JP5140685B2 - 豚、牛の心膜、又は人の屍体の心臓弁のような、動物又は人由来の生物組織の処理方法 - Google Patents
豚、牛の心膜、又は人の屍体の心臓弁のような、動物又は人由来の生物組織の処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5140685B2 JP5140685B2 JP2009550214A JP2009550214A JP5140685B2 JP 5140685 B2 JP5140685 B2 JP 5140685B2 JP 2009550214 A JP2009550214 A JP 2009550214A JP 2009550214 A JP2009550214 A JP 2009550214A JP 5140685 B2 JP5140685 B2 JP 5140685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- tissue
- heart valve
- animal
- human
- 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
Links
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 title claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 title claims description 21
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 title claims description 11
- 210000003516 pericardium Anatomy 0.000 title claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 6
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 8
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 7
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 7
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 7
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 5
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 3
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 3
- 208000005189 Embolism Diseases 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 2
- 238000013130 cardiovascular surgery Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000031220 Hemophilia Diseases 0.000 description 1
- 208000009292 Hemophilia A Diseases 0.000 description 1
- 208000007353 Hip Osteoarthritis Diseases 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000003947 Knee Osteoarthritis Diseases 0.000 description 1
- ISZIECUHZQGAPV-UHFFFAOYSA-N NP(O)(=O)OP(O)=O Chemical compound NP(O)(=O)OP(O)=O ISZIECUHZQGAPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 241000282898 Sus scrofa Species 0.000 description 1
- 208000001435 Thromboembolism Diseases 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 206010053648 Vascular occlusion Diseases 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 210000001765 aortic valve Anatomy 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000005757 colony formation Effects 0.000 description 1
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003511 endothelial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 238000011542 limb amputation Methods 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 208000010125 myocardial infarction Diseases 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 1
- 210000000779 thoracic wall Anatomy 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 210000003454 tympanic membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
- 208000021331 vascular occlusion disease Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3683—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
