程度であ
る。ラミニンとコラーゲンIVの合計量は、マトリックス
全体の７０重量％以上が好ましく、さらには９０重量％
以上、特には９５重量％以上が好ましい。マトリックス
には、ラミニン及びコラーゲンIV以外の物質も本発明の
効果を有意に損なわない範囲で含まれていてもよい。こ
のような物質の例として従来からマトリックスとして用
いられているエンタクチン、プロテオグリカンやＰＶＬ
Ａのような樹脂並びにラミニンやコラーゲンIVに付随す
ることがある不純物等を例示することができる。これ
ら、ラミニン及びコラーゲンIV以外の物質の量は本発明
の効果を有意に損なわないであり、通常、３０重量％以
下、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは５重
量％以下である。
【０００９】生細胞は、上記マトリックス中に分散状態
で保持される。上記マトリックスを用いることにより、
生細胞は生体内に近い自然な状態で三次元的に維持され
るので、細胞を高密度に充填しても細胞の機能を高く維
持したまま長期間に亘って細胞を生きたまま保つことが
できる。マトリックスと生細胞の混合物中における生細
胞の密度は、特に限定されないが、通常１０5 個／ｍｌ
〜１０9 個／ｍｌ程度であり、好ましくは、１０7 個／
ｍｌ〜１０8 個／ｍｌ程度である。また、生細胞の総数
は、生細胞の種類や、求める人工臓器の性能等に応じ適
宜選択されるが、例えば、肝細胞の場合、１０10ないし
４ｘ１０10程度が適当である。
で保持される。上記マトリックスを用いることにより、
生細胞は生体内に近い自然な状態で三次元的に維持され
るので、細胞を高密度に充填しても細胞の機能を高く維
持したまま長期間に亘って細胞を生きたまま保つことが
できる。マトリックスと生細胞の混合物中における生細
胞の密度は、特に限定されないが、通常１０5 個／ｍｌ
〜１０9 個／ｍｌ程度であり、好ましくは、１０7 個／
ｍｌ〜１０8 個／ｍｌ程度である。また、生細胞の総数
は、生細胞の種類や、求める人工臓器の性能等に応じ適
宜選択されるが、例えば、肝細胞の場合、１０10ないし
４ｘ１０10程度が適当である。
【００１０】生細胞とマトリックスの混合物は、外部と
の液体の流出入が可能な収納体に収納される。収納体の
好ましい形態として中空繊維膜を例示することができ
る。すなわち、中空繊維膜の内側（すなわち、繊維の内
側の中空部分）又は外側に生細胞とマトリックスの混合
物を充填する。この場合、中空繊維膜の分画分子量は、
細胞が流出せず、かつ、体液の流出入が円滑に行われる
大きさであり、すなわち、数万〜１００万ダルトン程度
が好ましく、特に好ましくは約１０万ダルトン程度であ
る。また、中空繊維膜の内径は特に限定されないが２５
０〜３５０μｍ程度が好ましく、また、長さも特に限定
されないが通常１００〜３５０ｍｍ程度である。また、
中空繊維膜の材質は、体液に対して有害な作用を行うも
のでなければいずれのものであってもよく、例えばポリ
スルホン、ポリエステル等を挙げることができることが
できるがこれらに限定されるものではない。このような
中空繊維膜に生細胞／マトリックス混合物を充填したも
のを数百本ないし数千本束ね、液体流入口と液体流出口
とを具備するカートリッジに収納することが好ましい。
なお、上記の物理的特性を有する中空繊維膜を数百本な
いし数千本束ね、液体流入口と液体流出口とを具備する
カートリッジに収納したものは、人工透析装置として市
販されており、本発明では、このような市販の人工透析
装置を人工臓器の収納体として好ましく利用することが
できる。
の液体の流出入が可能な収納体に収納される。収納体の
好ましい形態として中空繊維膜を例示することができ
る。すなわち、中空繊維膜の内側（すなわち、繊維の内
側の中空部分）又は外側に生細胞とマトリックスの混合
物を充填する。この場合、中空繊維膜の分画分子量は、
細胞が流出せず、かつ、体液の流出入が円滑に行われる
大きさであり、すなわち、数万〜１００万ダルトン程度
が好ましく、特に好ましくは約１０万ダルトン程度であ
る。また、中空繊維膜の内径は特に限定されないが２５
０〜３５０μｍ程度が好ましく、また、長さも特に限定
されないが通常１００〜３５０ｍｍ程度である。また、
中空繊維膜の材質は、体液に対して有害な作用を行うも
のでなければいずれのものであってもよく、例えばポリ
スルホン、ポリエステル等を挙げることができることが
できるがこれらに限定されるものではない。このような
