生体組織補填体製造装置
【課題】 簡易な操作で骨髄液等の採取から生体組織補填体の製造までの作業を行うことができ、ドクターやナース等の作業者の負担を軽減し、かつ、作業時間の短縮により患者にかかる負担をも軽減する。
【解決手段】 先端開口を骨髄腔内に配置される搬送管３ａ，６，２７と、該搬送管３ａ，６，２７内を負圧に吸引する吸引装置８と、前記搬送管３ａ，６，２７の途中位置に配置され、生体組織補填材２６を収容する補填材収容部７とを備え、該補填材収容部７が、液体を透過し、細胞の通過を阻止するフィルタ２９を吸引装置８側の端部に備える生体組織補填体製造装置１を提供する。
【解決手段】 先端開口を骨髄腔内に配置される搬送管３ａ，６，２７と、該搬送管３ａ，６，２７内を負圧に吸引する吸引装置８と、前記搬送管３ａ，６，２７の途中位置に配置され、生体組織補填材２６を収容する補填材収容部７とを備え、該補填材収容部７が、液体を透過し、細胞の通過を阻止するフィルタ２９を吸引装置８側の端部に備える生体組織補填体製造装置１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、長管骨内に存在する幹細胞等の細胞を採取して生体組織補填体を製造する生体組織補填体製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者から採取した骨髄液等に基づいて生体組織を再生する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、患者から採取した間葉系幹細胞を用いて生体内に移植するための生体組織補填体を製造する方法についても開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−８０３７７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これら特許文献１，２の方法では、骨髄液等の採取に他の機器を必要とし、また、採取後に容器等を移し替える等して生体組織補填体を製造しなければならないという不都合がある。実際の手術現場において、骨髄液等の採取作業、容器の移し替え作業および生体組織補填体の製造作業を行うことは、作業が繁雑でミスを生じ易く、生体組織補填体が製造されるまでに長時間を要するという問題がある。
【０００４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な操作で骨髄液等の採取から生体組織補填体の製造までの作業を行うことができ、ドクターやナース等の作業者の負担を軽減し、かつ、作業時間の短縮により患者にかかる負担をも軽減することができる生体組織補填体製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、先端開口を骨髄腔内に配置される搬送管と、該搬送管内を負圧に吸引する吸引装置と、搬送管の途中位置に配置され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備え、該補填材収容部が、液体を透過し、細胞の通過を阻止するフィルタを吸引装置側の端部に備える生体組織補填体製造装置を提供する。
【０００６】
本発明によれば、搬送管の先端開口を骨髄構内に配置し、吸引装置を作動させることで、搬送管内が負圧に吸引され、骨髄腔内の骨髄液等が搬送管を介して骨髄腔外に取り出される。搬送管の途中位置には補填材収容部が配置されているので、搬送管内を取り出されてくる骨髄液等は補填材収容部内に導かれる。補填材収容部に導かれてきた骨髄液等はフィルタによって液体と細胞とに分離され、液体はフィルタを透過して排出され、細胞はフィルタに捕獲されて補填材収容部内に残る。
【０００７】
補填材収容部には生体組織補填材が収容されているので、補填材収容部内において生体組織補填材に細胞が付着させられることになり、これにより、生体組織補填体が製造されることになる。すなわち、本発明によれば、搬送管の先端開口を骨髄腔内に配置して吸引装置を作動させるだけで、補填材収容部内に生体組織補填体を製造することができる。
【０００８】
上記発明においては、前記搬送管が、先端に切刃を有する略円筒状のカッター部材と、該カッター部材をその軸線回りに回転可能に支持する支持部材とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、カッター部材の作動により、切刃によって皮質骨に穿孔し、搬送管の先端開口を骨髄腔内に配置することが可能となる。したがって、皮質骨の穿孔作業も本発明の生体組織補填体製造装置を用いて行うことができ、さらに、作業を簡易にすることができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記カッター部材に、該カッター部材を冷却する冷却装置が備えられていることとしてもよい。
カッター部材によって皮質骨に穿孔する場合、カッター部材が摩擦熱によって加熱されるが、冷却装置の作動によりカッター部材が冷却されるので、穿孔後にカッター部材の内部を通して取り出される細胞が健全な状態に維持される。
【００１０】
また、上記発明においては、前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に収容された生体組織補填材を、該補填材収容部の軸線回りに回転させる補填材回転機構を備えることとしてもよい。
このようにすることで、補填材回転機構の作動により、補填材収容部内において生体組織補填材を回転させることができ、搬送管を介して搬送されてくる骨髄液を付着させる生体組織補填材の位置を変化させることができる。したがって、比較的大きな生体組織補填材に満遍なく骨髄液等を付着させることが可能となり、細胞が均一に付着した比較的大きな生体組織補填体を製造することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に複数の生体組織補填材を装填可能なロータを回転可能に収容し、該補填材収容部の軸線回りに前記ロータを回転させるロータ回転機構を備えることとしてもよい。
このようにすることで、複数の生体組織補填材をロータに装填し、ロータ回転機構を作動させることにより、搬送管を介して搬送されてくる骨髄液を順次、複数の生体組織補填材に付着させ、簡単な操作で複数の生体組織補填材を製造することが可能となる。
【００１２】
上記発明においては、前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、前記搬送管が、前記キャップに取り付けられていることとしてもよい。
このようにすることで、補填材収容部内に生体組織補填体が製造された後は、キャップを取り外すことによって、補填材収容部内から生体組織補填体を容易に取り出すことができる。
【００１３】
また、本発明は、皮質骨に骨髄腔内まで貫通形成された貫通孔に接続される接続管と、該接続管内に回転可能に挿入配置され、骨髄腔内に先端を配置される螺旋溝を有するドリル状部材と、該ドリル状部材を回転させるドリル回転機構と、前記接続管の後端に接続され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備える生体組織補填体製造装置を提供する。
【００１４】
本発明により生体組織補填体を製造するには、まず、ドリル状部材を皮質骨表面に接触させてドリル回転機構を作動させることにより、ドリル状部材によって皮質骨に穿孔し、ドリル状部材の先端を骨髄腔内に配置する。あるいは、予め皮質骨に貫通孔を穿孔し、ドリル状部材の先端を骨髄腔内に配置する。この状態で、ドリル状部材の螺旋溝の先端が骨髄腔内に配置されるので、ドリル回転機構を作動させ、ドリル状部材を回転させることにより、螺旋溝に沿って骨髄腔内の骨髄液および海綿骨が骨髄腔内から取り出される。
【００１５】
貫通孔には接続管が接続されるので、取り出された骨髄液等は接続管内を搬送されて補填材収容部に到達し、補填材収容部内に収容されている生体組織補填材に付着させられる。これにより、生体組織収容部内に生体組織補填体が製造される。したがって、作業者は、本発明に係る生体組織補填体製造装置の先端部を皮質骨に押し当てるだけ、あるいは皮質骨に形成された貫通孔に接続するだけで、生体組織補填材に骨髄液等が付着した生体組織補填体を製造することができる。
【００１６】