- A61L2400/18—Modification of implant surfaces in order to improve biocompatibility, cell growth, fixation of biomolecules, e.g. plasma treatment
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Botany (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
本発明は、豚の心臓弁、牛の心膜の心臓弁、又は人の屍体の心臓弁のような、動物又は人由来の生物組織の処理方法に関連している。
本発明の背景について、特に組織工学の分野においてコラーゲンマトリクスとしての、様々に前処理した動物由来組織の利用に係る操作方法が、未来の改良した治療方法に対する様々な外科手術分野において重要となってきていることを述べなければならない。関連した利用分野は、心血管手術において見られ得るが、整形外科及び脳外科も利用分野として考えられる。
心血管手術におけるコラーゲンマトリクスの利用のために、良好な血液適合性及び機械的安定性が確保されなければならない。これに関して例えば、豚の弁、又は牛の心膜弁のような動物由来心臓弁が、小さな直径と、生物的又は機械的血液ポンプのポンプ室とを備えた生物血管プロテーゼと同様に述べられるべきである。整形外科手術治療において、特に安定なコラーゲンマトリクスが、軟骨、靭帯、及び腱の代替物用に特に関心をもたれている。最後に脳外科において、例えば腫瘍手術後の頭蓋骨閉鎖用コラーゲン組織が、本発明の利用分野とみなされ得る。
本発明が基礎としている特定の問題は、例えば心臓弁置換から明らかとされる。世界中で一年に２００，０００人を超える患者に移植された心臓弁置換のうち、約５０％が人工的な、機械心臓弁で作られており、５０％が豚の心臓弁と牛の心膜の弁に基づく生物移植から成される。機械的心臓弁の移植は、永久的なアフターケアのために、プロテーゼから来る塞栓症予防のための、血餅抑制治療の管理を必要とする。よって、このようにして通院する患者は、実際上「人工血友病患者」となる。
動物由来の生物心臓弁は、長期安定性をなし得るために、グルタルアルデヒドで処理されなければならない。こうしてグルタルジアルデヒドから生成した遊離アルデヒド基のために、生物心臓弁はそれ自体毒性を有し、よって細胞とコロニー形成することができない。細胞コロニー形成は、これら生物弁に、より著しく長い期間耐久性を与えるはずである。しかしながら細胞コロニー形成前には解毒が必要となるだろう。先行技術から、これに係る医学的研究が公知であって、遊離アルデヒド基を結合させる物質が用いられる。これに係る参考文献が参照文献（非特許文献１〜４）になされている。
また、クエン酸の補助により解毒を成し遂げるための試験が実施された。これは、特に非特許文献５に開示されているように成功した。
そこで成し遂げられた解毒度は、ほんの２０〜３０％であった。
グルタルアルデヒドの付着した組織の適切な解毒と、それによる移植後の、身体の自身の組織による被覆可能性、いわゆる「内皮化（Endothelialisierung）」とがあれば、血栓を抑制するための治療管理無しで生涯継続することのできる心臓弁のゴールを達成することが可能となろう。
本発明の範囲の更なる例は、小穴血管プロテーゼである。この種類の移植片は、一般的に現在のところプラスチック材料、つまりPTFE又はPETで作られている。それらは、特に末梢下肢用血管代替物、大動脈冠動脈バイパス、及び末梢透析用シャントとしての用途において、比較的高い閉塞率を有している。これらプロテーゼ領域内での血管閉塞の結果は、下肢切断を含む、結果として、死又はシャント補正が必須となる、強烈な心筋梗塞となる。ここでも、豚、牛、又はヤギ供与者（ドナー）血管の形態をした動物由来の小穴グルタルアルデヒド付着生物組織は、この種類の組織が解毒され且つ内皮化され得る、又は血流内において内皮化され得るならば、かなりの改良をもたらすであろう。筋肉ポンプの用途においても、血液に接触するようになる構成要素が例えば適切な解毒処置によって生体適合性を増すことができれば、血栓塞栓症合併症を回避することができるだろう。
動物由来コラーゲンマトリクスの形態の、この種類の生物組織の更なる利用分野は、股関節、膝関節及び踝関節の、変形性関節症治療のための、安定で生体適合性可能なグルタルアルデヒド付着した且つ解毒した生物組織であってもよい。また、対応するグルタルアルデヒド付着し且つ解毒した牛心膜の補助による、傷又は腫瘍手術後の頭蓋骨を閉鎖するための脳保護性用途としての更なる利用が、例えば胸部手術における胸壁又は横隔膜置換として、腹壁置換用腹壁手術又はENT領域内の鼓膜置換と同様に、用途として考えられる。
Gott J.P., Chih P., Dorsey L., Jay J.L., Jett G.K., Schoen F.J., Girardot J.M., Guyton R.A. "Calcification of porcine valves: a successful new method of antimineralisation" in Ann Thorac Surg 1992; 53: 207-216
Jones M., Eidbo E.E., Hilbert S.L., Ferrans V.J., Clarck R.E. "Anticalcification treatments of bioprosthetic heart valves: in vivo studies in sheep" in J Cardiovasc Surg 1989; 4: 69-73
Grabenwoeger M., Sider J., Fitzal F., Zelenka C., Windberger U., Grimm M. "Impact of glutaraldehyde on calcification of pericardial bioprosthetic heart valve material" in Ann Thorac Surg 1996; 62: 772-7
Webb C.L., Benedict J.J., Schoen F.J., Linden J.A., Levy R.J. "Inhibition of bioprosthetic valve calcification with aminodiphosphonate covalently bound material to residual aldehyde groups" in Ann Thorac Surg 1988; 46: 309-16