中空繊維膜に生細胞／マトリックス混合物を充填したも
のを数百本ないし数千本束ね、液体流入口と液体流出口
とを具備するカートリッジに収納することが好ましい。
なお、上記の物理的特性を有する中空繊維膜を数百本な
いし数千本束ね、液体流入口と液体流出口とを具備する
カートリッジに収納したものは、人工透析装置として市
販されており、本発明では、このような市販の人工透析
装置を人工臓器の収納体として好ましく利用することが
できる。
【００１１】なお、収納体は、上記のような中空繊維膜
に限定されるものではなく、例えば袋状の平膜や、通常
の容器のような形態であってもよく、要するに前記マト
リックス／生細胞混合物を収容して、これに体液を接触
させ、かつ接触後の体液を取出せる構造になっているも
のは全て本発明の範囲に含まれる。
に限定されるものではなく、例えば袋状の平膜や、通常
の容器のような形態であってもよく、要するに前記マト
リックス／生細胞混合物を収容して、これに体液を接触
させ、かつ接触後の体液を取出せる構造になっているも
のは全て本発明の範囲に含まれる。
【００１２】本発明の人工臓器は、上記マトリックスを
構成する物質（以下、「マトリックス物質」ということ
がある）の溶液と、生細胞の懸濁液を混合し、この混合
液を上記収納体に充填することにより製造することがで
きる。マトリックス物質の溶液の溶媒としては、マトリ
ックス物質を溶解することができ、生細胞に悪影響を与
えないものならばいずれのものでも用いることができ、
好ましい例として、培養液、生理食塩水、緩衝液等を挙
げることができる。また、マトリックス物質溶液中のマ
トリックス物質の濃度は特に限定されないが、０．１〜
１．５w/v ％程度が好ましく、特には約１w/v ％程度が
好ましい。一方、生細胞の懸濁液の溶媒としては、生理
食塩緩衝液等、生細胞の懸濁に常用されているものを用
いることができる。生細胞懸濁液中の細胞密度は、特に
限定されないが１０5 〜１０9 個／ｍｌ程度が好まし
く、さらに好ましくは、１０7 〜１０8 個／ｍｌ程度で
ある。マトリックス物質溶液と生細胞懸濁液との混合比
率は、上記した好ましい生細胞密度を達成するように選
択される。収納体が中空繊維膜である場合には、マトリ
ックス物質溶液と生細胞懸濁液との混合物を中空繊維の
中空部分に流し込み、３７℃で放置することにより、マ
トリックス物質がゲル化してゲル状のマトリックス中に
生細胞が分散したものが得られる。
構成する物質（以下、「マトリックス物質」ということ
がある）の溶液と、生細胞の懸濁液を混合し、この混合
液を上記収納体に充填することにより製造することがで
きる。マトリックス物質の溶液の溶媒としては、マトリ
ックス物質を溶解することができ、生細胞に悪影響を与
えないものならばいずれのものでも用いることができ、
好ましい例として、培養液、生理食塩水、緩衝液等を挙
げることができる。また、マトリックス物質溶液中のマ
トリックス物質の濃度は特に限定されないが、０．１〜
１．５w/v ％程度が好ましく、特には約１w/v ％程度が
好ましい。一方、生細胞の懸濁液の溶媒としては、生理
食塩緩衝液等、生細胞の懸濁に常用されているものを用
いることができる。生細胞懸濁液中の細胞密度は、特に
限定されないが１０5 〜１０9 個／ｍｌ程度が好まし
く、さらに好ましくは、１０7 〜１０8 個／ｍｌ程度で
ある。マトリックス物質溶液と生細胞懸濁液との混合比
率は、上記した好ましい生細胞密度を達成するように選
択される。収納体が中空繊維膜である場合には、マトリ
ックス物質溶液と生細胞懸濁液との混合物を中空繊維の
中空部分に流し込み、３７℃で放置することにより、マ
トリックス物質がゲル化してゲル状のマトリックス中に
生細胞が分散したものが得られる。
【００１３】本発明の人工臓器の好ましい使用態様の１
例を図１に基づいて説明する。患者の大腿動脈からポン
プ１０により血液を抜き出してプラズマセパレーター１
２に導き、血球成分と血漿に分離する。ポンプ１０によ
る送液速度は６０〜１５０ｍｌ／分が好ましい。血漿成
分をポンプ１４により熱交換器１６に導く。ポンプ１４
の送液速度は３０ｍｌ／分程度が好ましい。熱交換器１
６は、血漿の温度をヒトの体温（３７℃）に維持するた
めに用いられる。血漿は次いで、熱交換器１６に隣接し
て設けられているオキシゲネーター１８に導かれ、ここ
で酸素を供給される。酸素の供給は、生細胞の生存にと
って有利であるが、必須的ではない。オキシゲネーター