上記発明においては、前記補填材収容部内に配置されるドリル状部材に、該ドリル状部材が回転させられることにより、補填材収容部内の収容物を攪拌する攪拌部材が設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、ドリル状部材を回転させて骨髄液等を取り出しながら、攪拌部材を補填材収容部内で回転させて、骨髄液等および生体組織補填材の混合物からなる収容物を攪拌することができ、これらが均一に混合された生体組織補填体を製造することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、前記接続管が、前記キャップに取り付けられていることとしてもよい。
このようにすることで、補填材収容部内に生体組織補填体が製造された後は、キャップを取り外すことによって、補填材収容部内から生体組織補填体を容易に取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な操作で骨髄液等の採取から生体組織補填体の製造までの作業を行うことができ、ドクターやナース等の作業者の負担を軽減し、かつ、作業時間の短縮により患者にかかる負担をも軽減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る生体組織補填体製造装置１について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１は、図１に示されるように、略円筒状に形成され、先端に切刃２を有するカッター部材３と、該カッター部材３を回転可能に支持する支持部材４と、カッター部材３に回転力を付与する回転装置５と、カッター部材３の後端に一端を接続されたフレキシブルチューブ（搬送管）６と、該フレキシブルチューブ６の他端に配置された補填材容器（補填材収容部）７と、該補填材容器７、これに接続するフレキシブルチューブ６およびカッター部材３内を減圧するポンプ（吸引装置）８とを備えている。また、カッター部材３には冷却装置９が備えられ、前記フレキシブルチューブ６には、内部に液体１０を供給する液体供給部１１が接続されている。
【００２０】
前記カッター部材３は、略円筒管状に形成された管状部（搬送管）３ａと、該管状部３ａの先端に配置され、鋭利な尖端を先端方向に向けて周方向に複数配列された切刃２とを備えている。これにより、切刃２の尖端を図示しない被穿孔対象（例えば、長管骨の皮質骨外面）に接触させた状態でカッター部材３をその中心軸回りに回転させることにより、切刃２によって被穿孔対象を削り、被穿孔対象に穿孔することができるようになっている。
【００２１】
前記支持部材４は、カッター部材３の長手方向の途中位置に配置され、カッター部材３の周囲を取り囲むように配置される略円筒状部材であって、ベアリング１２によってカッター部材３を回転自在に支持している。支持部材４は、作業者が手で持って操作することができるようになっている。
【００２２】
前記回転装置５は、支持部材４に固定されたモータ１３と、該モータ１３および前記カッター部材３にそれぞれ固定され、相互に噛み合う歯車１４，１５とにより構成されている。支持部材４を把持してモータ１３を作動させることにより、歯車１４，１５を回転駆動してカッター部材３を中心軸回りに回転させることができるようになっている。
【００２３】
前記冷却装置９は、冷却液１６、例えば、生理食塩水やその他の薬液を貯留する容器１７と、該容器１７と支持部材４とを接続し、冷却液１６を支持部材４に供給する配管１８と、カッター部材３の内部に形成された螺旋状の流路１９と、前記配管１８と流路１９とを接続する接続流路２０とを備えている。
【００２４】
接続流路２０は、カッター部材３と支持部材４との間に軸方向に間隔をあけて配置された２つのシール部材２１によって密封状態に画定されたリング状空間２２と、前記カッター部材３の外面に形成され前記リング状空間２２に連通する周溝２３とを備えている。周溝２３には前記流路１９が接続されている。
【００２５】
これにより、支持部材４に対してカッター部材３を回転させている状態においても、容器１７から配管１８、リング状空間２２および周溝２３を介して流路１９内に冷却液１６を供給し、該流路１９が設けられているカッター部材３を全体的に冷却することができるようになっている。容器１７からの冷却液１６の供給は、例えば、図示しないポンプにより行うようになっている。
【００２６】
また、前記液体供給部１１は、例えば、生理食塩水やその他の薬液等の液体１０を貯留する容器２４と、該容器２４と前記フレキシブルチューブ６とを接続する配管２５とを備えている。容器２４内に貯留されている液体１０は、例えば、重力により、あるいは、図示しないポンプによってフレキシブルチューブ６内に供給され、該フレキシブルチューブ６に接続されているカッター部材３内に供給されるようになっている。
【００２７】
前記補填材容器７は、略円筒状の生体組織補填材２６を収容する略円筒状の容器本体７ａと、該容器本体７ａの開口部を閉塞するように着脱可能に取り付けられるキャップ７ｂとを備えている。キャップ７ｂは前記フレキシブルチューブ６の一端に固定され、容器本体７ａは、前記ポンプ８に接続する接続配管（搬送管）２７の一端に固定されている。
【００２８】
前記キャップ７ｂは、前記容器本体７ａの開口部の外周面に設けられた雄ネジ２８ａに締結される雌ネジ２８ｂを有している。また、前記キャップ７ｂは、容器本体７ａの最大横断面積部分において該容器本体７ａを開閉するように構成されており、容器本体７ａから取り外すことによって、容器本体７ａ内の収容物を容易に取り出すことができるようになっている。
【００２９】
容器本体７ａの接続配管２７への接続口には、液体および気体を透過させ、細胞等の通過を阻止可能なフィルタ２９が設けられている。
本実施形態においては、容器本体７ａの開口部をキャップ７ｂにより閉じた状態で、キャップ７ｂに接続するフレキシブルチューブ６の開口部と、前記フィルタ２９が設けられた容器本体７ａの接続配管２７への接続口とは、いずれも容器本体７ａの長手軸中心位置に配置されている。また、補填材容器７内に収容される生体組織補填材２６も中央に貫通孔２６ａを有する円筒状に形成されている。
【００３０】
これにより、フレキシブルチューブ６を介して搬送されてきた骨髄液等は、キャップ７ｂの開口部から補填材容器７内に入ると、主として生体組織補填材２６の貫通孔２６ａ内を流動して接続口のフィルタ２９により液体と細胞等とに分離されるようになっている。したがって、生体組織補填材２６の貫通孔２６ａには骨髄液内に含まれている細胞等が充填されることになり、これにより生体組織補填体が製造されるようになっている。
【００３１】
本実施形態においては、生体組織補填材２６は、例えば、βリン酸三カルシウム多孔体からなる円筒状ブロックである。なお、生体組織補填材２６の材質はこれに限定されるものではなく、生体適合性を有する任意の材質のものを採用することができる。
【００３２】
骨髄液等から細胞等を分離された残りの液体および気体は、ポンプ８により吸引されて接続配管２７を介して外部に排出されるようになっている。
なお、図中、符号３０は、カッター部材３とフレキシブルチューブ６との間を密封するシール部材である。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１を用いて生体組織補填体を製造するには、表皮を切開して長管骨の表面を露出させ、支持部材４を操作してカッター部材３の先端の切刃２を長管骨表面に接触させる。このとき、カッター部材３の基端側はフレキシブルチューブ６に接続されているので、該フレキシブルチューブ６を湾曲させることで、カッター部材３の姿勢を自由に調節でき、長管骨に穿孔したい孔の角度および方向にカッター部材３を位置合わせすることができる。この状態で、冷却装置９および回転装置５を作動させ、カッター部材３の螺旋状の流路１９内に冷却液１６を流通させた状態で、カッター部材３をその中心軸回りに回転させる。
【００３４】
支持部材４に、カッター部材３の先端方向に向かう押圧力を加えることで、カッター部材３先端の切刃２を長管骨に押し付け、切刃２の回転によって長管骨の皮質骨を切削し穿孔することができる。この場合において、皮質骨に対して切刃２が回転させられることで、皮質骨と切刃２との摩擦により摩擦熱が発生するが、カッター部材３の内部の流路１９には冷却液１６が流通させられているので、カッター部材３が高温状態になることが回避される。
【００３５】
そして、切刃２が皮質骨を貫通して骨髄腔内に挿入されると、骨髄腔内に収容されている骨髄液等がカッター部材３の内部に流入してくることになる。この場合に、カッター部材３が高温状態にならないように冷却されているので、カッター部材３の内部に流入した骨髄液が加熱されることが防止され、骨髄液内の間葉系幹細胞の健全性が熱によって損なわれることを防止することができる。骨髄腔内には海綿骨も存在しているが、カッター部材３先端の切刃２が接触することで海綿骨も切断され、カッター部材３を容易に骨髄腔内に進入させることができ、その分、カッター部材３の内部に骨髄液および海綿骨を取り込むことができる。
