人工軟骨及其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種人工軟骨及其制造方法，該人工軟骨含有15~95質量%的膠原蛋白、4.9~70質量%的蛋白聚糖、和0.1~20質量%的透明質酸。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。本專利技術涉及以生物體軟骨的成分作為原料的富有彈性的人工軟骨、及其制造方法。
技術介紹
軟骨組織由軟骨細胞和軟骨基質(matrix)組成。軟骨細胞是高度分化的細胞，其僅占軟骨組織中的約10%，雖然基本上沒有通過細胞分裂的增殖，但是軟骨細胞在軟骨組織內產生軟骨基質成分，有助于維持占軟骨組織約90%的軟骨基質。雖然已經有嘗試使用軟骨細胞人工再生軟骨組織，將其利用于針對軟骨的破損 變性的治療中，但是為了形成軟骨樣組織，使軟骨細胞自身產生軟骨基質成分的工序是不可缺的。然而，現有技術中，使軟骨細胞高效率的生成修補缺損部的充足量的軟骨基質是困難的，現在仍然存在許多需要解決的問題。 還進行了化學制備類似軟骨組織的組織再生用材料的研究。例如，日本專利公開號2002-80501公開了通過糖胺聚糖(glycosaminoglycan)和聚陽離子的縮合反應得到的組織再生基質用糖胺聚糖-聚陽離子復合物，其記載了作為軟骨、肝臟、血管、神經等各種組織的再生材料是有用的。然而，日本專利公開號2002-80501中記載的復合物與生物體軟骨不同，由于其是以糖胺聚糖和聚陽離子作為主要的兩種成分形成的，恐怕不能得到充分的生物體親和性。另外，由于在制造過程中使用了交聯劑和縮合劑，需要洗凈除去這些交聯齊U、縮合劑以及它們的副產物，需要許多步驟的同時，在將得到的復合物移植入體內的情況中，有產生化學物質的殘留問題的危險。進一步地，由于使用交聯劑和縮合劑制成的復合物的構造不是類似于納米級的、生物體組織的構造，因此恐怕不能滿足作為軟骨的功能所必需的低摩擦性、耐壓力性和生物體親和性。國際公開號2007/032404公開了包含(a)混合糖胺聚糖和蛋白聚糖，制備糖胺聚糖蛋白聚糖聚集體的工序，和(b)在上述糖胺聚糖蛋白聚糖聚集體中混合膠原蛋白的工序的，自我組織化糖胺聚糖/蛋白聚糖/膠原蛋白復合物的制造方法，其記載了該糖胺聚糖/蛋白聚糖/膠原蛋白復合物具有作為軟骨再生醫療的生物材料的非常適合的性質，同時由于其是通過自我組織化制成的，不需要除去雜質等的工序。然而，通過國際公開號2007/032404中記載的方法得到的復合物實際上僅由膠原蛋白成分組成，沒有發生充分的復合化。
技術實現思路
[專利技術所解決的課題]因此，本專利技術的目的是提供由糖胺聚糖/蛋白聚糖/膠原蛋白復合物形成的，機械強度、生物體親和性和自我組織化優異的人工軟骨。[解決課題的方法]鑒于上述目的專心研究的結果，本專利技術人發現通過冷凍干燥含有合意的比例的膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸的分散物得到的復合物適合于作為人工軟骨，而想到了本專利技術。即，本專利技術的人工軟骨的特征在于含有15 95質量％的膠原蛋白、4.9^70質量％的蛋白聚糖和0.r2o質量％的透明質酸。上述人工軟骨優選被交聯處理。上述人工軟骨優選被滅菌處理。制造由膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸形成的人工軟骨的本專利技術的第一種方法的特征在于具有以下工序:得到由透明質酸和膠原蛋白形成的第一組合物的工序，得到由蛋白聚糖和膠原蛋白形成的第二組合物的工序，將上述第一和第二組合物混合的工序，和將得到的混合物冷凍干燥(第一冷凍干燥)的工序。制造由膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸形成的人工軟骨的本專利技術的第二種方法的特征在于具有以下工序:將膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸混合的工序，和將得到的混合物冷凍干燥(第一冷凍干燥)的工序。上述冷凍干燥后，優選交聯處理。制造人工軟骨的本專利技術的第一種和第二種方法優選進一步具有以下工序:將得到的冷凍干燥物粉碎的工序，將得到的冷凍干燥物粉末分散于水中的工序，和將得到的分散物再次冷凍干燥(第二冷凍干燥)的工序。優選在上述第二冷凍干燥后進行交聯處理。上述交聯處理優選熱脫水交聯。`優選對交聯后的人工軟骨進行Y射線照射處理。[專利技術的效果]由于本專利技術的人工軟骨以合意的比例含有膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸，因此其機械強度、生物體親和性和自我組織化優異。本專利技術的方法能夠簡便地制造機械強度、生物體親和性和自我組織化優異的人工軟骨。