１８を通った血漿は本発明の人工臓器２０に導かれ、マ
トリックス中に保持された生細胞と接触する。図示の人
工臓器２０は、多数の中空繊維膜の中空部分にマトリッ
クス／生細胞混合物を充填したものを、液体流入口２２
と液体流出口２４とを具備するカートリッジに収納した
ものである。マトリックス／生細胞混合物が中空繊維膜
に充填されている場合には、生細胞との接触を十分に確
保するために、血漿を中空繊維膜の内側の中空部分に導
き、中空繊維膜の側面にある多数の孔から流出してきた
処理後の血漿を液体流出口２４から送り出すようにする
ことが好ましい。液体流出口２４から送り出された処理
後の血漿は、プラズマセパレーター１２で分離された血
球成分と合流して患者の体内に戻される。なお、人工臓
器の使用態様は上記のものに限定されるものではなく、
例えば、体内に埋め込むタイプも可能である。
例を図１に基づいて説明する。患者の大腿動脈からポン
プ１０により血液を抜き出してプラズマセパレーター１
２に導き、血球成分と血漿に分離する。ポンプ１０によ
る送液速度は６０〜１５０ｍｌ／分が好ましい。血漿成
分をポンプ１４により熱交換器１６に導く。ポンプ１４
の送液速度は３０ｍｌ／分程度が好ましい。熱交換器１
６は、血漿の温度をヒトの体温（３７℃）に維持するた
めに用いられる。血漿は次いで、熱交換器１６に隣接し
て設けられているオキシゲネーター１８に導かれ、ここ
で酸素を供給される。酸素の供給は、生細胞の生存にと
って有利であるが、必須的ではない。オキシゲネーター
１８を通った血漿は本発明の人工臓器２０に導かれ、マ
トリックス中に保持された生細胞と接触する。図示の人
工臓器２０は、多数の中空繊維膜の中空部分にマトリッ
クス／生細胞混合物を充填したものを、液体流入口２２
と液体流出口２４とを具備するカートリッジに収納した
ものである。マトリックス／生細胞混合物が中空繊維膜
に充填されている場合には、生細胞との接触を十分に確
保するために、血漿を中空繊維膜の内側の中空部分に導
き、中空繊維膜の側面にある多数の孔から流出してきた
処理後の血漿を液体流出口２４から送り出すようにする
ことが好ましい。液体流出口２４から送り出された処理
後の血漿は、プラズマセパレーター１２で分離された血
球成分と合流して患者の体内に戻される。なお、人工臓
器の使用態様は上記のものに限定されるものではなく、
例えば、体内に埋め込むタイプも可能である。
【００１４】本発明の人工臓器は、当該臓器の機能が低
下し又は喪失された患者の当該臓器の補助又は代行を行
うために利用することができる。例えば、生細胞が肝細
胞の場合、本発明の人工臓器を用いることにより、劇症
肝炎や術後肝不全のような重篤な肝疾患患者の生命を維
持することができる。
下し又は喪失された患者の当該臓器の補助又は代行を行
うために利用することができる。例えば、生細胞が肝細
胞の場合、本発明の人工臓器を用いることにより、劇症
肝炎や術後肝不全のような重篤な肝疾患患者の生命を維
持することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づきより具体的に
説明する。もっとも、本発明は、下記実施例に限定され
るものではない。
説明する。もっとも、本発明は、下記実施例に限定され
るものではない。
【００１６】実施例１ (1) 人工肝臓の作製 体重２０ｋｇのブタ（雄、２０週齢）を畜殺し、肝臓を
摘出した。脱血後、コラーゲナーゼ処理を行い、肝細胞
を分散した。これを遠心して、緩衝液にて数回洗浄し
た。ラミニン、コラーゲンIV混合液（２：１）１．３％
（w/v ）１００ｍｌを洗浄した肝細胞懸濁液（溶媒：培
養液）１００ｍｌと混合し、ホモゲナイズした。該混合
物（２００ｍｌ）中の肝細胞の数は２×１０10個であっ
た。この混合物を市販の人工透析装置の中空繊維内に加
圧しながら封入した。この市販の人工透析装置は、分画
分子量１０万ダルトン、内径２６０μｍ、肉厚７５μ
ｍ、長さ１８０ｍｍのポリスルホン中空繊維膜２５０本
を直径５ｃｍ、長さ２０ｃｍのカートリッジに収納した
ものである。
摘出した。脱血後、コラーゲナーゼ処理を行い、肝細胞
を分散した。これを遠心して、緩衝液にて数回洗浄し
た。ラミニン、コラーゲンIV混合液（２：１）１．３％
（w/v ）１００ｍｌを洗浄した肝細胞懸濁液（溶媒：培
養液）１００ｍｌと混合し、ホモゲナイズした。該混合
物（２００ｍｌ）中の肝細胞の数は２×１０10個であっ
た。この混合物を市販の人工透析装置の中空繊維内に加