【００３６】
この状態で、ポンプ８を作動させ、接続配管２７、補填材容器７、フレキシブルチューブ６およびカッター部材３内を負圧に吸引することにより、カッター部材３の内部に取り込まれた骨髄液および海綿骨をフレキシブルチューブ６を介して補填材容器７内に導くことができる。
【００３７】
この場合において、ポンプ８による吸引に先立って、液体供給部１１の作動により、カッター部材３の後端から液体１０を供給することにより、カッター部材３の内部に取り込んだ骨髄液を薄め、粘性を下げることができる。したがって、その後にポンプ８の作動によりカッター部材３内の骨髄液を吸引することとすれば、骨髄液の流動性を高めて、補填材容器７への導入を容易にすることができるという利点がある。
【００３８】
また、骨髄腔内の骨髄液を十分に吸引したい場合には、支持部材４を操作して、骨髄腔内に配されているカッター部材３の姿勢を変更することにより、皮質骨にあけた単一の孔を介して、多くの骨髄液を吸引することができる。したがって、低侵襲で多量の骨髄液を吸引でき、しかも、骨髄液内に含まれている間葉系幹細胞を健全な状態で吸引することができる。
【００３９】
このようにして吸引された骨髄液等は、液体供給部１１から供給された液体１０とともに、低い粘性の流体となってカッター部材３およびフレキシブルチューブ６内を通して補填材容器７内に搬送されてくる。そして、補填材容器７内に入ると、補填材容器７内に収容されている生体組織補填材２６の貫通孔２６ａ内を流動し、接続配管２７への接続口に配置されているフィルタ２９により、骨髄細胞等が捕獲され、他の液体や気体が容器本体７ａの外部に排出されることになる。
【００４０】
その結果、フィルタ２９によって捕獲された細胞等は生体組織補填材２６の中央の貫通孔２６ａ内に残留することとなり、これによって、吸引した細胞Ａ等が貫通孔２６ａ内に充填された状態の生体組織補填体３１を製造することができる。
そして、生体組織補填体３１が製造された後には、図２に示されるように、キャップ７ｂの容器本体７ａへの締結を緩め、キャップ７ｂを取り外すことにより、補填材容器７内に製造された生体組織補填体３１を容易に取り出すことができる。
【００４１】
このように、本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１によれば、カッター部材３を回転させポンプ８により吸引するだけで、補填材容器７内に生体組織補填体３１を製造することができる。したがって、作業者は、皮質骨の穿孔作業、骨髄液等の吸引作業、吸引した細胞の抽出作業、生体組織補填材２６への細胞の付着作業等を一度に行うことができ、簡易に生体組織補填体３１を製造することができる。また、この際に、複数の容器に入れ替える等する必要がないので、細胞の無駄やコンタミネーションの発生等をより確実に防止することができる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、フレキシブルチューブ６によりカッター部材３と補填材容器７とを接続することとしたが、これに代えて、図３に示されるように、固定配管３２によって接続することにしてもよい。この場合に、固定配管３２を短く構成することで、管摩擦を低減し、液体供給部１１をなくすことにしてもよい。
【００４３】
また、補填材容器７とポンプ８との接続配管２７をフレキシブルチューブによって構成することにしてもよい。
また、図４に示されるように、補填材容器７とポンプ８との間に回収容器３３を配置し、第１の接続配管２７ａおよび第２の接続配管２７ｂにより、補填材容器７と回収容器３３、回収容器とポンプ８とを接続することにしてもよい。
【００４４】
このようにすることで、補填材容器７のフィルタ２９により細胞Ａを分離された後の液体をポンプ８に通過させることなく取り出すことができる。したがって、使用後のポンプの洗浄等が不要となり、再使用することが可能となる。
この場合に、回収容器３３を容器本体３３ａと蓋体３３ｂとにより構成することによって、容器本体３３ａから蓋体３３ｂを取り外すだけで、容器本体３３ａ内に回収された液体等を容易に取り出すことができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る補填体製造装置１においては、補填材容器７として、フレキシブルチューブ６および接続配管２７を長手軸中心に接続したものを例示し、該長手軸中心に一致する単一の貫通孔２６ａを有する円筒状の生体組織補填材２６を収容することとしたが、これに代えて、図５に示されるように、フレキシブルチューブ６および接続配管２７の軸線とは偏心した軸線を有する補填材容器３４を採用することとしてもよい。
【００４６】
この補填材容器３４は、容器本体３４ａとキャップ３４ｂとを備え、これら容器本体３４ａおよびキャップ３４ｂに、回転操作部材（補填材回転機構）３５，３６を備えている。これら回転操作部材３５，３６は、容器本体３４ａおよびキャップ３４ｂの中心位置に回転可能に取り付けられており、キャップ３４ｂが容器本体３４ａに取り付けられた状態で、補填材容器３４の中心軸線上に対向配置されるようになっている。
【００４７】
各回転操作部材３５，３６は、容器本体３４ａまたはキャップ３４ｂの外部に配置される円柱状のつまみ３５ａ，３６ａと、容器本体３４ａまたはキャップ３４ｂの内部に配置される補填材係合部３５ｂ，３６ｂとを備えている。容器本体３４ａ内に生体組織補填材２６′を収容し、キャップ３４ｂを容器本体３４ａに取り付けることにより、回転操作部材３５，３６の補填材係合部３５ｂ，３６ｂ間に生体組織補填材が軸方向に挟まれる。この状態で、容器本体３４ａおよびキャップ３４ｂの外部に配置される回転操作部材３５，３６のつまみ３５ａ，３６ａを操作することにより、補填材容器３４内において、生体組織補填材２６′を、補填材容器３４の中心軸線回りに回転させることができるようになっている。
【００４８】
この場合において、生体組織補填材としては、図５に示されるように、補填材容器３４の中心軸線と前記フレキシブルチューブ６および接続配管２７の中心軸との偏心量と同じだけ中心から偏心した位置に周方向に間隔をあけて複数（例えば、図５（ｂ）では６カ所）設けられた貫通孔２６ａを有するものを使用する。図中、符号３７は、前記補填材係合部３５ｂ，３６ｂを係合させる係合凹部である。
【００４９】
これにより、回転操作部材３５，３６を操作して、補填材容器３４内で生体組織補填材２６′を回転させ、貫通孔２６ａをフレキシブルチューブ６および接続配管２７に一致させた状態で骨髄液を吸引することにより、貫通孔２６ａ内に細胞を充填することができる。一の貫通孔２６ａ内に細胞を充填した後には、再度生体組織補填材２６′を回転させて他の貫通孔２６ａ内に細胞を充填する。この操作を繰り返すことにより、全ての貫通孔２６ａ内に細胞を充填することができる。
このようにすることで、さらに多量の細胞を充填した生体組織補填体を製造することができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、図６に示されるように、生体組織補填材２６′に代えて、補填材容器３４内に回転操作部材（ロータ回転機構）３５，３６に係合して回転させられるロータ３８を収容し、該ロータ３８に設けられた複数（図６（ｂ）においては４カ所）の補填材収容部３８ａに、複数の円筒状の生体組織補填材２６を装填することとしてもよい。このようにすることで、ロータ３８を回転させて、細胞を充填する生体組織補填材２６を変更することにより、複数の生体組織補填体を簡易に製造することができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、作業者が把持する支持部材４をフレキシブルチューブ６とは別個に設けたが、一体に設けてもよい。また、冷却装置９の接続流路２０を支持部材４に設けたが、支持部材４とは別個に設けてもよい。また、冷却装置９によりカッター部材３の螺旋状の流路１９に供給する冷却液１６を生理食塩水や薬液により構成したが、これに代えて、冷却流体として冷却ガスを使用してもよい。
【００５２】
また、本実施形態においては、フレキシブルチューブ６として複数の流通孔を有するマルチルーメンチューブを用い、該マルチルーメンチューブの各流通孔に対応する位置に貫通孔２６ａを有する生体組織補填材２６を採用してもよい。
