組織工学・再生医療用ゼラチン

組織工学や再生医療は、病気や事故によって破壊された臓器や組織を修復するために使われます。種細胞、足場、成長因子の3つの要素で構成されています。医薬用ゼラチンは、動物組織から抽出され、他の素材にはない生物学的な類似性と適合性を持っています。コラーゲンと同じ役割を果たし、細胞増殖の足場となる。

ゼラチンの官能基を化学的に修飾して強度を高め、組織の増殖と同じ速度で分解するようにした。ゼラチン溶液に空気を送り込み、気泡を形成させる。溶液が冷えると、多孔質の足場が形成される。この足場に細胞を播き、試験管内で培養すると、細胞はこの小さな孔から足場の内部に侵入する。体内に埋め込むと、ゼラチン足場の周囲に毛細血管が伸びて、新しい組織に栄養を供給し、周囲の組織と完全に一体化する。この足場は体になじみ、完全に消えるまで細胞が飲み込み続け、再生された新しい組織が残ります。

骨の再生に広く利用されています。ゼラチン溶液のパラメータを制御することで足場の多孔性を調節でき、天然の海綿骨に近い構造が得られる。機械的強度が低いという欠点は、他の材料と併用することで解決することができる。例えば、カルシウムを添加して強度を向上させる。この足場と細胞を患者さんの体内に移植し、成長因子の作用で骨と融合させることで、外傷の修復や機能回復を実現します。

また、損傷した末梢神経の修復にも使用することができます。破裂した神経を修復するのは難しいのですが、それは神経の成長する空間を侵すために周囲の組織が急速に成長するからです。医薬品であるゼラチンチューブが損傷した神経を包み込み、保護膜を形成します。これにより、その再生に適した空間が確保され、周囲の結合組織の侵襲を抑えることができます。チューブ壁の微細な孔は、物質交換と血管の成長を促進します。神経細胞は、接合されるまでチューブに沿って成長します。