[发明专利]机体硬组织或软组织诱导性支架材料

说明书

本申请是同名发明名称的中国专利申请第200580036406.4号的 分案申请，原案国际申请号为PCT/JP2005/017655，国际申请日为2005 年9月26日。

技术领域

本发明涉及一种用于人造牙根植入、人造关节植入、骨板等骨固 定支具、替代骨或人造脏器及其保持装置的机体硬组织或软组织诱导 性支架材料(以下称为支架材料)。而且，本发明涉及一种细胞·微生 物的培养方法、使用有该方法生产来自生物的物质(特别是医用胶原) 的方法、以及用于这些方法的装置。

背景技术

专利文献1：特开平11-341号公报

专利文献2：特开平8-140996号公报

专利文献3：特开2004-67547号公报

专利文献4：特开2004-67547号公报

以往，作为植入机体用的植入材料，公知的有人造牙根、人造关 节等硬组织诱导性植入材料或人造脏器及其保护装置、皮肤连接物等 软组织诱导性植入材料。在此，人造牙根、人造关节等骨固定支具对 作为机体内硬组织的骨组织(成骨细胞、骨细胞)的诱导和生长很重要， 人造脏器或其保持装置或皮肤连接物等对机体内的软组织(成纤维细 胞等)的诱导和生长很重要。作为这种植入材料的金属材料的钛和钛合 金，与其他金属相比，具有机体内的异物反应少的特异亲和性，优选 使用。

但是，即使在机体内的异物反应少的情况下，这些植入材料植入 机体内时，由于在植入材料表面，结缔组织类的成纤维细胞等和胶原 纤维一起聚集形成包裹组织，所以植入材料不能和骨组织直接接触， 为了诱导骨组织需要花费时间，不实用。另外，由于材料表面即使是 粗糙的平面也是二维结构，所以不能与含有上述包裹组织等的软组织 结合。因此，为了使植入材料在机体内坚固地固定，必须使植入材料 和机体硬组织或软组织在短时间内保持更多的机械结合。根据这样的 宗旨正在开发具有与机体硬组织或软组织机械结合的部位的有各种几 何学结构的植入材料。

在专利文献1中，公开了用外部表面有多个开口单元的金属制泡 膜结构薄层覆盖的植入材料。而且，通过在这种泡膜结构薄层的覆盖 部含有被强化了的骨粘固剂，显示出植入材料和骨的中间的机械性质。

另外，在专利文献2中公开的是具有将金属线材在植入材料的下 部外周进行多层压缩卷绕形成的埋入部的植入材料。由于使用这种植 入材料是为了增大金属与成骨细胞的结合部位，而且埋入部的缓冲功 能优良，所以即使对于咬合等外力也不易发生断裂。

但是，发现具有上述几何学结构的植入材料向成骨细胞的植入材 料侵入，无法满足与细胞成为一体的骨性结合状态。

本发明人在专利文献3中记载有：“成骨细胞喜好在细纤维构成 的几何学空间中成长，其对不足100μm粗细的钛纤维集团构成的几何 学空间结构，且宽度为100～400μm的结构显现出极高的亲和性，有 着积极的附着特性。”而且，根据这种见解公开的机体硬组织诱导性 支架材料是，其由钛金属制的杆和机体组织着床空间构成，其中，所 述机体组织着床空间是将直径不足100μm、纵横比20以上(短轴∶长 轴＝1∶20以上)的钛纤维或钛基合金纤维通过抱合形成层状的物质卷 绕在上述杆的外周而成的。通过在机体内使用这种专利文献3的支架 材料，在材料和成骨细胞之间形成三维的物理结合，成为极其良好的 骨性结合组织。

可是，专利文献3中具备多孔质的机体组织着床层的植入材料， 虽然与成骨细胞的机械结合优良，但是，要求进一步改善其对外力的 耐久性、特别是对施加在杆和硬组织形成诱导层之间的接合面上的力、 扭转或剪切等的强度。

发明内容

本发明的目的在于，在维持硬组织(成骨细胞)喜好生长的几何学 空间不变的情况下，提高对于施加在杆和硬组织形成诱导层之间的接 合面上的力、特别是扭转或剪切等的强度。

另外，以往在将以人造心脏为代表的人造脏器植入机体内时，为 保持该人造心脏，和人造脏器同时植入容易和机体内组织结合的其他 人造物质。本发明的目的还在于，提供一种支架材料及其植入材料， 其具有容易诱导软组织的孔径，及几何学空间，可用于成骨细胞以外 的各种(有贴壁依赖性)细胞、作为软组织的皮肤或肌肉。