また、回転操作部３５，３６に代えて、ロータ３８に埋め込んだ磁石（図示略）に、補填材容器３４外部から磁力を作用させて回転させることにしてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０について、図７および図８を参照して説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る生体組織補填体製造装置１と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０は、図７に示されるように、生体組織補填材４１を収容する略円筒状の補填材容器部（補填材収容部）４２と、該補填材容器部４２の一端に同軸に延びる細径の円筒状の接続管部４３と、補填材容器部４２の他端の開口を閉塞するように嵌合されるモータ（ドリル回転機構）４４と、該モータ４４の回転軸に一体的に設けられたドリル状部材４５とを備えている。
【００５５】
ドリル状部材４５は、前記補填材容器部４２および接続管部４３内を貫通して、その先端４５ａを接続管部４３の開口から突出させて配置されるようになっている。ドリル状部材４５の先端４５ａから接続管部４３内に配置される部分には、螺旋溝４５ｂが設けられている。また、ドリル状部材４５の補填材容器部４２内に配置される部分には、半径方向に突出する複数の攪拌棒（攪拌部材）４５ｃが配置されている。
【００５６】
図中、符号４６は、補填材容器部４２とモータ４４との嵌合部を密封するためのＯリングのようなシール部材である。また、符号４７は、補填材容器部４２に貫通形成された貫通孔４８に配置されたフィルタである。該フィルタ４７は、気体の通過のみを許容し、液体等の通過を阻止するようになっている。
【００５７】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０を用いて生体組織補填体を製造する場合について説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０を用いて生体組織補填体を製造するには、まず、生体祖黄補填体製造装置４０の補填材容器部４２内に生体組織補填材４１を収容する。生体組織補填材４１としては、紛状あるいは顆粒状のものが好ましい。材質は、第１の実施形態と同様、β−ＴＣＰその他の任意の生体適合性を有するものであることが好ましい。
【００５８】
次に、表皮を切開して長管骨の表面を露出させ、ドリル状部材４５の先端４５ａを長管骨表面に接触させる。この状態で、モータ４４を作動させることによりドリル状部材４５を回転させ、長管骨に穿孔する。
【００５９】
長管骨に貫通孔が形成されると、ドリル状部材４５の先端が長管骨内の骨髄腔内に配置されるとともに、接続管部４３の先端が長管骨の表面に接触して、骨髄腔内から貫通孔および接続管部４３を介して補填材容器部４２内までの流路を密封状態に形成する。
この状態で、さらにドリル状部材４５を回転させる。これにより、ドリル状部材４５に設けられた螺旋溝４５ｂを介して骨髄腔内の海綿骨および骨髄液が汲み上げられ、補填材容器部４２内に吸引される。補填材容器部４２には貫通孔４８が設けられているので、補填材容器部４２内に充満していた空気等の気体は、骨髄液等が汲み上げられるにしたがって貫通孔４８から外部に放出される。
【００６０】
補填材容器部４２内のドリル状部材４５には攪拌棒４５ｃが配置されているので、吸引された骨髄液等は補填材容器部４２内に配置されている生体組織補填材４１とともに攪拌棒４５ｃにより攪拌されて、均一に混合される。補填材容器部４２内に適量の骨髄液等を吸引することにより、骨髄液等と生体組織補填材４１とが均一に混合された生体組織補填体４９が製造される。
【００６１】
生体組織補填体４９が製造された後には、補填材容器部４２からモータ４４およびその回転軸に固定されたドリル状部材４５を取り外すことにより、図８に示されるように、製造された生体組織補填体４９をドリル状部材４５とともに補填材容器部４２内から容易に抜き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体組織補填体製造装置を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の生体組織補填体製造装置の補填材容器から生体組織補填体を取り出す際の状態を示す部分的な縦断面図である。
【図３】図１の生体組織補填体製造装置の第１の変形例を模式的に示す縦断面図である。
【図４】図１の生体組織補填体製造装置の第２の変形例を模式的に示す縦断面図である。
【図５】図１の生体組織補填体製造装置の第３の変形例であって、（ａ）補填材容器の縦断面図および（ｂ）生体組織補填材の正面図である。
【図６】図１の生体組織補填体製造装置の第４の変形例であって、（ａ）補填材容器の縦断面図および（ｂ）ロータおよび生体組織補填材の正面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体製造装置を示す縦断面図である。
【図８】図７の生体組織補填体製造装置から生体組織補填体を取り出す際の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１，４０ 生体組織補填体製造装置
２ 切刃
３ カッター部材
３ａ 円筒部（搬送管）
４ 支持部材
６ フレキシブルチューブ（搬送管）
７，３４ 補填材容器（補填材収容部）
７ｂ，３４ｂ キャップ
８ ポンプ（吸引装置）
９ 冷却装置
２７，２７ａ，２７ｂ 接続配管（搬送管）
２９ フィルタ
３２ 固定配管（搬送管）
３５，３６ 回転操作部材（補填材回転機構、ロータ回転機構）
３８ ロータ
４２ 補填材容器部（補填材収容部）
４３ 接続管部（接続管）
４４ モータ（ドリル回転機構）
４５ ドリル状部材
４５ａ 先端
４５ｂ 螺旋溝
４５ｃ 攪拌棒（攪拌部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、長管骨内に存在する幹細胞等の細胞を採取して生体組織補填体を製造する生体組織補填体製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者から採取した骨髄液等に基づいて生体組織を再生する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、患者から採取した間葉系幹細胞を用いて生体内に移植するための生体組織補填体を製造する方法についても開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−８０３７７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これら特許文献１，２の方法では、骨髄液等の採取に他の機器を必要とし、また、採取後に容器等を移し替える等して生体組織補填体を製造しなければならないという不都合がある。実際の手術現場において、骨髄液等の採取作業、容器の移し替え作業および生体組織補填体の製造作業を行うことは、作業が繁雑でミスを生じ易く、生体組織補填体が製造されるまでに長時間を要するという問題がある。
【０００４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な操作で骨髄液等の採取から生体組織補填体の製造までの作業を行うことができ、ドクターやナース等の作業者の負担を軽減し、かつ、作業時間の短縮により患者にかかる負担をも軽減することができる生体組織補填体製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、先端開口を骨髄腔内に配置される搬送管と、該搬送管内を負圧に吸引する吸引装置と、搬送管の途中位置に配置され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備え、該補填材収容部が、液体を透過し、細胞の通過を阻止するフィルタを吸引装置側の端部に備える生体組織補填体製造装置を提供する。
【０００６】
本発明によれば、搬送管の先端開口を骨髄構内に配置し、吸引装置を作動させることで、搬送管内が負圧に吸引され、骨髄腔内の骨髄液等が搬送管を介して骨髄腔外に取り出される。搬送管の途中位置には補填材収容部が配置されているので、搬送管内を取り出されてくる骨髄液等は補填材収容部内に導かれる。補填材収容部に導かれてきた骨髄液等はフィルタによって液体と細胞とに分離され、液体はフィルタを透過して排出され、細胞はフィルタに捕獲されて補填材収容部内に残る。
【０００７】