圧しながら封入した。この市販の人工透析装置は、分画
分子量１０万ダルトン、内径２６０μｍ、肉厚７５μ
ｍ、長さ１８０ｍｍのポリスルホン中空繊維膜２５０本
を直径５ｃｍ、長さ２０ｃｍのカートリッジに収納した
ものである。
【００１７】一方、比較のため、マトリックス物質のみ
を変えて上記と同じ方法により、市販のプラスチック
（ポリウレタン）（比較例１）、コラーゲンＩ（比較例
２）、ＰＶＬＡ（比較例３）をマトリックス物質とする
人工肝臓を作製した。
を変えて上記と同じ方法により、市販のプラスチック
（ポリウレタン）（比較例１）、コラーゲンＩ（比較例
２）、ＰＶＬＡ（比較例３）をマトリックス物質とする
人工肝臓を作製した。
【００１８】(2) 人工肝臓の性能評価 体重２５ｋｇのブタ（雄、２７週齢）を開腹し、肝動脈
を結索、門脈と下大静脈を縫合した。これを肝不全モデ
ルとして使用した。このブタの大腿動脈を図１に示す体
外血液循環装置（人工臓器として、実施例１又は比較例
１、２若しくは３の人工肝臓を具備する）に連結し、図
１に基づいて先に説明した方法により、血液の処理を行
った。
を結索、門脈と下大静脈を縫合した。これを肝不全モデ
ルとして使用した。このブタの大腿動脈を図１に示す体
外血液循環装置（人工臓器として、実施例１又は比較例
１、２若しくは３の人工肝臓を具備する）に連結し、図
１に基づいて先に説明した方法により、血液の処理を行
った。
【００１９】血液処理開始後１日、４日、９日に人工肝
臓中の肝細胞の一部をサンプリングし、細胞中のアルブ
ミン及びβ−アクチンのｍＲＮＡ量を常法であるノーザ
ン分析により定量し、アルブミンｍＲＮＡ／β−アクチ
ンｍＲＮＡの比率を計算した。結果を図２に示す。
臓中の肝細胞の一部をサンプリングし、細胞中のアルブ
ミン及びβ−アクチンのｍＲＮＡ量を常法であるノーザ
ン分析により定量し、アルブミンｍＲＮＡ／β−アクチ
ンｍＲＮＡの比率を計算した。結果を図２に示す。
【００２０】β−アクチンｍＲＮＡは平面培養で最も高
い値を示すことが知られており、これを分母としてアル
ブミンｍＲＮＡ量を分子とする比率をとることにより、
肝細胞の活力の指標とすることができる。図２から明ら
かなように、本発明の人工肝臓を用いた場合には、血液
処理開始後９日目においても、肝細胞は高い活力を維持
しているのに対し、本発明で規定されるマトリックス以
外のマトリックスを用いた比較例１〜３の人工肝臓で
は、肝細胞の活力が血液処理開始後１日から既に低く、
９日後にはほとんど機能していないことがわかる。
い値を示すことが知られており、これを分母としてアル
ブミンｍＲＮＡ量を分子とする比率をとることにより、
肝細胞の活力の指標とすることができる。図２から明ら
かなように、本発明の人工肝臓を用いた場合には、血液
処理開始後９日目においても、肝細胞は高い活力を維持
しているのに対し、本発明で規定されるマトリックス以
外のマトリックスを用いた比較例１〜３の人工肝臓で
は、肝細胞の活力が血液処理開始後１日から既に低く、
９日後にはほとんど機能していないことがわかる。
【００２１】実施例２、比較例４〜７ (1) 人工肝臓の作製 肝細胞がラット由来であり、マトリックス物質溶液と肝
細胞懸濁液の混合物の量が２５ｍｌである（従って、肝
細胞の総数は２．２５×１０9 個）であることを除き、
実施例１と同様の方法により人工肝臓を調製した（実施
例２）。また、比較のため、マトリックス物質としてＰ
ＶＬＡ（比較例４）、コラーゲンゲルサンドイッチ（肝
細胞をコラーゲンゲルでサンドイッチ状に挟んだもの）
（比較例５）、コラーゲンゲル（比較例６）、コラーゲ
ンで市販のプラスチック（ポリウレタン）をコーティン
グしたもの（比較例７）を用いて同様に人工肝臓を作製
した。
細胞懸濁液の混合物の量が２５ｍｌである（従って、肝
細胞の総数は２．２５×１０9 個）であることを除き、
実施例１と同様の方法により人工肝臓を調製した（実施
例２）。また、比較のため、マトリックス物質としてＰ
ＶＬＡ（比較例４）、コラーゲンゲルサンドイッチ（肝
細胞をコラーゲンゲルでサンドイッチ状に挟んだもの）
（比較例５）、コラーゲンゲル（比較例６）、コラーゲ
ンで市販のプラスチック（ポリウレタン）をコーティン
グしたもの（比較例７）を用いて同様に人工肝臓を作製
した。
【００２２】(2) 人工肝臓の性能評価 作製された人工肝臓を、実施例１と同じ体外血液循環シ
ステムに組み入れ、実施例１と同様な肝不全モデルブタ
を用いて血液処理を行った。血液処理開始１日〜２２日