具體實施例方式[I]人工軟骨本專利技術的人工軟骨含有15 95質量％的膠原蛋白、4.9^70質量％的蛋白聚糖和0.廣20質量％的透明質酸。通過膠原蛋白形成作為軟骨組織骨架的網狀結構，并且物理地和/或化學地形成與透明質酸和蛋白聚糖的交聯，能夠保持充足的水分，得到具有軟骨特有的彈性的人工軟骨。人工軟骨中的膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸的量較優選分別為45飛5質量％、20 40質量％和1.5飛質量％。在該范圍的情況下，人工軟骨特別適合于作為關節軟骨。膠原蛋白含量不足15質量％的情況時，由于插入生物體時的膨脹率大，使人工軟骨很難適合軟骨缺損部，且由于膨脹人工軟骨的孔隙率降低。膠原蛋白含量超過95質量％的情況時，人工軟骨的著色變大。蛋白聚糖含量不足4.9質量％的情況時，人工軟骨的彈性下降，作為軟骨的性能下降。蛋白聚糖含量超過70質量％的情況時，通過人工軟骨的膨脹，尺寸的變化大，孔隙率下降。透明質酸含量不足0.1質量％的情況時，人工軟骨的彈性下降，作為軟骨的性能下降，同時人工軟骨表面的潤滑性(低摩擦性)下降。透明質酸含量超過20質量％的情況時，大大超過了生物體軟骨中所含有的比例，由于成為與生物體軟骨不同成分的材料，根據適用部位，確保膠原蛋白和蛋白聚糖的合意的含有比例變得困難。作為膠原蛋白，沒有特別地限定，可以使用從動物等提取的物質。并且作為來源的動物的種類、組織部位、年齡等也沒有特別地限定。一般地，可以使用從哺乳動物(例如牛、豬、馬、兔子、老鼠等)或鳥類(例如雞等)的皮膚、骨、軟骨、肌腱、臟器等得到的膠原蛋白。還可以使用從魚類(例如鱈魚、比目魚、蝶魚、鮭魚、鱒魚、金槍魚、鯖魚、紅鯛魚、沙丁魚、S魚等)的皮、骨、軟骨、鰭、鱗、臟器等得到的膠原蛋白。另外，膠原蛋白的提取方法沒有特別地限定，可以使用一般的提取方法。也可以使用合成膠原蛋白或通過基因重組技術得到的膠原蛋白代替從動物組織中提取出的膠原蛋白。糖胺聚糖是由氨基糖與糖醛酸或半乳糖結合得到的二糖的重復結構形成的酸性多糖。本專利技術中使用的透明質酸是糖胺聚糖的一種，除了透明質酸，還可以使用硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、硫酸角質素、肝素等，但是優選使用透明質酸。蛋白聚糖是在一個作為核心的蛋白質上結合一條或多條糖胺聚糖鏈的物質。作為蛋白聚糖沒有特別地限定，可以舉例聚集蛋白聚糖、多功能蛋白聚糖、神經蛋白聚糖、短小蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、雙鏈蛋白聚糖、絲甘蛋白聚糖、基底膜聚糖、多配體聚糖、磷脂酰肌醇聚糖、基膜聚糖、角膜蛋白聚糖等，但是優選聚集蛋白聚糖。蛋白聚糖的來源沒有特別地限定，根據復合物的使用目的，可以從哺乳動物(人類、牛、豬等)、鳥類(雞等)、魚類(鯊魚、鮭魚等)、甲殼類(螃蟹、蝦等)等的各種動物來源中適當地選擇。特別地，當將本專利技術的人工軟骨用作人類軟骨缺損或變性的治療用時，則優選從人免疫原性低的來源中選擇。作為人工軟骨中的膠原蛋白的 含量測定方法，可以舉例UV吸收測定法、HPLC法等。作為透明質酸的含量測定，可以舉例咔唑硫酸法、利用透明質酸結合性蛋白質的抑制法、HPLC法等。作為蛋白聚糖的含量測定，可以舉例比色定量法(使用色素DMMB)、HPLC法坐寸o人工軟骨優選實施交聯處理。交聯處理可以通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種人工軟骨，其含有15~95質量%的膠原蛋白、4.9~70質量%的蛋白聚糖、和0.1~20質量%的透明質酸。

【技術特征摘要】
2011.11.08 JP 2011-2446311.一種人工軟骨，其含有15 95質量％的膠原蛋白、4.9 70質量％的蛋白聚糖、和2o質量％的透明質酸。2.根據權利要求1所述的人工軟骨，其特征在于所述人工軟骨經過交聯處理。3.根據權利要求1或2所述的人工軟骨，其特征在于所述人工軟骨經過滅菌處理。4.一種制造由膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸形成的人工軟骨的方法，其特征在于所述人工軟骨的制造方法具有以下工序:得到由透明質酸和膠原蛋白形成的第一組合物的工序，得到由蛋白聚糖和膠原蛋白形成的第二組合物的工序，混合上述第一和第二組合物得到混合物的工序，以及將 得到的混合物冷凍干燥的工序。5.一種制造由膠原蛋白、蛋白聚糖和透明質酸形成的人工軟骨的方法，其特征在于所述人工軟骨的制造方法具有以下工序:將膠原蛋白、蛋白聚糖和透明...

【專利技術屬性】
技術研發人員：河東萬智子，
申請(專利權)人：HOYA株式會社，
類型：發明
國別省市：