補填材収容部には生体組織補填材が収容されているので、補填材収容部内において生体組織補填材に細胞が付着させられることになり、これにより、生体組織補填体が製造されることになる。すなわち、本発明によれば、搬送管の先端開口を骨髄腔内に配置して吸引装置を作動させるだけで、補填材収容部内に生体組織補填体を製造することができる。
【０００８】
上記発明においては、前記搬送管が、先端に切刃を有する略円筒状のカッター部材と、該カッター部材をその軸線回りに回転可能に支持する支持部材とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、カッター部材の作動により、切刃によって皮質骨に穿孔し、搬送管の先端開口を骨髄腔内に配置することが可能となる。したがって、皮質骨の穿孔作業も本発明の生体組織補填体製造装置を用いて行うことができ、さらに、作業を簡易にすることができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記カッター部材に、該カッター部材を冷却する冷却装置が備えられていることとしてもよい。
カッター部材によって皮質骨に穿孔する場合、カッター部材が摩擦熱によって加熱されるが、冷却装置の作動によりカッター部材が冷却されるので、穿孔後にカッター部材の内部を通して取り出される細胞が健全な状態に維持される。
【００１０】
また、上記発明においては、前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に収容された生体組織補填材を、該補填材収容部の軸線回りに回転させる補填材回転機構を備えることとしてもよい。
このようにすることで、補填材回転機構の作動により、補填材収容部内において生体組織補填材を回転させることができ、搬送管を介して搬送されてくる骨髄液を付着させる生体組織補填材の位置を変化させることができる。したがって、比較的大きな生体組織補填材に満遍なく骨髄液等を付着させることが可能となり、細胞が均一に付着した比較的大きな生体組織補填体を製造することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に複数の生体組織補填材を装填可能なロータを回転可能に収容し、該補填材収容部の軸線回りに前記ロータを回転させるロータ回転機構を備えることとしてもよい。
このようにすることで、複数の生体組織補填材をロータに装填し、ロータ回転機構を作動させることにより、搬送管を介して搬送されてくる骨髄液を順次、複数の生体組織補填材に付着させ、簡単な操作で複数の生体組織補填材を製造することが可能となる。
【００１２】
上記発明においては、前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、前記搬送管が、前記キャップに取り付けられていることとしてもよい。
このようにすることで、補填材収容部内に生体組織補填体が製造された後は、キャップを取り外すことによって、補填材収容部内から生体組織補填体を容易に取り出すことができる。
【００１３】
また、本発明は、皮質骨に骨髄腔内まで貫通形成された貫通孔に接続される接続管と、該接続管内に回転可能に挿入配置され、骨髄腔内に先端を配置される螺旋溝を有するドリル状部材と、該ドリル状部材を回転させるドリル回転機構と、前記接続管の後端に接続され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備える生体組織補填体製造装置を提供する。
【００１４】
本発明により生体組織補填体を製造するには、まず、ドリル状部材を皮質骨表面に接触させてドリル回転機構を作動させることにより、ドリル状部材によって皮質骨に穿孔し、ドリル状部材の先端を骨髄腔内に配置する。あるいは、予め皮質骨に貫通孔を穿孔し、ドリル状部材の先端を骨髄腔内に配置する。この状態で、ドリル状部材の螺旋溝の先端が骨髄腔内に配置されるので、ドリル回転機構を作動させ、ドリル状部材を回転させることにより、螺旋溝に沿って骨髄腔内の骨髄液および海綿骨が骨髄腔内から取り出される。
【００１５】
貫通孔には接続管が接続されるので、取り出された骨髄液等は接続管内を搬送されて補填材収容部に到達し、補填材収容部内に収容されている生体組織補填材に付着させられる。これにより、生体組織収容部内に生体組織補填体が製造される。したがって、作業者は、本発明に係る生体組織補填体製造装置の先端部を皮質骨に押し当てるだけ、あるいは皮質骨に形成された貫通孔に接続するだけで、生体組織補填材に骨髄液等が付着した生体組織補填体を製造することができる。
【００１６】
上記発明においては、前記補填材収容部内に配置されるドリル状部材に、該ドリル状部材が回転させられることにより、補填材収容部内の収容物を攪拌する攪拌部材が設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、ドリル状部材を回転させて骨髄液等を取り出しながら、攪拌部材を補填材収容部内で回転させて、骨髄液等および生体組織補填材の混合物からなる収容物を攪拌することができ、これらが均一に混合された生体組織補填体を製造することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、前記接続管が、前記キャップに取り付けられていることとしてもよい。
このようにすることで、補填材収容部内に生体組織補填体が製造された後は、キャップを取り外すことによって、補填材収容部内から生体組織補填体を容易に取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な操作で骨髄液等の採取から生体組織補填体の製造までの作業を行うことができ、ドクターやナース等の作業者の負担を軽減し、かつ、作業時間の短縮により患者にかかる負担をも軽減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る生体組織補填体製造装置１について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１は、図１に示されるように、略円筒状に形成され、先端に切刃２を有するカッター部材３と、該カッター部材３を回転可能に支持する支持部材４と、カッター部材３に回転力を付与する回転装置５と、カッター部材３の後端に一端を接続されたフレキシブルチューブ（搬送管）６と、該フレキシブルチューブ６の他端に配置された補填材容器（補填材収容部）７と、該補填材容器７、これに接続するフレキシブルチューブ６およびカッター部材３内を減圧するポンプ（吸引装置）８とを備えている。また、カッター部材３には冷却装置９が備えられ、前記フレキシブルチューブ６には、内部に液体１０を供給する液体供給部１１が接続されている。
【００２０】
前記カッター部材３は、略円筒管状に形成された管状部（搬送管）３ａと、該管状部３ａの先端に配置され、鋭利な尖端を先端方向に向けて周方向に複数配列された切刃２とを備えている。これにより、切刃２の尖端を図示しない被穿孔対象（例えば、長管骨の皮質骨外面）に接触させた状態でカッター部材３をその中心軸回りに回転させることにより、切刃２によって被穿孔対象を削り、被穿孔対象に穿孔することができるようになっている。
【００２１】
前記支持部材４は、カッター部材３の長手方向の途中位置に配置され、カッター部材３の周囲を取り囲むように配置される略円筒状部材であって、ベアリング１２によってカッター部材３を回転自在に支持している。支持部材４は、作業者が手で持って操作することができるようになっている。
【００２２】
前記回転装置５は、支持部材４に固定されたモータ１３と、該モータ１３および前記カッター部材３にそれぞれ固定され、相互に噛み合う歯車１４，１５とにより構成されている。支持部材４を把持してモータ１３を作動させることにより、歯車１４，１５を回転駆動してカッター部材３を中心軸回りに回転させることができるようになっている。
【００２３】
前記冷却装置９は、冷却液１６、例えば、生理食塩水やその他の薬液を貯留する容器１７と、該容器１７と支持部材４とを接続し、冷却液１６を支持部材４に供給する配管１８と、カッター部材３の内部に形成された螺旋状の流路１９と、前記配管１８と流路１９とを接続する接続流路２０とを備えている。
【００２４】
接続流路２０は、カッター部材３と支持部材４との間に軸方向に間隔をあけて配置された２つのシール部材２１によって密封状態に画定されたリング状空間２２と、前記カッター部材３の外面に形成され前記リング状空間２２に連通する周溝２３とを備えている。周溝２３には前記流路１９が接続されている。
【００２５】