後に、処理後の血漿中のアルブミン量（すなわち、肝細
胞による分泌アルブミン量）を、市販の血清アルブミン
抗体を用いた免疫測定法により定量した。結果を図３に
示す。
ステムに組み入れ、実施例１と同様な肝不全モデルブタ
を用いて血液処理を行った。血液処理開始１日〜２２日
後に、処理後の血漿中のアルブミン量（すなわち、肝細
胞による分泌アルブミン量）を、市販の血清アルブミン
抗体を用いた免疫測定法により定量した。結果を図３に
示す。
【００２３】アルブミンの分泌は肝細胞の重要な機能で
ある。本発明の人工肝臓では、肝細胞のアルブミン分泌
量が血液処理開始１６日以降も高く維持されているのに
対し、比較例の人工肝臓では、血液処理開始１６日以降
は、最も高い比較例５のものでも本発明の半分以下であ
る。よって、本発明によれば、肝細胞の能力を高く維持
したまま、肝細胞を長期間に亘って維持できることがわ
かる。
ある。本発明の人工肝臓では、肝細胞のアルブミン分泌
量が血液処理開始１６日以降も高く維持されているのに
対し、比較例の人工肝臓では、血液処理開始１６日以降
は、最も高い比較例５のものでも本発明の半分以下であ
る。よって、本発明によれば、肝細胞の能力を高く維持
したまま、肝細胞を長期間に亘って維持できることがわ
かる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、生細胞を用いる人工臓
器において、ラミニンを主成分とするマトリックスを用
いることにより、生細胞が自然な形で三次元的に保持さ
れ、その結果、生細胞の機能を高く維持したまま、長期
間に亘って生細胞を生かしておくことができる。
器において、ラミニンを主成分とするマトリックスを用
いることにより、生細胞が自然な形で三次元的に保持さ
れ、その結果、生細胞の機能を高く維持したまま、長期
間に亘って生細胞を生かしておくことができる。
【図１】本発明の人工臓器の好ましい使用態様の１例を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】本発明及び比較例の人工肝臓における、血液処
理開始後の日数と、肝細胞中にアルブミンｍＲＮＡ／β
−アクチンｍＲＮＡ比の関係を示す図である。
理開始後の日数と、肝細胞中にアルブミンｍＲＮＡ／β
−アクチンｍＲＮＡ比の関係を示す図である。
【図３】本発明及び比較例の人工肝臓における、血液処
理開始後の日数と、肝細胞により分泌されたアルブミン
量の関係を示す図である。
理開始後の日数と、肝細胞により分泌されたアルブミン
量の関係を示す図である。
１０ ポンプ １２ プラズマセパレーター １４ ポンプ １６ 熱交換器 １８ オキシゲネーター ２０ 人工臓器 ２２ 人工臓器の液体流入口 ２４ 人工臓器の液体流出口
Claims (6)
- 【請求項１】 ラミニンを５０重量％以上含むマトリッ
クスと、該マトリックス中に分散された生細胞と、該マ
トリックス及び生細胞を収納し、外部との液体の流出入
が可能な収納体とを具備する人工臓器。 - 【請求項２】 前記マトリックスはラミニンとコラーゲ
ンIVを含む請求項１記載の人工臓器。 - 【請求項３】 前記生細胞は肝細胞、膵細胞又は腎細胞
である請求項１又は２記載の人工臓器。 - 【請求項４】 前記生細胞は肝細胞である請求項３に記
載の人工臓器。 - 【請求項５】 前記収納体は、中空繊維膜であり、前記
マトリックス及び生細胞は、該中空繊維膜中又は膜外に
充填される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の人
工臓器。 - 【請求項６】 液体流入口と液体流出口とを具備するカ
ートリッジに複数本の前記中空繊維膜が収納されている
請求項５記載の人工臓器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261045A JPH1176400A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 人工臓器 |