Gulbins H., Goldemund A., Anserson I., Haas U., Uhlig A., Meiser B., Reichart B. "Preseeding with autologous fibroblasts improves endothelialisation of glutaraldehyde-fixed porcine aortic valves" in J Thorac Cardiovasc Surg 2003; 125: 592-601
先行技術の略述した問題に関して、本発明は、動物又は人間由来のコラーゲン組織を処置するための方法を開示することを課題としており、当該組織の生体適合性及び長期安定性が、生体内での使用時間が著しく増加し得るように、理想的な場合では永久的な使用素質があるように、増加するのである。
本発明の基礎的概念は、これら課題を解決するために、生物組織の物理的プラズマ処理をもたらす。
この、用いられたガスが励起されてラジカル化され、グルタルアルデヒド付着のために生成した遊離アルデヒド基による毒性を化学的に中和する、物理的プラズマ処理によって、組織の移植特性を改良するための第１ステップとして、従来技術と比較して、著しく改良された解毒がそれによって成し遂げられたということが試験によって示された。上記試験は、８０％超の解毒度を生み出した。閉鎖した内皮表面は、このようにして試験組織の血液接触面上にコロニー形成され得た。
プラズマ処理中に基本的に進行する化学処理は、処理ガス酸素の例を用いて簡単に略述され得る。よってプラズマ、つまり酸素イオン内に存在する構成要素と、励起した酸素とが、組織表面上での炭化水素との反応中に二酸化炭素と水を形成する。この反応は、このようにして、グルタルアルデヒド付着によって生成されたような、組織表面上に存在するアルデヒド基を、解毒という意味で除去するために用いられ得る。
用いられるプラズマガス法のための好ましい方法条件は、物理的プラズマ処理としてのプラズマガス法において、窒素、水素、アルゴン、又は酸素をイオン化ガスとして用いることであり、その中で酸素は、好ましくは励起ガスとして用いられる。しかしながら窒素、水素、及びアルゴンが用いられても良い。プラズマ生成用エネルギー入力は、高周波電磁場によって、特にマイクロ波場によって実行される。
上記プラズマガス法は一般的に、イオン化されるべきガスを真空の処理室内に導入することによって実行される。加えて、大気（圧）条件下で励起した反応ガスを有するプラズマジェットを用いることによって、大気（圧）プラズマによってプラズマ処理を実行することも可能である。プラズマジェットは、移植表面に渡ってガイドされ、それによって局所的浄化が生じる。このことは、反応ガス中に存在する酸素イオンが、炭化水素及び組織表面と反応を起こし、二酸化炭素と水を形成するということを生じるのである。
プラズマ処理前に一般的に水を含む生物組織が乾燥される、特に真空及び温度の影響受ける場合には解毒結果が非常に有利となる。
生物組織は、したがって処理の持続期間中、完全に水分のない状態を保たれる。
移植使用用プラズマ処理を受ける組織には湿気が供給され、その中でそれは例えば液体中に置かれる。それによって初期の硬度を取り戻し、且つ、例えば永久に弾性であって、豚の心臓弁に対応する実施において長期間安定となる。
本発明に係る方法の、特に好ましい展開は、請求項５〜７に与えられており、それらによると、プラズマ処理を受ける組織には生体適合性の金属含有被膜が設けられる。この被膜は、永続的に細胞成長を促す、移植表面上の追加の生体適合性構成要素である。
金属含有被膜を実行するための選択方法は、人工医学的移植物（片）内のプラスチック材料表面の被膜内においてそれによって処理された表面の生体適合性に関して確信する結果を既にもたらしたPACVD法である。この金属含有被膜は、Ti、Ta、Nb、Zr、Hf、Ir、Au、Pd、Pt、Ag及びCuから成る金属の群から選択される。これに関連して、チタンは特に成功したことが示されてきており、且つ、多くの種類の移植用途において特に生体適合性材料として長い間用いられてきた。また上記被覆材料で、銀及び銅も、抗菌試薬として被膜内に補足的に又は一つだけ入れられても良い。
以下の記載は、実施形態において本発明をより詳しく記載するものである。
豚の心臓弁が、人体への移植片として用いられるべき、動物由来のコラーゲン組織として、一例として用いられる。
これは、安定化のため従来の方法で、供与者動物から除去後、非細分化（dezellularisiert）及びグルタルアルデヒド付着処理される。この場合、上記弁は０．１〜０．４％のグルタルアルデヒド溶液内にもたらされ、３〜６ｍｍHgの低圧で２４〜４８時間にわたって、流れる溶液中で固定された。
このようにして処理された豚の心臓弁は、次に真空状態下で且つ温度の供給と共にゆっくり乾燥され、こうして完全に脱水される。
その後、豚の心臓弁のプラズマ処理が処理室内で行われる。この目的で、処理室は完全に真空（排気）状態にされ、次に酸素が導入される。例えば４０ｋHz又は１３．５６MHｚの高周波電磁波を入力することによって、又は、マイクロ波による励起によって、プラズマが点火される。それに連結されたエネルギー供給によって、処理室内に存在する酸素ガスが励起されて、ラジカル化される。
このプラズマガスは、次の反応式にしたがって、グルタルアルデヒド付着移植物（片）の表面上で炭化水素基CxHyに作用する。
CxHy ＋ （ｘ＋ｙ／４）O2 → ｘCO2 ＋ ｙ／２H2O
CxHy ＋ （ｘ＋ｙ／４）O2 → ｘCO2 ＋ ｙ／２H2O
判るように、例えばアセトアルデヒドのような移植片表面上の炭化水素は、比較的無害な化学物質である二酸化炭素と水に転化され、移植片表面から容易に除去され得る。
上記プラズマ処理は、次に移植片表面上に金属含有被膜をつけるために継続される。この目的で、ガス状前駆物質が被覆室内へ供給され、且つ、プラズマエネルギーの影響下で原子構成要素に解離される。このようにして生成したイオンが表面にとまる。典型的にはチタンが、PACVD法の補助によって金属含有被膜として本質的につけられる。なおまたそのような方法は、プラスチック材料基板を被覆する実施例を用いて特許文献１に詳細に記載されている。