これにより、支持部材４に対してカッター部材３を回転させている状態においても、容器１７から配管１８、リング状空間２２および周溝２３を介して流路１９内に冷却液１６を供給し、該流路１９が設けられているカッター部材３を全体的に冷却することができるようになっている。容器１７からの冷却液１６の供給は、例えば、図示しないポンプにより行うようになっている。
【００２６】
また、前記液体供給部１１は、例えば、生理食塩水やその他の薬液等の液体１０を貯留する容器２４と、該容器２４と前記フレキシブルチューブ６とを接続する配管２５とを備えている。容器２４内に貯留されている液体１０は、例えば、重力により、あるいは、図示しないポンプによってフレキシブルチューブ６内に供給され、該フレキシブルチューブ６に接続されているカッター部材３内に供給されるようになっている。
【００２７】
前記補填材容器７は、略円筒状の生体組織補填材２６を収容する略円筒状の容器本体７ａと、該容器本体７ａの開口部を閉塞するように着脱可能に取り付けられるキャップ７ｂとを備えている。キャップ７ｂは前記フレキシブルチューブ６の一端に固定され、容器本体７ａは、前記ポンプ８に接続する接続配管（搬送管）２７の一端に固定されている。
【００２８】
前記キャップ７ｂは、前記容器本体７ａの開口部の外周面に設けられた雄ネジ２８ａに締結される雌ネジ２８ｂを有している。また、前記キャップ７ｂは、容器本体７ａの最大横断面積部分において該容器本体７ａを開閉するように構成されており、容器本体７ａから取り外すことによって、容器本体７ａ内の収容物を容易に取り出すことができるようになっている。
【００２９】
容器本体７ａの接続配管２７への接続口には、液体および気体を透過させ、細胞等の通過を阻止可能なフィルタ２９が設けられている。
本実施形態においては、容器本体７ａの開口部をキャップ７ｂにより閉じた状態で、キャップ７ｂに接続するフレキシブルチューブ６の開口部と、前記フィルタ２９が設けられた容器本体７ａの接続配管２７への接続口とは、いずれも容器本体７ａの長手軸中心位置に配置されている。また、補填材容器７内に収容される生体組織補填材２６も中央に貫通孔２６ａを有する円筒状に形成されている。
【００３０】
これにより、フレキシブルチューブ６を介して搬送されてきた骨髄液等は、キャップ７ｂの開口部から補填材容器７内に入ると、主として生体組織補填材２６の貫通孔２６ａ内を流動して接続口のフィルタ２９により液体と細胞等とに分離されるようになっている。したがって、生体組織補填材２６の貫通孔２６ａには骨髄液内に含まれている細胞等が充填されることになり、これにより生体組織補填体が製造されるようになっている。
【００３１】
本実施形態においては、生体組織補填材２６は、例えば、βリン酸三カルシウム多孔体からなる円筒状ブロックである。なお、生体組織補填材２６の材質はこれに限定されるものではなく、生体適合性を有する任意の材質のものを採用することができる。
【００３２】
骨髄液等から細胞等を分離された残りの液体および気体は、ポンプ８により吸引されて接続配管２７を介して外部に排出されるようになっている。
なお、図中、符号３０は、カッター部材３とフレキシブルチューブ６との間を密封するシール部材である。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１を用いて生体組織補填体を製造するには、表皮を切開して長管骨の表面を露出させ、支持部材４を操作してカッター部材３の先端の切刃２を長管骨表面に接触させる。このとき、カッター部材３の基端側はフレキシブルチューブ６に接続されているので、該フレキシブルチューブ６を湾曲させることで、カッター部材３の姿勢を自由に調節でき、長管骨に穿孔したい孔の角度および方向にカッター部材３を位置合わせすることができる。この状態で、冷却装置９および回転装置５を作動させ、カッター部材３の螺旋状の流路１９内に冷却液１６を流通させた状態で、カッター部材３をその中心軸回りに回転させる。
【００３４】
支持部材４に、カッター部材３の先端方向に向かう押圧力を加えることで、カッター部材３先端の切刃２を長管骨に押し付け、切刃２の回転によって長管骨の皮質骨を切削し穿孔することができる。この場合において、皮質骨に対して切刃２が回転させられることで、皮質骨と切刃２との摩擦により摩擦熱が発生するが、カッター部材３の内部の流路１９には冷却液１６が流通させられているので、カッター部材３が高温状態になることが回避される。
【００３５】
そして、切刃２が皮質骨を貫通して骨髄腔内に挿入されると、骨髄腔内に収容されている骨髄液等がカッター部材３の内部に流入してくることになる。この場合に、カッター部材３が高温状態にならないように冷却されているので、カッター部材３の内部に流入した骨髄液が加熱されることが防止され、骨髄液内の間葉系幹細胞の健全性が熱によって損なわれることを防止することができる。骨髄腔内には海綿骨も存在しているが、カッター部材３先端の切刃２が接触することで海綿骨も切断され、カッター部材３を容易に骨髄腔内に進入させることができ、その分、カッター部材３の内部に骨髄液および海綿骨を取り込むことができる。
【００３６】
この状態で、ポンプ８を作動させ、接続配管２７、補填材容器７、フレキシブルチューブ６およびカッター部材３内を負圧に吸引することにより、カッター部材３の内部に取り込まれた骨髄液および海綿骨をフレキシブルチューブ６を介して補填材容器７内に導くことができる。
【００３７】
この場合において、ポンプ８による吸引に先立って、液体供給部１１の作動により、カッター部材３の後端から液体１０を供給することにより、カッター部材３の内部に取り込んだ骨髄液を薄め、粘性を下げることができる。したがって、その後にポンプ８の作動によりカッター部材３内の骨髄液を吸引することとすれば、骨髄液の流動性を高めて、補填材容器７への導入を容易にすることができるという利点がある。
【００３８】
また、骨髄腔内の骨髄液を十分に吸引したい場合には、支持部材４を操作して、骨髄腔内に配されているカッター部材３の姿勢を変更することにより、皮質骨にあけた単一の孔を介して、多くの骨髄液を吸引することができる。したがって、低侵襲で多量の骨髄液を吸引でき、しかも、骨髄液内に含まれている間葉系幹細胞を健全な状態で吸引することができる。
【００３９】
このようにして吸引された骨髄液等は、液体供給部１１から供給された液体１０とともに、低い粘性の流体となってカッター部材３およびフレキシブルチューブ６内を通して補填材容器７内に搬送されてくる。そして、補填材容器７内に入ると、補填材容器７内に収容されている生体組織補填材２６の貫通孔２６ａ内を流動し、接続配管２７への接続口に配置されているフィルタ２９により、骨髄細胞等が捕獲され、他の液体や気体が容器本体７ａの外部に排出されることになる。
【００４０】
その結果、フィルタ２９によって捕獲された細胞等は生体組織補填材２６の中央の貫通孔２６ａ内に残留することとなり、これによって、吸引した細胞Ａ等が貫通孔２６ａ内に充填された状態の生体組織補填体３１を製造することができる。
そして、生体組織補填体３１が製造された後には、図２に示されるように、キャップ７ｂの容器本体７ａへの締結を緩め、キャップ７ｂを取り外すことにより、補填材容器７内に製造された生体組織補填体３１を容易に取り出すことができる。
【００４１】
このように、本実施形態に係る生体組織補填体製造装置１によれば、カッター部材３を回転させポンプ８により吸引するだけで、補填材容器７内に生体組織補填体３１を製造することができる。したがって、作業者は、皮質骨の穿孔作業、骨髄液等の吸引作業、吸引した細胞の抽出作業、生体組織補填材２６への細胞の付着作業等を一度に行うことができ、簡易に生体組織補填体３１を製造することができる。また、この際に、複数の容器に入れ替える等する必要がないので、細胞の無駄やコンタミネーションの発生等をより確実に防止することができる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、フレキシブルチューブ６によりカッター部材３と補填材容器７とを接続することとしたが、これに代えて、図３に示されるように、固定配管３２によって接続することにしてもよい。この場合に、固定配管３２を短く構成することで、管摩擦を低減し、液体供給部１１をなくすことにしてもよい。
【００４３】
また、補填材容器７とポンプ８との接続配管２７をフレキシブルチューブによって構成することにしてもよい。
また、図４に示されるように、補填材容器７とポンプ８との間に回収容器３３を配置し、第１の接続配管２７ａおよび第２の接続配管２７ｂにより、補填材容器７と回収容器３３、回収容器とポンプ８とを接続することにしてもよい。