| PCT/JP1998/004030 WO1999012589A1 (fr) | 1997-09-09 | 1998-09-09 | Organe artificiel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261045A JPH1176400A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 人工臓器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007242013A Division JP4304223B2 (ja) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | 人工臓器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1176400A true JPH1176400A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17356299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9261045A Pending JPH1176400A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 人工臓器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1176400A (ja) |
| WO (1) | WO1999012589A1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503022A (ja) * | 1999-06-21 | 2003-01-28 | ザ・ジェネラル・ホスピタル・コーポレイション | 臓器補助装置のための細胞培養システムおよび方法 |
| JPWO2004085606A1 (ja) * | 2003-03-24 | 2006-06-29 | 独立行政法人国立環境研究所 | 細胞培養基質および細胞接着蛋白質またはペプチドの固相化標品 |
| JP2012522511A (ja) * | 2009-03-31 | 2012-09-27 | リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ | 臓器および組織を脱細胞化および再細胞化する方法 |
| US10220056B2 (en) | 2005-08-26 | 2019-03-05 | Miromatrix Medical, Inc. | Decellularization and recellularization of solid organs |
| US10233420B2 (en) | 2010-09-01 | 2019-03-19 | Regents Of The University Of Minnesota | Methods of recellularizing a tissue or organ for improved transplantability |
| US11278643B2 (en) | 2016-09-06 | 2022-03-22 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Use of resected liver serum for whole liver-engineering |
| US11452797B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-09-27 | Miromatrix Medical Inc. | Use of perfusion decellularized liver for islet cell recellularization |
| US12263275B2 (en) | 2018-06-13 | 2025-04-01 | Miromatrix Medical Inc. | Fistula filler and deployment system |
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|---|---|---|---|---|
| CN102210889A (zh) * | 2010-04-02 | 2011-10-12 | 瑞德肝脏疾病研究(上海)有限公司 | 一种用于人工肝透析的体外生物材料及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6417653A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Otsuka Pharma Co Ltd | Laminate type hybrid artificial liver apparatus |
| JPH0669487B2 (ja) * | 1991-02-15 | 1994-09-07 | 東京大学長 | 生体細胞の成長並びに機能分化の促進・制御方法 |
-
1997
- 1997-09-09 JP JP9261045A patent/JPH1176400A/ja active Pending
-
1998
- 1998-09-09 WO PCT/JP1998/004030 patent/WO1999012589A1/ja not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003503022A (ja) * | 1999-06-21 | 2003-01-28 | ザ・ジェネラル・ホスピタル・コーポレイション | 臓器補助装置のための細胞培養システムおよび方法 |
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| JP4555773B2 (ja) * | 2003-03-24 | 2010-10-06 | 独立行政法人国立環境研究所 | 細胞培養基質および細胞接着蛋白質またはペプチドの固相化標品 |
| US10220056B2 (en) | 2005-08-26 | 2019-03-05 | Miromatrix Medical, Inc. | Decellularization and recellularization of solid organs |
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| JP2019134723A (ja) * | 2009-03-31 | 2019-08-15 | ミロマトリックス メディカル インコーポレイテッド | 臓器および組織を脱細胞化および再細胞化する方法 |
| JP2017195900A (ja) * | 2009-03-31 | 2017-11-02 | リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ | 臓器および組織を脱細胞化および再細胞化する方法 |
| JP2016039903A (ja) * | 2009-03-31 | 2016-03-24 | リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ | 臓器および組織を脱細胞化および再細胞化する方法 |
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| JP2024015176A (ja) * | 2009-03-31 | 2024-02-01 | ミロマトリックス メディカル インコーポレイテッド | 臓器および組織を脱細胞化および再細胞化する方法 |
| US10233420B2 (en) | 2010-09-01 | 2019-03-19 | Regents Of The University Of Minnesota | Methods of recellularizing a tissue or organ for improved transplantability |
| US11414644B2 (en) | 2010-09-01 | 2022-08-16 | Regents Of The University Of Minnesota | Methods of recellularizing a tissue or organ for improved transplantability |
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| US11278643B2 (en) | 2016-09-06 | 2022-03-22 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Use of resected liver serum for whole liver-engineering |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999012589A1 (fr) | 1999-03-18 |
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