前処置用及び被覆用の両方の反応圧は、０．１〜１０３０mbarである。プラズマを用いる際、当該圧力は理想的には＞５０mbarであるべきである。前処理のために、作用ガス（例えば酸素）が反応器内に、０．０４Nl/minのガス容積流量で導入される。約１mbarへ端圧の安定化後、６０secの継続時間２０Wの出力で容量プラズマ入力が行われる。次にガス供給が遮られ、反応（器）室は完全に真空にされる。キャリヤガス（水素）が続く被覆のために、０．０９Nl/minのガス容積流量で前駆物質Ti[N(CH3)2]4上にガイドされ、被覆室内へ導入される。被覆継続時間は約３００secであって、調節されたプラズマ出力は２０Wである。次にガス供給は再度停止され、被覆室は通気される。
豚の心臓弁にプラズマ負荷及び被覆するためのこの真空処理後、これらは再度液体中に置かれ、その結果供給された液体によって当初の硬度を回復する。
Claims (7)
- 豚、牛の心膜、又は人の屍体の心臓弁のような、動物又は人由来の生物組織の生体適合性を増すための処理方法であって、上記組織を乾燥し、しかる後に上記組織の物理的プラズマ処理としてのプラズマガス法において、窒素、水素、アルゴン、又は酸素をイオン化ガスとして用い、プラズマ生成のためのエネルギー入力が、高周波電磁場によって行われることを特徴とする、処理方法。
- プラズマ処理が、大気圧条件下でプラズマジェットを用いることによる、大気圧プラズマによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 乾燥が、真空及び温度の影響によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- プラズマ処理後、乾燥した移植片に水分が供給されることを特徴とする、請求項１又は３に記載の方法。
- プラズマ処理を受ける組織に、生体適合性の金属含有被膜が設けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
- 金属含有被膜が、PACVD法によってつけられることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
- 金属含有被膜が、Ti、Ta、Nb、Zr、Hf、Ir、Au、Pd、Pt、Ag及びCuからなる群から選択されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007009095A DE102007009095A1 (de) | 2007-02-24 | 2007-02-24 | Verfahren zur Behandlung biologischer Gewebe tierischen oder menschlichen Ursprungs wie Schweine-, Rinderperikard- oder menschlicher Leichen-Herzklappen sowie entsprechend behandeltes biologisches Gewebe |
| DE102007009095.3 | 2007-02-24 | ||
| PCT/EP2008/000155 WO2008101566A2 (de) | 2007-02-24 | 2008-01-11 | Verfahren zur behandlung biologischer gewebe tierischen oder menschlichen ursprungs wie schweine-, rinderperikard- oder menschlicher leichen-herzklappen sowie entsprechend behandeltes biologisches gewebe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010518925A JP2010518925A (ja) | 2010-06-03 |
| JP5140685B2 true JP5140685B2 (ja) | 2013-02-06 |
Family
ID=39277277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009550214A Active JP5140685B2 (ja) | 2007-02-24 | 2008-01-11 | 豚、牛の心膜、又は人の屍体の心臓弁のような、動物又は人由来の生物組織の処理方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8426199B2 (ja) |
| EP (1) | EP2125053B1 (ja) |
| JP (1) | JP5140685B2 (ja) |
| CN (1) | CN101657223B (ja) |
| BR (1) | BRPI0807709B8 (ja) |
| CA (1) | CA2679096C (ja) |
| DE (1) | DE102007009095A1 (ja) |
| HK (1) | HK1139878A1 (ja) |
| RU (1) | RU2456023C2 (ja) |
| WO (1) | WO2008101566A2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9211361B2 (en) | 2010-03-15 | 2015-12-15 | Kemal Schankereli | Thin collagen tissue for medical device applications |
| DE102010011643B4 (de) * | 2010-03-16 | 2024-05-29 | Christian Buske | Vorrichtung und Verfahren zur Plasmabehandlung von lebendem Gewebe |
| US20120221099A1 (en) | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Alexander Borck | Coated biological material having improved properties |
| US20130005660A1 (en) | 2011-04-27 | 2013-01-03 | Orthobond, Inc. | Plasma Activation of Biological Materials for Surface Modification |
| US10058889B2 (en) | 2013-03-11 | 2018-08-28 | Kettering University | Wear resistant and biocompatible coatings for medical devices and method of fabrication |