【００４４】
このようにすることで、補填材容器７のフィルタ２９により細胞Ａを分離された後の液体をポンプ８に通過させることなく取り出すことができる。したがって、使用後のポンプの洗浄等が不要となり、再使用することが可能となる。
この場合に、回収容器３３を容器本体３３ａと蓋体３３ｂとにより構成することによって、容器本体３３ａから蓋体３３ｂを取り外すだけで、容器本体３３ａ内に回収された液体等を容易に取り出すことができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る補填体製造装置１においては、補填材容器７として、フレキシブルチューブ６および接続配管２７を長手軸中心に接続したものを例示し、該長手軸中心に一致する単一の貫通孔２６ａを有する円筒状の生体組織補填材２６を収容することとしたが、これに代えて、図５に示されるように、フレキシブルチューブ６および接続配管２７の軸線とは偏心した軸線を有する補填材容器３４を採用することとしてもよい。
【００４６】
この補填材容器３４は、容器本体３４ａとキャップ３４ｂとを備え、これら容器本体３４ａおよびキャップ３４ｂに、回転操作部材（補填材回転機構）３５，３６を備えている。これら回転操作部材３５，３６は、容器本体３４ａおよびキャップ３４ｂの中心位置に回転可能に取り付けられており、キャップ３４ｂが容器本体３４ａに取り付けられた状態で、補填材容器３４の中心軸線上に対向配置されるようになっている。
【００４７】
各回転操作部材３５，３６は、容器本体３４ａまたはキャップ３４ｂの外部に配置される円柱状のつまみ３５ａ，３６ａと、容器本体３４ａまたはキャップ３４ｂの内部に配置される補填材係合部３５ｂ，３６ｂとを備えている。容器本体３４ａ内に生体組織補填材２６′を収容し、キャップ３４ｂを容器本体３４ａに取り付けることにより、回転操作部材３５，３６の補填材係合部３５ｂ，３６ｂ間に生体組織補填材が軸方向に挟まれる。この状態で、容器本体３４ａおよびキャップ３４ｂの外部に配置される回転操作部材３５，３６のつまみ３５ａ，３６ａを操作することにより、補填材容器３４内において、生体組織補填材２６′を、補填材容器３４の中心軸線回りに回転させることができるようになっている。
【００４８】
この場合において、生体組織補填材としては、図５に示されるように、補填材容器３４の中心軸線と前記フレキシブルチューブ６および接続配管２７の中心軸との偏心量と同じだけ中心から偏心した位置に周方向に間隔をあけて複数（例えば、図５（ｂ）では６カ所）設けられた貫通孔２６ａを有するものを使用する。図中、符号３７は、前記補填材係合部３５ｂ，３６ｂを係合させる係合凹部である。
【００４９】
これにより、回転操作部材３５，３６を操作して、補填材容器３４内で生体組織補填材２６′を回転させ、貫通孔２６ａをフレキシブルチューブ６および接続配管２７に一致させた状態で骨髄液を吸引することにより、貫通孔２６ａ内に細胞を充填することができる。一の貫通孔２６ａ内に細胞を充填した後には、再度生体組織補填材２６′を回転させて他の貫通孔２６ａ内に細胞を充填する。この操作を繰り返すことにより、全ての貫通孔２６ａ内に細胞を充填することができる。
このようにすることで、さらに多量の細胞を充填した生体組織補填体を製造することができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、図６に示されるように、生体組織補填材２６′に代えて、補填材容器３４内に回転操作部材（ロータ回転機構）３５，３６に係合して回転させられるロータ３８を収容し、該ロータ３８に設けられた複数（図６（ｂ）においては４カ所）の補填材収容部３８ａに、複数の円筒状の生体組織補填材２６を装填することとしてもよい。このようにすることで、ロータ３８を回転させて、細胞を充填する生体組織補填材２６を変更することにより、複数の生体組織補填体を簡易に製造することができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、作業者が把持する支持部材４をフレキシブルチューブ６とは別個に設けたが、一体に設けてもよい。また、冷却装置９の接続流路２０を支持部材４に設けたが、支持部材４とは別個に設けてもよい。また、冷却装置９によりカッター部材３の螺旋状の流路１９に供給する冷却液１６を生理食塩水や薬液により構成したが、これに代えて、冷却流体として冷却ガスを使用してもよい。
【００５２】
また、本実施形態においては、フレキシブルチューブ６として複数の流通孔を有するマルチルーメンチューブを用い、該マルチルーメンチューブの各流通孔に対応する位置に貫通孔２６ａを有する生体組織補填材２６を採用してもよい。
また、回転操作部３５，３６に代えて、ロータ３８に埋め込んだ磁石（図示略）に、補填材容器３４外部から磁力を作用させて回転させることにしてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０について、図７および図８を参照して説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る生体組織補填体製造装置１と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０は、図７に示されるように、生体組織補填材４１を収容する略円筒状の補填材容器部（補填材収容部）４２と、該補填材容器部４２の一端に同軸に延びる細径の円筒状の接続管部４３と、補填材容器部４２の他端の開口を閉塞するように嵌合されるモータ（ドリル回転機構）４４と、該モータ４４の回転軸に一体的に設けられたドリル状部材４５とを備えている。
【００５５】
ドリル状部材４５は、前記補填材容器部４２および接続管部４３内を貫通して、その先端４５ａを接続管部４３の開口から突出させて配置されるようになっている。ドリル状部材４５の先端４５ａから接続管部４３内に配置される部分には、螺旋溝４５ｂが設けられている。また、ドリル状部材４５の補填材容器部４２内に配置される部分には、半径方向に突出する複数の攪拌棒（攪拌部材）４５ｃが配置されている。
【００５６】
図中、符号４６は、補填材容器部４２とモータ４４との嵌合部を密封するためのＯリングのようなシール部材である。また、符号４７は、補填材容器部４２に貫通形成された貫通孔４８に配置されたフィルタである。該フィルタ４７は、気体の通過のみを許容し、液体等の通過を阻止するようになっている。
【００５７】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０を用いて生体組織補填体を製造する場合について説明する。
本実施形態に係る生体組織補填体製造装置４０を用いて生体組織補填体を製造するには、まず、生体祖黄補填体製造装置４０の補填材容器部４２内に生体組織補填材４１を収容する。生体組織補填材４１としては、紛状あるいは顆粒状のものが好ましい。材質は、第１の実施形態と同様、β−ＴＣＰその他の任意の生体適合性を有するものであることが好ましい。
【００５８】
次に、表皮を切開して長管骨の表面を露出させ、ドリル状部材４５の先端４５ａを長管骨表面に接触させる。この状態で、モータ４４を作動させることによりドリル状部材４５を回転させ、長管骨に穿孔する。
【００５９】
長管骨に貫通孔が形成されると、ドリル状部材４５の先端が長管骨内の骨髄腔内に配置されるとともに、接続管部４３の先端が長管骨の表面に接触して、骨髄腔内から貫通孔および接続管部４３を介して補填材容器部４２内までの流路を密封状態に形成する。
この状態で、さらにドリル状部材４５を回転させる。これにより、ドリル状部材４５に設けられた螺旋溝４５ｂを介して骨髄腔内の海綿骨および骨髄液が汲み上げられ、補填材容器部４２内に吸引される。補填材容器部４２には貫通孔４８が設けられているので、補填材容器部４２内に充満していた空気等の気体は、骨髄液等が汲み上げられるにしたがって貫通孔４８から外部に放出される。
【００６０】
補填材容器部４２内のドリル状部材４５には攪拌棒４５ｃが配置されているので、吸引された骨髄液等は補填材容器部４２内に配置されている生体組織補填材４１とともに攪拌棒４５ｃにより攪拌されて、均一に混合される。補填材容器部４２内に適量の骨髄液等を吸引することにより、骨髄液等と生体組織補填材４１とが均一に混合された生体組織補填体４９が製造される。
【００６１】
生体組織補填体４９が製造された後には、補填材容器部４２からモータ４４およびその回転軸に固定されたドリル状部材４５を取り外すことにより、図８に示されるように、製造された生体組織補填体４９をドリル状部材４５とともに補填材容器部４２内から容易に抜き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体組織補填体製造装置を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の生体組織補填体製造装置の補填材容器から生体組織補填体を取り出す際の状態を示す部分的な縦断面図である。
【図３】図１の生体組織補填体製造装置の第１の変形例を模式的に示す縦断面図である。
【図４】図１の生体組織補填体製造装置の第２の変形例を模式的に示す縦断面図である。
【図５】図１の生体組織補填体製造装置の第３の変形例であって、（ａ）補填材容器の縦断面図および（ｂ）生体組織補填材の正面図である。
【図６】図１の生体組織補填体製造装置の第４の変形例であって、（ａ）補填材容器の縦断面図および（ｂ）ロータおよび生体組織補填材の正面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填体製造装置を示す縦断面図である。
【図８】図７の生体組織補填体製造装置から生体組織補填体を取り出す際の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１，４０ 生体組織補填体製造装置
２ 切刃
３ カッター部材
３ａ 円筒部（搬送管）
４ 支持部材
６ フレキシブルチューブ（搬送管）
７，３４ 補填材容器（補填材収容部）
７ｂ，３４ｂ キャップ
８ ポンプ（吸引装置）
９ 冷却装置
２７，２７ａ，２７ｂ 接続配管（搬送管）
２９ フィルタ
３２ 固定配管（搬送管）
３５，３６ 回転操作部材（補填材回転機構、ロータ回転機構）
３８ ロータ
４２ 補填材容器部（補填材収容部）
４３ 接続管部（接続管）
４４ モータ（ドリル回転機構）
４５ ドリル状部材
４５ａ 先端
４５ｂ 螺旋溝
４５ｃ 攪拌棒（攪拌部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端開口を骨髄腔内に配置される搬送管と、
該搬送管内を負圧に吸引する吸引装置と、
前記搬送管の途中位置に配置され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備え、
該補填材収容部が、液体を透過し、細胞の通過を阻止するフィルタを吸引装置側の端部に備える生体組織補填体製造装置。
【請求項２】
前記搬送管が、先端に切刃を有する略円筒状のカッター部材と、該カッター部材をその軸線回りに回転可能に支持する支持部材とを備える請求項１に記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項３】
前記カッター部材に、該カッター部材を冷却する冷却装置が備えられている請求項２に記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項４】
前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に収容された生体組織補填材を、該補填材収容部の軸線回りに回転させる補填材回転機構を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項５】
前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に複数の生体組織補填材を装填可能なロータを回転可能に収容し、該補填材収容部の軸線回りに前記ロータを回転させるロータ回転機構を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項６】
前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、
前記搬送管が、前記キャップに取り付けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項７】
皮質骨に骨髄腔内まで貫通形成された貫通孔に接続される接続管と、
該接続管内に回転可能に挿入配置され、骨髄腔内に先端を配置される螺旋溝を有するドリル状部材と、
該ドリル状部材を回転させるドリル回転機構と、
前記接続管の後端に接続され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備える生体組織補填体製造装置。
【請求項８】
前記補填材収容部内に配置されるドリル状部材に、該ドリル状部材が回転させられることにより、補填材収容部内の収容物を攪拌する攪拌部材が設けられている請求項５に記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項９】
前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、
前記接続管が、前記キャップに取り付けられている請求項７または請求項８に記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項１】
先端開口を骨髄腔内に配置される搬送管と、
該搬送管内を負圧に吸引する吸引装置と、
前記搬送管の途中位置に配置され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備え、
該補填材収容部が、液体を透過し、細胞の通過を阻止するフィルタを吸引装置側の端部に備える生体組織補填体製造装置。
【請求項２】
前記搬送管が、先端に切刃を有する略円筒状のカッター部材と、該カッター部材をその軸線回りに回転可能に支持する支持部材とを備える請求項１に記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項３】
前記カッター部材に、該カッター部材を冷却する冷却装置が備えられている請求項２に記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項４】
前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に収容された生体組織補填材を、該補填材収容部の軸線回りに回転させる補填材回転機構を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項５】
前記補填材収容部が、搬送管に対して偏心した略円筒状に構成されるとともに、内部に複数の生体組織補填材を装填可能なロータを回転可能に収容し、該補填材収容部の軸線回りに前記ロータを回転させるロータ回転機構を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項６】
前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、
前記搬送管が、前記キャップに取り付けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項７】
皮質骨に骨髄腔内まで貫通形成された貫通孔に接続される接続管と、
該接続管内に回転可能に挿入配置され、骨髄腔内に先端を配置される螺旋溝を有するドリル状部材と、
該ドリル状部材を回転させるドリル回転機構と、
前記接続管の後端に接続され、生体組織補填材を収容する補填材収容部とを備える生体組織補填体製造装置。
【請求項８】
前記補填材収容部内に配置されるドリル状部材に、該ドリル状部材が回転させられることにより、補填材収容部内の収容物を攪拌する攪拌部材が設けられている請求項５に記載の生体組織補填体製造装置。
【請求項９】
前記補填材収容部の先端側に、該補填材収容部の最大横断面積部において着脱可能に取り付けられるキャップが備えられ、
前記接続管が、前記キャップに取り付けられている請求項７または請求項８に記載の生体組織補填体製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−９７７７７（Ｐ２００７−９７７７７Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９０３３２（Ｐ２００５−２９０３３２）
【出願日】平成１７年１０月３日（２００５．１０．３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月３日（２００５．１０．３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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