| CN104120396B (zh) * | 2014-07-29 | 2016-08-24 | 复旦大学附属华山医院 | 纳米银涂层修饰人工韧带的制备方法 |
| EP3135309A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-01 | Hans U. Baer | Method for preparing a three-dimensional polymer scaffold for tissue engineering |
| US10195024B2 (en) * | 2015-10-07 | 2019-02-05 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Porcine small intestine submucosa leaflet material |
| IT202000000616A1 (it) | 2020-01-15 | 2021-07-15 | Addax Biosciences S R L | Impiego di glutaraldeide deprivata di acidi per la preparazione di tessuti biologici per bio-protesi e prevenzione della loro calcificazione |
| CN113499479B (zh) * | 2021-07-19 | 2023-03-17 | 科凯(南通)生命科学有限公司 | 改性生物材料的制备方法及得到的改性生物材料 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3166676D1 (en) * | 1980-03-31 | 1984-11-22 | Solco Basel Ag | Method of making organic grafts |
| JPH10264110A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 基板の処理方法 |
| US5993844A (en) * | 1997-05-08 | 1999-11-30 | Organogenesis, Inc. | Chemical treatment, without detergents or enzymes, of tissue to form an acellular, collagenous matrix |
| DE19736449A1 (de) | 1997-08-21 | 1999-02-25 | Gfe Met & Mat Gmbh | Verbundwerkstoff |
| US6254635B1 (en) * | 1998-02-02 | 2001-07-03 | St. Jude Medical, Inc. | Calcification-resistant medical articles |
| US6093530A (en) | 1998-02-06 | 2000-07-25 | Sulzer Carbomedics Inc. | Non-calcific biomaterial by glutaraldehyde followed by oxidative fixation |
| DE10026482A1 (de) * | 2000-05-29 | 2001-12-13 | Augustinus Bader | Verfahren zur Herstellung eines bioartifiziellen Transplantats |
| US6713085B2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-03-30 | Ed. Geistlich Soehne Ag Fuer Chemische Industrie | Method and membrane for mucosa regeneration |
| AU2003217971A1 (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-22 | C. Mauli Agrawal | Gas-plasma treatment of implants |
| RU2249462C1 (ru) * | 2003-08-21 | 2005-04-10 | Севастьянов Виктор Иванович | Универсальный гетерогенный коллагеновый матрикс для имплантации и способ его получения |
| DE112004001553T5 (de) * | 2003-08-25 | 2006-08-10 | Cook Biotech, Inc., West Lafayette | Verpflanzungsmaterialien, die bioaktive Substanzen enthalten, und Methoden zu deren Herstellung |
| WO2005098083A2 (en) * | 2004-04-07 | 2005-10-20 | Michigan State University | Miniature microwave plasma torch application and method of use thereof |
| JP4979019B2 (ja) * | 2005-01-18 | 2012-07-18 | アルマ レーザーズ エルティディ． | Ｒｆエネルギを用いた生物組織加熱のための改善されたシステム及び方法 |
| US9215788B2 (en) * | 2005-01-18 | 2015-12-15 | Alma Lasers Ltd. | System and method for treating biological tissue with a plasma gas discharge |
| WO2006116776A2 (en) | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Medtronic, Inc. | Chemical vapor deposition system and method |
| WO2007016122A2 (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Cook Incorporated | Implantable remodelable materials comprising magnetic material |
-
2007
- 2007-02-24 DE DE102007009095A patent/DE102007009095A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-01-11 JP JP2009550214A patent/JP5140685B2/ja active Active
- 2008-01-11 EP EP08701072.4A patent/EP2125053B1/de active Active
- 2008-01-11 CA CA2679096A patent/CA2679096C/en active Active
- 2008-01-11 US US12/528,200 patent/US8426199B2/en active Active
- 2008-01-11 RU RU2009132309/15A patent/RU2456023C2/ru active
- 2008-01-11 BR BRPI0807709A patent/BRPI0807709B8/pt active IP Right Grant
- 2008-01-11 WO PCT/EP2008/000155 patent/WO2008101566A2/de active Application Filing
- 2008-01-11 CN CN200880006027.4A patent/CN101657223B/zh active Active
-
2010
- 2010-05-17 HK HK10104806.4A patent/HK1139878A1/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101657223A (zh) | 2010-02-24 |
| WO2008101566A3 (de) | 2009-05-22 |
| HK1139878A1 (en) | 2010-09-30 |
| EP2125053A2 (de) | 2009-12-02 |
| RU2009132309A (ru) | 2011-03-27 |
| WO2008101566A2 (de) | 2008-08-28 |
| US8426199B2 (en) | 2013-04-23 |
| CA2679096A1 (en) | 2008-08-28 |
| CN101657223B (zh) | 2014-04-16 |
| JP2010518925A (ja) | 2010-06-03 |
| CA2679096C (en) | 2014-09-23 |
| EP2125053B1 (de) | 2015-03-04 |
| RU2456023C2 (ru) | 2012-07-20 |
| BRPI0807709A2 (pt) | 2014-05-27 |
| US20100317080A1 (en) | 2010-12-16 |
| BRPI0807709B1 (pt) | 2019-08-27 |
| BRPI0807709B8 (pt) | 2021-06-22 |
| DE102007009095A1 (de) | 2008-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5140685B2 (ja) | 豚、牛の心膜、又は人の屍体の心臓弁のような、動物又は人由来の生物組織の処理方法 | |
| DK1835948T3 (en) | Implantable biological material and a process for making the same. | |
| US9492267B2 (en) | Cell-seeded extracellular matrix grafts | |
| CA2432416C (en) | Method of creating biological and biosynthetic material for implantation | |
| JP3797673B2 (ja) | 石灰化を軽減するための移植可能な生物学的組織の処理方法およびこのような方法で処理された生体補綴物 | |
| EP3952936B1 (en) | A process for prevention of degradation and degeneration of tissue used in bioprosthesis | |
| CN110267689B (zh) | 准备移植物方法 | |
| EP3636294B1 (en) | Method for treatment medical devices made from nickel - titanium (niti) alloys | |
| US20040014214A1 (en) | Method for producing a recipient-specific tissue transplant | |
| AU2002220376B2 (en) | Method of creating biological and biosynthetic material for implantation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100805 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120712 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120724 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120918 |
|
| 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: 20121106 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121119 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5140685 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |