JP7741548B2 - 末梢神経損傷用の生体模倣足場 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年４月１１日に出願された米国仮特許出願６２／８３２，６８１の利益を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
本開示は、神経組織の成長を促進するための多孔性マイクロチャネルを組み込んだ生体模倣足場およびそのような足場の製造方法に関する。

末梢神経系（ＰＮＳ）は、中枢神経系（ＣＮＳ）よりも再生能力が高いが、損傷した軸索がずれたり、神経支配された組織との接触を失ったりすると、損傷後の機能的再生はほとんど不完全である。標的組織の不十分な再神経支配および痛みを伴う神経腫形成を含む、主要な機能障害が生じる。

ＰＮＳ再生に影響を与える要因には、損傷自体の性質および度合い、除神経の期間、損傷した神経線維の種類と直径、および年齢が含まれる。近位神経損傷または神経の大きな隙間を伴う完全な切断では、一般に、臨床的に意味のある、運動および感覚の回復が極わずかで、成果がより貧弱である。次善の回復に寄与するいくつかの理由は、特定されており、１）軸索再成長率の不足、２）軸索伸長を許容する他の環境への漏れ、３）標的組織または標的組織に到達するための経路の変化、４）過度に慢性的な神経炎症、および５）シュワン細胞の萎縮と機能不全、が含まれる。

現在、末梢神経中に大きな隙間がある末梢神経インターフェイス（ＰＮＩ）の外科的修復のための臨床診療の標準は、自己移植の神経移植片の配置を含む。自己移植の不利な点は、１）ドナー部位の病的状態、２）ドナー移植片の限定供給、３）手術の時間と複雑さの増加、を含む。

末梢神経修復を指示する足場の実験開発により、商業的に入手可能な神経誘導が得られたが、これらの１つのチャンネルの神経誘導は、再生軸索と適切な標的との不整合をもたらす１つの大径チューブのみを提供する。切断されたラット坐骨神経モデルへの移植においては、そのような開管する１つのチャネルの神経誘導の足場は、多くの軸索が、他の遠位端に到達する前に、足場に入った後わずか２００μｍで、近位端に沿って線形配向性を残念ながら失う結果となる。その結果、軸索の密度が低くなり、遠位端に到達する軸索の中には、遠位神経に出ても配向性を失うものもある。この軸索の誤った方向への誘導は、神経腫による痛みを引き起こす可能性がある。

最近、シュワン細胞で満たされた導管の開発を含む細胞アプローチは、シュワン細胞が軸索の成長を誘導することおよび支持することによって軸索の再生を自然に支援するため、ある程度成功したが、これらの細胞はヒト末梢神経損傷用に転換されていない。

さらに、ヒトにおける急性または慢性のいずれかの脊髄損傷（ＳＣＩ）の後の再生を促進する効果的な治療法はない。様々な実験的方法は、軸索の付着および伸長を支援するための損傷部位への細胞移植を含む、ＳＣＩ動物モデルにおける軸索の再生を促進する。移植された細胞は、星状細胞、シュワン細胞、骨髄間質細胞、または幹細胞を含む。しかしながら、細胞インプラントの難点は、三次元（３Ｄ）組織化の欠如であり、軸索成長の不規則な方向をもたらし、ほとんどの軸索は、損傷部位を越えて宿主組織に再生せず、従って、機能的回復は、あるとしても極めてわずかである。

従って、神経組織（例えば、軸索）が再生できる範囲、速度、誘導、標的化、および損傷距離を強化するための戦略および技術を特定する必要性が残っている。

本明細書に開示されるのは、近位端および遠位端を有する鞘、前記鞘に設けられ前記鞘を前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネル、ここで前記マイクロチャネルは神経組織の成長を可能にするように構成され、および前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部、ここで前記第１突出部および前記第２突出部は神経組織を縫合するように構成され、を含む神経修復足場である。

また、本明細書に開示されるのは、近位端および遠位端を有する鞘、前記鞘に設けられ前記鞘を近位端から遠位端まで横断する複数のマイクロチャネル、を含む神経修復足場であり、ここで、前記マイクロチャネルは神経組織が成長できるように構成され、かつ、ここで前記マイクロチャネル壁の少なくとも１つは、前記マイクロチャネル壁に組み込まれた生体機能剤を含む。

また、本明細書に開示されている神経修復足場は、近位端および遠位端を有する鞘、前記鞘に設けられ前記鞘を前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネル、ここで前記マイクロチャネルは、神経組織が成長できるように構成され、前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部、ここで、前記第１突出部および前記第２突出部は、神経組織を縫合するように構成され、ここで、前記足場は、生体機能剤をさらに含み、ここで、前記マイクロチャネルのそれぞれは、約２００μｍから約３５０μｍの開直径を有し、かつ、ここで前記足場は、約１５％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから調製される、を含む。

また、本明細書に開示されるのは、本明細書に開示された前記神経修復足場を、それを必要とする対象の神経損傷部位に移植することを含み、それによって損傷部位の全域で神経機能の回復を可能にする、神経機能を回復する方法である。

最密充填六角形チャネルを特徴とする、本明細書に開示されるような足場の透視図。 最密充填六角形チャネルを特徴とする、本明細書に開示されるような足場の断面図。 最密充填六角形チャネルを特徴とする、本明細書に開示されるような足場の側面図。 円形チャネルを特徴とする、本明細書に開示される足場の別の実施形態の透視図。 円形チャネルを特徴とする、本明細書に開示される足場の別の実施形態の断面図。 円形チャネルを特徴とする、本明細書に開示される足場の別の実施形態の側面図。 生体模倣足場中の密に充填された六方マイクロチャネルを示す断面画像。 縫合糸を保持する足場。 移植４週間後の、１ｃｍに切断された、ラットの坐骨神経中に移植された、本明細書に開示される足場。９Ａは、ずれており、移植された足場のない対照動物中の損傷神経の遠位端にほとんど到達していない、再生軸索を写す。９Ｂは、開示されたマルチチャネル足場によって誘導されて、損傷神経の遠位端に到達する再生軸索を写す。 開示されたマルチチャネル足場を用いた動物における、改善された、脊髄運動ニューロンの末梢筋への接続性。 開管移植と比較して筋肉重量の有意な増加によって証明される、開示されたマルチチャネル足場を移植された動物におけるニューロンの改善された機能。 ラット標本における無傷の坐骨神経および腓腹神経。 坐骨神経の隙間を横断して設置された、本明細書で提供されるマルチチャネル足場。

自然の末梢神経では、軸索は束の中で互いに集まっている。末梢神経の断裂損傷は、この構造を破壊する。２つの神経断端を直接縫合で閉じることができない隙間が存在する末梢神経（正中神経など）への損傷の場合、橋架けが必要である。開示されたマルチチャネル生体模倣足場は、神経損傷を橋架けし、損傷部位を横断する軸索の成長の誘導を提供することができる。開示された足場のマイクロチャネルは、軸索を組織化し、再生の忠実度を維持する。したがって、足場は、それらを空間内の同じ座標に保ち、それらを同じ経路に沿って損傷部位の反対側に誘導する。

いくつかの実施形態では、所望の長さの足場が３Ｄ印刷され、次いで損傷部位に配置される。次に、近位および遠位の神経断端を足場の突出部に挿入し、そこでマイクロチャネル足場に整列させる。次に、神経上膜を突出部または鞘に縫合し、それにより足場を所定の位置に固定する。近位側からの再生軸索は足場に入り、損傷部位を通って遠位神経断端に誘導される。いくつかの実施形態では、足場のチャネルは、軸索再生をさらに補助するためにシュワン細胞で満たされている。いくつかの実施形態において、神経栄養因子（骨由来神経栄養因子［ＢＤＮＦ］または神経成長因子［ＮＧＦ］など）または薬物送達粒子は、制御放出のために足場の壁の内側にカプセル化することができる。

重度の外傷の後には、神経系は自発的に再生せず、機能を回復するための介入を必要とする。改善され、そしてより効果的な神経誘導足場の製造および実施を可能にする材料の開発が必要である。様々な面で、本開示は、対象において神経組織の成長および増殖を促進するための、改善され、より効果的な組織足場を意図する。対象は、ヒト、霊長類、またはコンパニオン・アニマルのような哺乳動物などの複雑な神経系を有する動物でありうる。したがって、本開示による組織足場は、そのような対象に移植された装置でありうる。

図１－３は、本明細書に記載の、開示された生体模倣足場の一実施形態の足場１００を示す。足場１００は、鞘（または外壁）１０２を含む。鞘１０２の内部には、複数の六角形のマイクロチャネル１０４が配置されている。六角形マイクロチャネル１０４のそれぞれは、チャネル壁１０６および開管腔１０８を含むことができる。いくつかの実施形態では、六角形のマイクロチャネルは、丸形または円形のマイクロチャネルと比較して、より均一であり、より薄い壁でも、軸索が貫いて再生するためのより多くの空間を残す。ある特定の実施形態は、所定の足場内径１１０全体中に７個程度の完全な六角形を示す。他の実施形態は、内径内に２００個以上の完全な六角形を有することができる。

足場１００は、外径１１２および内径１１０を有することができる。足場１００は、近位端１１６上の第１突出部１１４および遠位端１２０上の第２突出部１１８を更に含むことができる。第１突出部１１４および／または第２突出部１１８は、神経組織への縫合に使用することができる。第１突出部１１４および第２突出部１１８を含めて、足場１００は、突出部を含む全長１２０を有することができる。

図４－６は、本明細書に記載のように生体模倣足場の別の実施形態の足場２００を示す。足場２００は、鞘（または外壁）２０２を含む。鞘２０２の内側には、複数の円形のマイクロチャネル２０４が配置されている。円形マイクロチャネルのそれぞれは、チャネル壁２０６および開管腔２０８を含むことができる。いくつかの実施形態では、円形マイクロチャネルは均一であり、より薄い壁でも、軸索が貫いて再生するための空間を残している。ある特定の実施形態は、所定の足場内径２１０全体中に５０程度の完全なマイクロチャネルを示す。他の実施形態は、内径内に２００個以上の完全なマイクロチャネルを有することができる。

足場２００は、内径２１０を補完する外径２１２を有することができる。足場２００は、近位端２１６上の第１突出部２１４および遠位端２２０上の第２突出部２１８をさらに含むことができる。第１突出部２１４および／または第２突出部２１８は、神経組織への縫合に使用することができる。第１突出部２１４および第２突出部２１８を含めて、足場２００は、突出部を含む全長２２２を有することができる。

「マイクロチャネル」により、その構造体は、明瞭な長手方向の軸を画定し、かつ開管腔または中空の芯を有することを意味する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、六角形または丸型の形状である。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、他の略丸形または円形の形状または他の直線で構成された形状（これらに限定されないが、六角形、丸形、三角形、長方形、正方形、五角形、七角形、八角形、九角形、十角形、楕円形、台形、またはその他の形状など）を有することができる。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは実質的に丸形である。いくつかの実施形態では、足場は、マイクロチャネル形状の複合体、例えば、五角形および六角形のマイクロチャネルの複合体を含む。そのような明らかな長手方向の軸を有するマイクロチャネルは、チャネルの他の寸法（例えば、直径または幅）よりも長い、細長い軸方向の寸法を含む。したがって、細長いマイクロチャネルは線状である。

図７および８は、突出部、マイクロチャネル、および壁を含む、本明細書に記載されたように足場の一般的な特徴を示している。

いくつかの実施形態では、足場の近位端および遠位端は、図に示され、かつ前述のように、神経に縫合するための基質を提供するようにマイクロチャネルから張り出した鞘からなる「突出部」を特徴とする。他の実施形態では、突出部は省略されうる。突出部は、医療専門家が神経を縫合するのに十分な材料を可能にするために、約０．１ｍｍから約３ｍｍの長さを有することができる。いくつかの実施形態では、突出部の厚さは、約１ｍｍから約３ｍｍである。いくつかの実施形態では、突出部の厚さは、約０．１ｍｍから約３ｍｍである。

したがって、本開示は、それぞれ長手方向の主軸を画定する複数のマイクロチャネルを含む足場を意図する。本開示の特定の変形によれば、「マイクロチャネル」は、好ましくは、少なくとも１つの、約１，０００μｍ未満の空間寸法を有する。特定の態様では、各マイクロチャネルは、約１０μｍ以上約１，０００μｍ以下、任意で約１０μｍ以上約５００μｍ以下、任意で約５０μｍ以上約４５０μｍ以下、任意で約５０μｍ以上約３００μｍ以下の内径を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、約２００μｍから約５００μｍ、例えば約３００μｍの開直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、または約５００μｍの開直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、約１５０μｍから約２５０μｍの開直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、約１７０μｍから約２３０μｍまでの開直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、約１８０μｍから約２２０μｍまでの開直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、約１９０μｍから約２１０μｍまでの開直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、約２００μｍから約３５０μｍの開直径を有する。開直径は、マイクロチャネルの管腔の直径を指す。いくつかの実施形態では、壁の厚さは、約１０μｍから約５０μｍである。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルの壁の厚さは、約１０μｍから約６０μｍである。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルの壁の厚さは、６０μｍ未満、５０μｍ未満、４０μｍ未満、３０μｍ未満、または２０μｍ未満である。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルの壁の厚さは、約１０μｍから約６０μｍ、約１０μｍから約５０μｍ、約１０μｍから約４０μｍ、約１０μｍから約３０μｍ、または約１０μｍから約２０μｍである。

例えば、用途に応じて、本開示の特定の変形例によるマイクロチャネルは、約５００μｍ以上３０ｃｍ以下、任意で約５００μｍ以上約１０ｃｍ以下、および特定の変形では、非限定的な例として、任意で約５００μｍ以上約３ｃｍ以下の長さを有しうる。いくつかの実施形態では、足場は、長さが０．５ｍｍから１０ｃｍでありうる。いくつかの実施形態では、足場は、長さが５ｍｍから１０ｃｍでありうる。いくつかの実施形態では、足場は、最大１５ｃｍの長さでありうる。いくつかの実施形態では、足場の長さは、約０．５ｃｍから約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、足場の長さは、約０．５ｃｍから約１ｃｍ、約０．５ｃｍから約２ｃｍ、約０．５ｃｍから約３ｃｍ、約０．５ｃｍから約５ｃｍ、約０．５ｃｍから約７ｃｍ、約０．５ｃｍから約９ｃｍ、約０．５ｃｍから約１０ｃｍ、約１ｃｍから約２ｃｍ、約１ｃｍから約３ｃｍ、約１ｃｍから約５ｃｍ、約１ｃｍから約７ｃｍ、約１ｃｍから約９ｃｍ、約１ｃｍから約１０ｃｍ、約２ｃｍから約３ｃｍ、約２ｃｍから約５ｃｍ、約２ｃｍから約７ｃｍ、約２ｃｍから約９ｃｍ、約２ｃｍから約１０ｃｍ、約３ｃｍから約５ｃｍ、約３ｃｍから約７ｃｍ、約３ｃｍから約９ｃｍ、約３ｃｍから約１０ｃｍ、約５ｃｍから約７ｃｍ、約５ｃｍから約９ｃｍ、約５ｃｍから約１０ｃｍ、約７ｃｍから約９ｃｍ、約７ｃｍから約１０ｃｍ、または約９ｃｍから約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、足場の長さは、約０．５ｃｍ、約１ｃｍ、約２ｃｍ、約３ｃｍ、約５ｃｍ、約７ｃｍ、約９ｃｍ、または約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、足場の長さは、少なくとも約０．５ｃｍ、約１ｃｍ、約２ｃｍ、約３ｃｍ、約５ｃｍ、約７ｃｍ、または約９ｃｍである。いくつかの実施形態では、足場の長さは、最大限でも約１ｃｍ、約２ｃｍ、約３ｃｍ、約５ｃｍ、約７ｃｍ、約９ｃｍ、または約１０ｃｍである。いくつかの実施形態では、足場の長さは、約０．１ｃｍから約１５ｃｍである。いくつかの実施形態では、足場の長さは、約５ｃｍから約１５ｃｍである。いくつかの実施形態では、足場の長さは少なくとも５ｃｍである。

足場の外径は、約１．５ｍｍから約１０ｍｍ、または１．５ｍｍと１０ｍｍとの間の任意の直径でありうる。いくつかの実施形態では、足場の外径は、約１．５ｍｍから約１０ｍｍである。いくつかの実施形態では、足場の外径は、約１．５ｍｍから約２．５ｍｍ、約１．５ｍｍから約３．５ｍｍ、約１．５ｍｍから約４．５ｍｍ、約１．５ｍｍから約５ｍｍ、約１．５ｍｍから約５．５ｍｍ、約１．５ｍｍから約６ｍｍ、約１．５ｍｍから約７ｍｍ、約１．５ｍｍから約８ｍｍ、約１．５ｍｍから約９ｍｍ、約１．５ｍｍから約１０ｍｍ、約２．５ｍｍから約３．５ｍｍ、約２．５ｍｍから約４．５ｍｍ、約２．５ｍｍから約５ｍｍ、約２．５ｍｍから約５．５ｍｍ、約２．５ｍｍから約６ｍｍ、約２．５ｍｍから約７ｍｍ、約２．５ｍｍから約８ｍｍ、約２．５ｍｍから約９ｍｍ、約２．５ｍｍから約１０ｍｍ、約３．５ｍｍから約４．５ｍｍ、約３．５ｍｍから約５ｍｍ、約３．５ｍｍから約５．５ｍｍ、約３．５ｍｍから約６ｍｍ、約３．５ｍｍから約７ｍｍ、約３．５ｍｍから約８ｍｍ、約３．５ｍｍから約９ｍｍ、約３．５ｍｍから約１０ｍｍ、約４．５ｍｍから約５ｍｍ、約４．５ｍｍから約５．５ｍｍ、約４．５ｍｍから約６ｍｍ、約４．５ｍｍから約７ｍｍ、約４．５ｍｍから約８ｍｍ、約４．５ｍｍから約９ｍｍ、約４．５ｍｍから約１０ｍｍ、約５ｍｍから約５．５ｍｍ、約５ｍｍから約６ｍｍ、約５ｍｍから約７ｍｍ、約５ｍｍから約８ｍｍ、約５ｍｍから約９ｍｍ、約５ｍｍから約１０ｍｍ、約５．５ｍｍから約６ｍｍ、約５．５ｍｍから約７ｍｍ、約５．５ｍｍから約８ｍｍ、約５．５ｍｍから約９ｍｍ、約５．５ｍｍから約１０ｍｍ、約６ｍｍから約７ｍｍ、約６ｍｍから約８ｍｍ、約６ｍｍから約９ｍｍ、約６ｍｍから約１０ｍｍ、約７ｍｍから約８ｍｍ、約７ｍｍから約９ｍｍ、約７ｍｍから約１０ｍｍ、約８ｍｍから約９ｍｍ、約８ｍｍから約１０ｍｍ、または約９ｍｍから約１０ｍｍである。いくつかの実施形態では、足場の外径は、約１．５ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、または約１０ｍｍである。いくつかの実施形態では、足場の外径は、少なくとも約１．５ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、または約９ｍｍである。いくつかの実施形態では、足場の外径は、最大限でも約２．５ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、または約１０ｍｍである。いくつかの実施形態では、足場の外径は、０．５ｍｍと１０ｍｍとの間である。いくつかの実施形態では、足場の外径は、０．１ｍｍと１０ｍｍとの間である。いくつかの実施形態では、足場の外径は、０．５ｍｍと２０ｍｍとの間、０．５ｍｍと３０ｍｍとの間、０．５ｍｍと４０ｍｍとの間、または０．５と５０ｍｍとの間である。いくつかの実施形態では、足場の外径は、０．５ｍｍと２０ｍｍとの間である。

マイクロチャネルは、生体適合性ポリマーなどの生体適合性および生分解性材料で形成されている。例えば、足場構造は、ポリエステルポリマーなどの生体適合性および生分解性ポリマーから形成されたマイクロチャネルを含むことができる。マイクロチャネルの形成に適した生分解性および生体適合性ポリマーは、ポリエチレングリコール、ゼラチン、またはコラーゲン、ならびにそれらの誘導体、およびそれらの混合物を含む。特定の態様において、生体適合性および生分解性材料は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート、メタクリレート化ゼラチン、およびメタクリレート化コラーゲン、ならびにそれらの組み合わせからなるポリマーの群から選択される。他の実施形態では、足場構造は、ポリカプロラクトンまたはアクリレート化ポリカプロラクトンなどの他のポリマー材料から構成されうる。いくつかの実施形態では、足場構造の異なる部分は、足場構造の他の部分とは材料組成が異なっていてもよい（例えば、ある特定の非限定的な実施形態では、内側のマイクロチャネルは、メタクリレート化ゼラチンとポリエチレングリコールの混合物から構成されうる一方で、外側の鞘は、ポリカプロラクトンから構成されうる）。いくつかの実施形態では、足場は、上記に列挙されたものなどの異なる重合性材料の混合物から製造される。例えば、本開示による足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートとメタクリレートゼラチンとの混合物から調製することができる。いくつかの実施形態では、混合物は、例えば、フェニル－２，４，６－トリメチルベンゾイルホスフン酸リチウムなどの、重合反応のための適切な開始剤をさらに含むことがある。重合反応の開始に適した任意の開始剤を使用することができる。いくつかの実施形態において、足場を製造するための混合物の残りは、水性溶媒または緩衝液（例えば、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）またはダルベッコリン酸緩衝生理食塩水（ＤＰＢＳ））などの適切な溶媒である。

いくつかの実施形態において、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（平均サイズＭｎ７００）および約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約１５％、約１７．５％、約２０％、約２２．５％、約２５％、約２７．５％、約３０％、約３２．５％、または約３５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２２．５％から約２７．５％、約２０％から約３０％、約１７．５％から約３２．５％、または約１５％から約３５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態において、足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態において、足場は、約１５％から約３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態において、足場は、約２０％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態において、足場は、約１５％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態において、足場は、約２０％から約３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態において、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ５５０、約Ｍｎ７００、約Ｍｎ１０００、約Ｍｎ２０００、または約Ｍｎ４０００である。いくつかの実施形態において、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ５００から約Ｍｎ１０００である。いくつかの実施形態において、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ７００である。いくつかの実施形態において、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約１００Ｍｎからおよび１００００Ｍｎである。いくつかの実施形態では、足場は、約１－７％のメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約１－７％、約２－６％、または約３－５％のメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約１－１５％のメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを約３：１、約７：２、約４：１、約５：１、約１０：１、約１５：１、約２０：１、または約２５：１（ｗ／ｗ）の比で含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを約２５：１から約３：１、約２０：１から約７：２、約１５：１から約４：１、または約１０：１から約４：１（ｗ／ｗ）の比で含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを、約３：１、約７：２、約４：１、約５：１、約１０：１、約１５：１、約２０：１、または約２５：１（ｗ／ｗ）の比で含む。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを、約２５：１から約３：１、約２０：１から約７：２、約１５：１から約４：１、または約１０：１から約４：１（ｗ／ｗ）の比で含む。

いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化コラーゲンを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（平均サイズＭｎ７００）および約２－１０ｍｇ／ｍｌのメタクリレート化コラーゲンから製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約１５％、約１７．５％、約２０％、約２２．５％、約２５％、約２７．５％、約３０％、約３２．５％、または約３５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２２．５％から約２７．５％、約２０％から約３０％、約１７．５％から約３２．５％、または約１５％から約３５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２０％から約３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約１５％から約３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２０％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約１５％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約２０％から約３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ５５０、約Ｍｎ７００、約Ｍｎ１０００、約Ｍｎ２０００、または約Ｍｎ４０００である。いくつかの実施形態では、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ５００から約Ｍｎ１０００である。いくつかの実施形態では、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ７００である。いくつかの実施形態では、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均サイズは、約１００Ｍｎからおよび１０００Ｍｎである。いくつかの実施形態では、足場は、約２－１０ｍｇ／ｍｌ、約３－９ｍｇ／ｍＬ、または約４－８ｍｇ／ｍｌのメタクリレート化コラーゲンを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、約１－１５ｍｇ／ｍｌのメタクリレート化コラーゲンを含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化コラーゲンを約１２５：１から約２５：１、約１００：１から約４０：１、約７５：１から約５０：１（ｗ／ｗ）の比で含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化コラーゲンを約１２５：１、約１００：１、約７５：１、約５０：１、約４０：１、または約２５：１（ｗ／ｗ）の比で含む混合物から製造される。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化コラーゲンを約１２５：１から約２５：１、約１００：１から約４０：１、約７５：１から約５０：１（ｗ／ｗ）の比で含む。いくつかの実施形態では、足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化コラーゲンを約１２５：１、約１００：１、約７５：１、約５０：１、約４０：１、または約２５：１（ｗ／ｗ）の比で含む。

特定の態様では、マイクロチャネルは、生体機能剤または活性成分で処理され、異なる表面特性または表面粗さを有し、または、異なる部分が露出した表面を有することができ、これは、空間的に誘導される細胞増殖を設計し、そして特定の態様では、細胞または組織の接着を促進し、または生体機能性材料および活性成分（例：医薬品有効成分）などを含む生体機能剤の周辺環境への放出を促進するのに有用である。

マイクロチャネルを形成する生分解性材料は、溶解する（材料の物理的崩壊、侵食、破壊、および／または溶解を指す）ことができ、生物によるそのような材料の再吸収を含むことができる。特定の変形例では、生分解性ポリマー材料は、血液、血清、増殖または培養培地、体液、唾液などの高濃度の水を含む溶媒にさらされて、溶解または侵食され得る。したがって、移植時に、材料は溶解または崩壊して小片になり得る。構造足場部材として、溶解速度（例えば、構造部材が周囲の細胞によって再吸収される速度）を、その構造が吸収過程を経て溶解または崩壊する前に十分な細胞増殖が起こるように設計することができる。様々な実施形態において、組織足場装置は、分解時間または溶解速度が、足場を通って対象の標的組織への適切な神経組織の再成長を可能にする時間量と一致するように設計される。対象ならびに組織の回復および再生に必要な時間に応じて、非限定的な例として、分解時間は、約１ヶ月以上から約３年以下、約１ヶ月以上から１年以下、および特定の変形例では約１ヶ月以上から６ヶ月以下でありうる。このようにして、細胞足場構造は、三次元での、細胞成長、細胞増殖、細胞分化、細胞修復、および／または細胞再生を、特に神経組織成長のため、支持および促進する。

特定の態様において、マイクロチャネルの壁は多孔性である。細孔径は、マイクロチャネル壁を通り抜けて横断する細胞成長を回避しながら、長手方向の軸に沿って実質的に線形の神経または軸索の組織の成長を促進するように選択され得る。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、ヒドロゲル、例えば、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートとメタクリレート化ゼラチンとの混合物、またはポリ（エチレングリコール）ジアクリレートとメタクリレート化コラーゲンの混合物でできている。本明細書で提供されるヒドロゲルを含むマイクロチャネルの特性により、栄養素は、細孔を使用することなく、足場の外部とマイクロチャネルの内部との間で交換されうる。これらの材料の自然な多孔性は、マイクロチャネル壁を通る栄養素および酸素の流れにより、望ましくない方向（例えば、マイクロチャネル壁を通る）への細胞増殖を防ぎながら、管腔を通って増殖する細胞を支持することを可能とする。

マイクロチャネルの壁は、平均細孔径が直径で約５０μｍ以下、任意で約４０μｍ以下、任意で約３０μｍ以下、任意で約２０μｍ以下、および特定の変形例では任意で約１０μｍ以下の複数の細孔を任意で含む。特定の態様では、マイクロチャネル壁内の複数の細孔は、軸索がそれぞれのマイクロチャネル間で成長することを可能にしうる細孔間をつなぐ経路を排除する平均細孔径を有する。そのような細孔サイズは、マイクロチャネルの壁を経た外面から内面への酸素および栄養素の流れを促進して、細胞がマイクロチャネル壁を通って成長しうることを最小限にしまたは防ぎながら、開中央管腔内で成長する細胞を支える。

他の態様では、本開示は、３Ｄ印刷によって神経組織の成長を促進するための生体模倣足場を製造する方法を提供する。本明細書で提供される足場は、様々な３Ｄ印刷技術を使用して作製することができる。３Ｄ印刷された足場を準備するために使用することができる３Ｄ印刷技術の例は、押出し印刷、インクジェット印刷、レーザーを基にした立体リソグラフィー、デジタル光処理立体リソグラフィー、および体積３Ｄ印刷（別名ホログラフィック３Ｄ印刷）を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される生体模倣足場は、デジタル光処理３Ｄ印刷によって製造される。生体模倣足場の３Ｄ印刷の追加の方法は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０６５５８５７に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

他の態様では、本明細書で提供される生体模倣足場は、鋳造（ｃａｓｔｉｎｇ）、成形（ｍｏｌｄｉｎｇ）、エレクトロスピニング、エンボス加工、または任意の他の適切な方法を含む他の技術から作製することができる。生体模倣足場を製造するための例示的な代替方法は、例えば、ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５６１０４およびＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１２９６６に記載されており、これらのそれぞれは、参照によりその全体が組み込まれる。

本明細書に開示された、開示マイクロチャネル足場は、組織の細胞成長、増殖、分化、修復、および／または再生を促進する。特定の実施形態では、組織は、軸索などの神経組織である。

特定の実施形態では、マイクロチャネル壁の適切な壁の厚さは、チャネルに対する構造的完全性を保持できる最小の厚さである。特定の態様では、壁の厚さは、約５００μｍ以下である。他の態様では、壁の厚さは、約１００μｍ以下である。壁の厚さが１００μｍを超える場合、それらは、開中央管腔内で軸索再生のために利用できる空間の量を減らす可能性がある。特定の変形例では、壁の厚さは、約１０μｍ以上約１００μｍ以下、任意で約１０μｍ以上約７０μｍ以下任意で約２０μｍ以上約７０μｍ以下、任意で約２５μｍ以上約６７μｍ以下、および特定の態様では、任意で約２０μｍ以上約５０μｍ以下でありうる。特定の他の変形例では、壁の厚さは、約１０μｍ以上約２０μｍ以下である。

本開示の様々な態様による組織足場設計の１つの特定の利点は、足場全容積の、約５０容積％以上、任意で約６０容積％以上、任意で約７０容積％以上、任意で約８０容積％以上、および特定の好ましい態様では、任意で約９０開容積％以上の全容積（例えば、鞘内の開間質チャネルおよびマイクロチャネルの開中央管腔の容積を含む、開管腔の容積）を提供することである。従来の足場設計は、そのような高水準の開管腔容積（これは、望ましい高方向線形性および高信号忠実度を有する健康な神経組織の成長を支えかつ促進するのに特に有利であると考えられる）を達成できなかったことに留意されたい。

特定の態様では、鞘内に配置された複数のマイクロチャネルの各マイクロチャネルの直径は、代替の変形例では、直径は、鞘内に存在する複数の別個のマイクロチャネル間で意図的に変化し得るが、同じ（または製造中の小さな寸法変動を考慮して実質的に同じ）であるように選択される。上記のように、複数のマイクロチャネルが実質的に同じ直径を有する変形例では、平均内径は、任意で、約４５０μｍ以下または、前記で規定された他の範囲のいずれかである。各マイクロチャネルは、別の変形例では他の形状が使用され得るが、楕円形または球形の断面形状を有して、間質チャネル内に有意な開間質容積を作り出すマイクロシリンダー形状を形成し得る。複数のマイクロチャネルが実質的に同じ直径を有する場合、それらは、鞘内に最密配置で並べられるように構成され得る。したがって、各マイクロチャネルは、別の隣接するマイクロチャネルと接触する。複数のマイクロチャネルは、鞘内にハニカムタイプの配置を作成することができる最密配置で並べられることができる。このように、本開示の組織足場は、外部保護鞘内に並べられたマイクロチャネルの、個別で、線形で、薄壁の最密充填配列を含む。マイクロチャネルの密度は、異なる実施形態で変更されうる。例えば、マイクロチャネルの密度は、足場中、約１以上約３００以下マイクロチャネル／ｍｍ^２でありうる。特定の変形例では、マイクロチャネル密度は、約１０以上約３０以下マイクロチャネル／ｍｍ^２でありうる。別の変形例では、組織足場のマイクロチャネル密度は、約１２０マイクロチャネル／ｍｍ^２でありうる。いくつかの変形例では、組織足場のマイクロチャネル密度は、約１０マイクロチャネルから約３００マイクロチャネル／ｍｍ^２でありうる。いくつかの変形例では、マイクロチャネル密度は、約１０から約２０、約１０から約３０、約１０から約５０、約１０から約１００、約１０から約１２０、約１０から約１５０、約１０から約２００、約１０から約３００、約２０から約３０、約２０から約５０、約２０から約１００、約２０から約１２０、約２０から約１５０、約２０から約２００、約２０から約３００、約３０から約５０、約３０から約１００、約３０から約１２０、約３０から約１５０、約３０から約２００、約３０から約３００、約５０から約１００、約５０から約１２０、約５０から約１５０、約５０から約２００、約５０から約３００、約１００から約１２０、約１００から約１５０、約１００から約２００、約１００から約３００、約１２０から約１５０、約１２０から約２００、約１２０から約３００、約１５０から約２００、約１５０から約３００、または約２００から約３００マイクロチャネル／ｍｍ^２である。いくつかの変形例では、マイクロチャネル密度は、約１０、約２０、約３０、約５０、約１００、約１２０、約１５０、約２００、または約３００マイクロチャネル／ｍｍ^２である。いくつかの変形例では、マイクロチャネル密度は、少なくとも約１０、約２０、約３０、約５０、約１００、約１２０、約１５０、または約２００マイクロチャネル／ｍｍ^２である。いくつかの変形例では、マイクロチャネル密度は、最大で約２０、約３０、約５０、約１００、約１２０、約１５０、約２００、または約３００マイクロチャネル／ｍｍ^２である。いくつかの実施形態では、１つの鞘内のマイクロチャネルの数は、７から２００を超えるチャネルでありうる。いくつかの変形例では、１つの鞘内のマイクロチャネルの数は、約７から約２００チャネルである。いくつかの変形例では、１つの鞘内のマイクロチャネルの数は、約７から約１５、約７から約２５、約７から約５０、約７から約７５、約７から約１００、約７から約１５０、約７から約２００、約１５から約２５、約１５から約５０、約１５から約７５、約１５から約１００、約１５から約１５０、約１５から約２００、約２５から約５０、約２５から約７５、約２５から約１００、約２５から約１５０、約２５から約２００、約５０から約７５、約５０から約１００、約５０から約１５０、約５０から約２００、約７５から約１００、約７５から約１５０、約７５から約２００、約１００から約１５０、約１００から約２００、または約１５０から約２００チャネルである。いくつかの変形例では、１つの鞘内のマイクロチャネルの数は、約７、約１５、約２５、約５０、約７５、約１００、約１５０、または約２００チャネルからである。いくつかの変形例では、１つの鞘内のマイクロチャネルの数は、少なくとも約７、約１５、約２５、約５０、約７５、約１００、または約１５０チャネルからである。いくつかの変形例では、１つの鞘内のマイクロチャネルの数は、最大で約１５、約２５、約５０、約７５、約１００、約１５０、または約２００チャネルからである。いくつかの実施形態では、１つの鞘内のマイクロチャネルの数は、最大で約３００、４００、５００、７５０、または１０００チャネルである。

鞘は、マイクロチャネルと同じまたは異なりうる生体適合性および／または生分解性材料で形成され得る。望ましくは、鞘は、マイクロチャネルと同様の多孔性を有し、内部領域からシースの壁を通って外部領域への細胞増殖を最小化または防止する一方、マイクロチャネルへの栄養素の流れおよび輸送を促進し得る。鞘は、楕円状または円筒状の断面形状を有する円筒状の管の形状として示されているが、マイクロシリンダーが鞘内に並んで配置され得る限り、鞘は他の様々な形状を有し得る。したがって、特定の態様では、鞘は、非限定的な例としてヒトの脊柱に見られるものと同様の蝶の形状を含む、他の形状を有し得る。鞘は、マイクロシリンダーと同じ長さを有し得るか、または神経または周囲組織の一部への追加的保護および固定のための突出部など、より長くありうる（例えば、吻合することによって）。このようにして、鞘およびマイクロチャネルを含む組織足場は、個々の対象／患者の損傷に適合するように、任意の距離にわたって延在することができる。さらに、足場全体の実際の形状または外形は、与えられた損傷の正確な形状または外形に適合するように作成することができる（この形状は、ＭＲＩ、ＣＴ、超音波などの従来の医療画像法によって決定することができる）。

足場は、細胞で満たされうる。これらの細胞は、成長因子を発現するように改変することができ、または幹細胞またはシュワン細胞など、事実上、治療的でありうる。

神経端などの、対象の神経の一部は、例えば、損傷、疾患、または手術によって引き起こされる、完全にまたは部分的に損傷した神経端のように、損傷され、または切られ得る。特定の態様では、神経端の一部は、組織足場の近位端または遠位端に固定され得る、１つ以上の個々の枝または束に、外科的に分割され、区分され、切られ、および／または横に切断され得る。神経端の１つ以上の個々の枝または束は、１つ以上のマイクロチャネルに接触するか、またはその中に配置され得る。神経端（またはその個々の枝または束）は、縫合糸、接着剤、または他の既知の固定技術を介して、シースの近位端または遠位端に固定されうる。例えば、数ヶ月の期間にわたって、神経端に由来する神経組織は、各マイクロチャネルの長手方向の軸に沿って成長し、組織足場の反対側の端にある任意の神経の標的を再神経支配することができる。したがって、本教示の様々な態様による組織足場は、足場の第１の端部から第２の反対側の端部まで、複数のマイクロチャネルの開中央管腔を貫通した、神経組織の成長を促進する。

当業者によって理解されるように、本発明の組織足場の構造は、神経組織成長を促進するのに特に適しているが、別の変形例では、組織足場を他の種類の組織成長に使用することができる。

他の態様において、マイクロチャネルの壁の表面は、例えば、細胞の成長、再生、分化、増殖、および／または修復を促進するために、生体機能剤で被覆され得る。細胞成長、細胞増殖、細胞分化、細胞修復、または細胞再生を「促進すること」とは、そのような生体機能剤の非存在下での細胞または有機体の一連の変化、例えば、そのような一連の変化を自然に実施すること、に比べて検出可能な増加が、生体機能剤の存在下で起こる、そのような一連の変化の速度または測定可能な効果のいずれかが生じることを意味する。例として、当業者によって理解されるように、生体機能剤の存在下で細胞成長を促進することは、そのような生体機能剤の非存在下での標的細胞の細胞成長または細胞数と比較した場合に、標的細胞の成長速度を増加させ、または標的細胞の総細胞数を増加させ得る。

本明細書で使用される場合、「生体機能剤」は、細胞成長、細胞接着、細胞増殖、細胞分化、細胞修復、および／または細胞再生を、測定可能な作用効果を増加させること（例えば、細胞発生または細胞再生の総細胞数の測定、細胞増殖、細胞分化、または細胞修復率の、速度または定性的効果の測定）により、促進する分子を指す。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される生体機能剤は、再生過程を、生体機能剤の非存在下での過程の結果と比べて、約２５％以上促進し、任意的に約３０％以上増加し、任意的に約３５％以上増加し、任意的に約４０％以上増加し、任意的に約４５％以上増加し、任意的に約５０％以上増加し、任意的に約５５％以上増加し、任意的に約６０％以上増加し、任意的に約６５％以上増加し、任意的に約７０％以上増加し、任意的に約７５％以上増加し、任意的に約８０％以上増加し、任意的に約８５％以上増加し、任意的に約９０％以上増加し、および特定の態様では、任意的に約９５％以上増加するように促進する。

例示的な生体機能剤は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、成長因子、および／または幹細胞促進因子を含むが、これらに限定されない。例示的な成長因子は、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、神経成長因子、グリア細胞由来神経栄養因子（ＧＤＮＦ）、およびニューロトロフィン－３（ＮＴ－３）を含む。いくつかの実施形態では、成長因子はＢＤＮＦである。いくつかの実施形態では、成長因子は神経成長因子である。いくつかの実施形態では、成長因子はＧＤＮＦである。いくつかの実施形態では、成長因子はＮＴ－３である。

そのような生体機能剤は、マイクロチャネルが形成された後、例えば、マイクロチャネル壁の1以上の表面（例えば、内面）の上に生体機能剤を、被覆すること、注入すること、または他の方法で組み込むことによって、導入することができる。特定の態様では、多孔性の壁の表面は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、並びにそれらの組み合わせおよび同等物からなる群から選択される神経組織の成長を促進するための材料を含む被覆を有する。特定の実施形態では、フィブロネクチンで壁を被覆することができ、多くの化合物をスクリーニングした後に、フィブロネクチンは、マイクロチャネル壁を形成する生体適合性ポリマーと共に、細胞および軸索の付着を最適化するために特に有利であることが見出された。

したがって、本技術は、損傷した末梢神経の外科的修復における既存の技術を超える大きな進歩を可能にする。これらの従来の機器は、中で、軸索が直線経路から高頻度で外れることで、足場の遠位端に到達して神経修復に寄与する軸索の数を減らす、１つの開チャネル（個々のマイクロチャネルに分割されていない）のみからなる。より一般に、商業的に入手可能な、そのような、より単純な構造は、軸索の誤誘導のために、痛みを伴う神経腫および機能改善の欠如をもたらす。加えて、従来の足場を作り上げる材料の特性は、細胞および軸索の付着を適切に支持しない。ヒドロゲル神経再生足場を移植および試験した後の経験的観察に基づくと、ヒドロゲル系材料は、薄い（＜５０μｍ）壁の足場を製造できる十分な強度を示さない。しかしながら、計算に基づくと、神経組織の成長を適切に支持および促進する、＞８０％管腔容積の足場を得るためには５０ミクロン未満の壁の厚さが必要であるように思われる。したがって、現在入手可能なヒドロゲル系材料は、本教示の特定の態様によって提供される有利な開管腔容積を備えた適切な強度を有する足場を提供できない。逆に、例えば、ポリ（エチレングリコール）メタクリレートとメタクリレート化ゼラチンとの混合物を含むヒドロゲル、またはポリ（エチレングリコール）メタクリレートとメタクリレート化コラーゲンとの混合物を含むヒドロゲルなどの本明細書で提供される材料は、生体内で安定であるように機械的に設計される。いくつかの実施形態では、３Ｄ印刷（例えば、デジタル光処理または他の適切な方法）の使用は、マイクロチャネル壁の印刷において高解像度を可能にする。この高解像度は、本明細書で提供される材料を用いた、いくつかの実施形態では、生体内で安定性を保つために求められる強度を有する足場を可能にする。いくつかの実施形態では、高解像度３Ｄ印刷は、１０ミクロン程度に薄い壁厚を有する足場の構築を可能にする。

本組織足場機器は、神経誘導を強化する多管腔構造を提供することに優れており、それにより、正常に再生する軸索の総数を増加させる。結果として、そのような組織足場機器は、長い神経の隙間に渡って、およびより近位の神経損傷において機能し、それにより、満たされていない大きな医療ニーズに対処する。さらに、本開示による組織足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート、メタクリレート化ゼラチン、メタクリレート化コラーゲン、ポリカプロラクトン、またはアクリレート化ポリカプロラクトンなどの生体適合性および生分解性材料から作られ、最適化された多孔性および表面粗さを有し、移植後の生体内での炎症反応の有意な低下を示す一方で、優れた細胞接着度および方向性のある細胞増殖を提供する。生体内で試験される場合、本開示の機器は生体適合性である。

このようにして、本開示の特定の態様による組織足場機器は、以下の固有の特徴または利点、すなわち自然の神経組織を模倣する線形マイクロチャネルの最密アレイ、意味があり、特注生産可能な長さを有するマイクロチャネル、鞘内のチャネルの数を最大化するための六角形のマイクロチャネル、開容積を最大化するための薄壁のマイクロチャネル、高開管腔容積、生体適合性材料を含む足場機器、壁の厚さを最小化する強度および外側の鞘管としての縫合性を最適化するために機械的特性を制御する能力、酸素および他の栄養素の透過を可能にしながら軸索の透過を防ぐために足場および鞘の多孔性を制御する能力、細胞接着を可能にするためにマイクロチャネルの表面特性を修正する能力、神経断端と足場壁との間の確実な付加を可能にする移植の容易さを促進する、１つのひと繋ぎの鞘および足場構造、および最終的に低い材料および製造原価、のうちの１つまたは複数を可能にする。

適用可能なさらなる領域は、本明細書で提供される説明から明らかになるであろう。本概要における説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

実施例
実施例１．ラットモデルの神経損傷修復のためのマルチチャネル足場
いくつかの実施形態では、機器は、多孔性ＰＣＬから製造され、線形マイクロチャネルを含む。機器全体は、内径が１．６ｍｍであり、長さが１０ｍｍであり、両側に外側の鞘から１ｍｍの突出部を有する（例えば、対象の所定の位置に縫合するために）。神経修復のためのこれらの機器の有効性を評価するため、機器は、ラット坐骨神経モデルで試験される。ラットの無傷の坐骨神経の画像を図１２に示す。動物は、米国実験動物ケア認定協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｃｃｒｅｄｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ）により承認された設備内で食物および水へ自由に接近できる状態で収容されている（例えば、ケージあたり２－３）。すべての動物研究は、サンディエゴのＶＡヘルスケアシステムの機関動物ケアアンドユース委員会（ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）により承認されたプロトコルを実行する、実験動物のケアおよび安全性に関するＮＩＨガイドラインに従って実施される。

機器（ｎ＝６）を移植するために、右側大腿に２０ｍｍの長さの切開を行う前に、動物を深く麻酔する（例えば、ケタミン（２５ｍｇ／ｍＬ）、キシラジン（１３００ｍｇ／ｍＬ）、およびアセプロマジン（０．２５ｍｇ／ｍＬ）を使用する）。右坐骨神経幹を、外側臀筋切開によって露出する。神経幹の周りの神経上膜結合組織を超小型はさみで分離し、６．０ｍｍの長さの神経断片を切除する。組織収縮後、切断した神経断端をさらに約１５ｍｍに分離し、それらを生理食塩水で保護しながら水分を与える。９－０エチコン縫合糸を使用して、機器を両端で神経に配置および取り付ける。機器は、機器と神経部位との接触面で伸張しないように配置される。移植に続いて、筋肉を５－０縫合糸で縫合し、皮膚をクリップで閉じる。抗生物質および鎮痛剤（例えば、リンゲル乳酸塩中のバナミン（１ｍｇ／ｋｇ）およびアンピシリン（０．２ｍｇ／ｋｇ））を、手術からの回復を容易にするために最初の３日間投与する。４週間後、機器を嫡出する。動物を４％パラホルムアルデヒド（ＰＦＡ）で灌流し、組織を取り出し、ＰＦＡ中でさらに２４時間、続いて３０％スクロース中で４８時間、後固定する。

４週間後、観察は、機器の劣化の兆候がないことを示すと期待される。損傷部位の全域にわたる神経の再生を評価するために、組織学的切片に対して免疫標識を行う。組織は、１）例えば損傷部位（ＮＦ２００）を通過する軸索再生を評価するための軸索標識、および２）シュワン細胞（Ｓ１００）、のために処理される。

機器のマイクロチャネルは、移植片の遠位側を抜け出る神経とともに、足場の全長を通じて、神経突起の整列した成長を引き起こす。より伝統的な製造方法（例えば、浸漬被覆）とは異なり、本明細書で提供される機器の高開管腔容積は、細孔壁によって吸収される容量の減少により、より多くのニューロンが再生することを可能にする。したがって、この技術は、より良い機能回復を伴う神経損傷のより速い治癒を提供する。

実施例２．ラットモデルの神経損傷修復のためのマルチチャネル足場
エンボス法で製造したマルチチャネル足場を、ラット坐骨神経の長さ１ｃｍの欠損に移植し、腓腹神経自家移植または開管移植と比較した。この実施例で使用される足場は、それぞれ直径約２００ミクロンの８つのマイクロチャネルを有していた。この足場は、長さ１ｃｍ、外径１．７ｍｍであった。ラットに移植された足場の画像の例を図１３に示す。移植後４週間のマルチチャネル足場は、損傷部位を横切る軸索の、線形の整列と加速された再生とを支援する。移植後６ヶ月のマルチチャネル足場は、開管治療に比べて改善され、そして自家移植に匹敵する、脊髄と腓腹筋との間の接続性を示した。さらに、マルチチャネル足場は、損傷のみまたは開管治療に比べて筋肉量の増加量を２倍にし、そして自家移植に匹敵する、筋肉量の増加を支援する。図９Ｂに示されるマルチチャネル足場は、同じ時点での開管足場と比較して、ラットの１ｃｍ坐骨神経隙間（損傷後４週間で示される）にわたる優れた軸索整列およびより速い再生速度を示す（図９Ａ）。図１０は、神経修復の６ヶ月後に、腓腹筋に逆行性トレーサー（コレラトキシンＢ）を注射して評価した、脊髄運動ニューロンと筋肉との間の改善された接続性を示す。図１１は、著しく改善された筋肉量を示す。統計的に、マルチチャネル足場は、腓腹神経自家移植と同じくらい効果的である。１グループあたりＮ＝１１の動物。

本明細書に開示される六角形のマイクロチャネルを備えた生体模倣足場は、坐骨神経損傷部位全体の解剖学的および電気生理学的接続性を改善し、運動機能の回復を支援する。

特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される、成分の量、分子量などの特性、反応条件などを表すすべての数字は、すべての場合において用語「約」によって修飾されると理解されるべきである。本明細書で使用される場合、用語「約」および「おおよそ」は、１０から１５％以内、好ましくは５から１０％以内を意味する。したがって、反対に明記されない限り、明細書および添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、本発明によって得られることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、そして均等論の適用を請求の範囲に限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも報告された有効桁数を考慮して、通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広い範囲を示す数値範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の例に記述されている数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、任意の数値は、本質的に、それぞれの試験測定で見出された標準偏差に必然的に起因する特定の誤差を含む。

本発明を説明する文脈で（特に以下の特許請求の範囲で）使用される用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および同様の指示対象は、本明細書で別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を含むと解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の記述は、単に、範囲内にある個々の値を個別に参照するための簡略化された方法としての機能を果たすことを意図している。本明細書に別段の記載がない限り、個別に値のそれぞれは、本明細書に個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載のすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意のそして全ての例または例示的な言語（例えば、「など」）の使用は、単に本発明をより明らかにすることを意図しており、他の方法で特許請求される本発明の範囲を制限するものではない。本明細書のいかなる文言も、本発明の実施に不可欠な特許請求されていない要素を示すと解釈されるべきではない。

本明細書に開示される本発明の、代替要素または実施形態のグループ化は、限定として解釈されるべきではない。グループ要素のそれぞれは、個別にまたはグループの他の要素または本明細書に見られる他の要素との任意の組み合わせで、参照および特許請求され得る。グループの１つまたは複数の要素は、利便性および／または特許性の理由で、グループに含まれるか、またはグループから削除され得ることが予想される。そのような包含または削除が生じる場合、明細書は、変更されたグループを含むとみなされ、したがって、添付の特許請求の範囲で使用されるすべてのマルクーシュグループの書面による説明を満たす。

本発明を実施するための、本発明者らが知っている最良の様式を含む、本発明の特定の実施形態が本明細書に記載されている。もちろん、これらの説明された実施形態の変形は、前述の説明を読むと、当業者には明らかになるであろう。本発明者は、当業者がそのような変形を適切に採用することを期待し、本発明者らは、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本発明が実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用法によって許可されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載された主題のすべての修正および同等物を含む。さらに、そのすべての可能な変形における上記の要素の任意の組み合わせは、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、本発明に含まれる。

本明細書に開示される特定の実施形態は、言葉からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）、または本質的にからなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）を使用する特許請求の範囲においてさらに限定され得る。特許請求の範囲で使用される場合、補正ごとに提出または追加されるかどうかにかかわらず、転換語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」は、請求項で特定されていない任意の要素、工程、または成分を除外する。転換語「本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、特許請求の範囲を、特定の材料または工程、および基本的および新規の特性に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。そのように特許請求された本発明の実施形態は、本質的または明示的に本明細書に記載され、可能にされる。

さらに、本明細書全体を通して、特許および印刷された刊行物について多くの言及がなされてきた。上記で引用された参考文献および印刷された刊行物のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に個別に組み込まれる。

構成要素、要素、または層が、別の要素または層に「接し（ｏｎ）」、「係合され（ｅｎｇａｇｅｄ ｔｏ）」、「接続され（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、または「結合され（ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」ていると言及される場合、それは、他の構成要素、要素、または層に直接的に接して、係合され、接続され、または接続され得るか、または介在する要素または層が存在し得る。対照的に、要素が、別の要素または層に「直接接し」、「直接係合され」、「直接接続され」、または「直接結合され」と言及される場合、介在する要素または層が存在しない場合がある。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様の方法で解釈されるべきである（例えば、「間」対「直接間」、「隣接」対「直接隣接」など）。本明細書で使用される場合、用語「および／または」は、１つまたはそれより多くの関連するリストされた事項の任意のおよびすべての組み合わせを含む。

第１、第２、第３などの用語は、本明細書では様々な工程、要素、構成要素、領域、層および／または部分を説明するために使用され得るが、これらの工程、要素、構成要素、領域、層および／または部分は、特に明記しない限り、これらの用語によって制限されるべきではない。これらの用語は、１つの工程、要素、構成要素、領域、層または部分を別の工程、要素、構成要素、領域、層または部分から区別するためにのみ使用され得る。本明細書で使用される場合の「第１」、「第２」などの用語、および他の数値用語は、文脈によって明確に示されない限り、連番または順番を意味するものではない。したがって、以下で論じる第１の工程、要素、構成要素、領域、層または部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の工程、要素、構成要素、領域、層または部分と称することができる。

「前」、「後」、「内側」、「外側」、「真下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」などのような空間的または時間的に相対的な用語は、図に示されているように、ある要素または特徴と別の要素または特徴との関係を説明するための記述を容易にするために、本明細書で使用することができる。空間的または時間的に相対的な用語は、図に示される向きに加えて、使用中または動作中の機器またはシステムの異なる向きを包含することを意図することができる。

本開示全体を通して、数値は、与えられた値、ならびに言及されたおおよその値を有する実施形態および正確に言及された値を有する実施形態、からのわずかな偏差を包含する範囲のおおよその尺度または限界を表す。詳細な説明の最後に提供される実施例を除いて、添付の特許請求の範囲を含め、本明細書のパラメータのすべての数値（例えば、量または条件）はすべての場合において、用語「約」によって、「約」が実際に数値の前に現れようとなかろうと、修飾されるものとして理解されるべきである。「約」は、（値の正確さへのいくつかの接近、およそ、または値にかなり近い、ほぼ、を伴い、）記載された数値が多少わずかな不正確さを許容することを示す。「約」によってもたらされる不正確さが、当技術分野でこの通常の意味と別なように理解されない場合には、本明細書で使用される「約」は、少なくとも、そのようなパラメータを測定および使用する通常の方法から生じ得る変動を示す。例えば、「約」は、５％以下、任意で４％以下、任意で３％以下、任意で２％以下、任意で１％以下、任意で０．５％以下、および特定の態様では、任意で０．１％以下の変動を含み得る。

さらに、範囲の開示は、範囲に与えられた端点および下位の範囲を含む、全範囲内のすべての値およびさらに分割された範囲の開示を含む。

最後に、本明細書に開示される本発明の実施形態は、本発明の原理の例示であることが理解されるべきである。採用しうる他の変更は、本発明の範囲内である。したがって、限定ではないが例として、本発明の別の構成を、本明細書の教示に従って利用することができる。その結果、本発明は、正確に、示されおよび説明されたものに限定されない。

番号付き実施形態
以下の実施形態は、本明細書に開示される特徴の組み合わせの非限定的置換を列挙する。特徴の組み合わせの他の置換もまた意図される。具体的には、これらの番号付き実施形態のそれぞれは、列挙されたそれらの順序とは無関係に、すべての前または後の番号付き実施形態に従属または関連するものとして意図される。

実施形態１．近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記マイクロチャネルは神経組織の成長を可能にするように構成されている、鞘、および、神経組織を縫合するように構成されている、前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部、を含む神経修復足場。

実施形態２．前記マイクロチャネルの形状は、六角形、丸形、三角形、長方形、正方形、五角形、七角形、八角形、九角形、十角形、楕円形、または台形である、実施形態１に記載の神経修復足場。

実施形態３．前記マイクロチャネルの形状は、六角形である、実施形態２に記載の神経修復足場。

実施形態４．前記マイクロチャネルの形状は、丸形である、実施形態２に記載の神経修復足場。

実施形態５．前記足場は、約７から約２００の前記マイクロチャネルを含む、実施形態１－４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６．前記足場は、５－１５の前記マイクロチャネルを含む、実施形態５に記載の神経修復足場。

実施形態７．前記マイクロチャネルの密度は、約１０から約３００マイクロチャネル／ｍｍ^２である、実施形態１－６のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態８．前記足場の長さは、約０．５ｃｍから約１５ｃｍである、実施形態１－７のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態９．外径は、約１．５ｍｍから約１０ｍｍである、実施形態１－８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１０．前記マイクロチャネルのそれぞれの内径は、約１５０μｍから約２５０μｍである、実施形態１－９のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１１．前記マイクロチャネルのそれぞれの壁厚は、約１０μｍから約６０μｍである、実施形態１－１０のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１２．前記マイクロチャネルのそれぞれは、同じサイズである、実施形態１－１１のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１３．前記足場は、異なるサイズの前記マイクロチャネルを含む、実施形態１－１２のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１４．前記第１および前記第２突出部の長さは、独立して約０．１ｍｍから約３ｍｍである、実施形態１－１３のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１５．前記第１および前記第２突出部の厚さは、独立して約０．１ｍｍから約３ｍｍである、実施形態１－１４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１６．前記足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート、メタクリレート化ゼラチン、メタクリレート化コラーゲン、ポリカプロラクトン、およびアクリレート化ポリカプロラクトン、またはそれらの任意の組み合わせから選択される生体適合性材料から形成される、実施形態１－１５のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態１７．前記ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ５００から約Ｍｎ１０００である、実施形態１６に記載の神経修復足場。

実施形態１８．前記ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートの平均分子量は、約Ｍｎ７００である、実施形態１７に記載の神経修復足場。

実施形態１９．前記足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から形成される、実施形態１６－１８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態２０．前記足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される、実施形態１９に記載の神経修復足場。

実施形態２１．前記足場中のポリ（エチレングリコール）ジアクリレート対メタクリレート化ゼラチンの比は、約２５：１から約３：１である、実施形態１９に記載の神経修復足場。

実施形態２２．前記足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化コラーゲンを含む混合物から形成される、実施形態１６－１８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態２３．前記足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約２－１０ｍｇ／ｍｌのメタクリレート化ゼラチンから製造される、実施形態２２に記載の神経修復足場。

実施形態２４．前記足場中のポリ（エチレングリコール）ジアクリレート対メタクリレート化ゼラチンの比は、約１２５：１から約２５：１（ｗ／ｗ）である、実施形態２２に記載の神経修復足場。

実施形態２５．前記足場は、生体機能剤をさらに含む、実施形態１－２４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態２６．前記生体機能剤は、マイクロチャネルの壁に被覆されまたは中に組み込まれている、実施形態２５に記載の神経修復足場。

実施形態２７．前記生体機能剤は、フィブロネクチン、コラーゲン、ラミニン、ケラチン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、実施形態２５または２６に記載の神経修復足場。

実施形態２８．前記成長因子は、脳由来神経栄養因子、神経成長因子、グリア細胞由来神経栄養因子、またはニューロトロフィン－３である、実施形態２７に記載の神経修復足場。

実施形態２９．前記足場は、さらに細胞で満たされている、実施形態１－２８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態３０．前記細胞は、幹細胞またはシュワン細胞である、実施形態２９に記載の神経修復足場。

実施形態３１．足場が、約７０％以上の開容積を含む、実施形態１－３０のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態３２．足場が３Ｄ印刷されている、実施形態１－３１のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態３３．近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記マイクロチャネルは神経組織が成長できるように構成されている、鞘を含み、前記マイクロチャネルの壁の少なくとも１つは、前記マイクロチャネルの壁に組み込まれた生体機能剤を含む、神経修復足場。

実施形態３４．前記生体機能剤は、細胞の成長、再生、分化、増殖、修復、またはそれらの任意の組み合わせを促進する、実施形態３３に記載の神経修復足場。

実施形態３５．前記生体機能剤は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、実施形態３３または３４に記載の神経修復足場。

実施形態３６．前記成長因子は、脳由来神経栄養因子、神経成長因子、グリア細胞由来神経栄養因子、またはニューロトロフィン－３、またはそれらの任意の組み合わせである、実施形態３３－３５のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態３７．前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部をさらに含み、ここで前記第１突出部および前記第２突出部は、神経組織を縫合するために構成される、実施形態３３－３６のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態３８．前記足場は、さらに細胞で満たされている、実施形態３３－３７のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態３９．前記マイクロチャネルのそれぞれの開直径は、約２００μｍから約５００μｍである、実施形態３３－３８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４０．前記マイクロチャネルの密度は、約１０から約３０マイクロチャネル／ｍｍ^２である、実施形態３３－３９のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４１．前記足場は、約２０－３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される、実施形態３３－４０のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４２．前記足場中のポリ（エチレングリコール）ジアクリレート対メタクリレート化ゼラチンの比は、約２５：１から約３：１である、実施形態３３－４１のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４３．前記足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約２－１０ｍｇ／ｍＬのメタクリレート化コラーゲンから製造される、実施形態３３－４０のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４４．前記足場中のポリ（エチレングリコール）ジアクリレート対メタクリレート化コラーゲンの比は、約１２５：１から約２５：１である、実施形態３３－４０または４３のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４５．前記複数のマイクロチャネルは、約７から約２００のマイクロチャネルを含む、実施形態３３－４４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４６．前記マイクロチャネルの壁の厚さは、約１０μｍ以上約６０μｍ以下である、実施形態３３－４５のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４７．前記足場の長さは、０．５ｍｍから１５ｃｍである、実施形態３３－４６のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４８．前記足場の長さは、５ｃｍから１０ｃｍである、実施形態３３－４７のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態４９．前記足場は、約７０％以上の開容積を含む、実施形態３３－４８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態５０．前記足場は、３Ｄ印刷されている、実施形態３３－４９のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態５１．近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記マイクロチャネルは神経組織が成長できるように構成されている、鞘、および、神経組織を縫合するように構成されている、前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部を含み、前記足場は生体機能剤をさらに含み、ここで前記マイクロチャネルのそれぞれの開直径は約２００μｍから約３５０μｍであり、および、ここで前記足場は、約１５％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される、神経修復足場。

実施形態５２．前記生体機能剤は、少なくとも１つの前記マイクロチャネルの壁に組み込まれている、実施形態５１に記載の神経修復足場。

実施形態５３．前記生体機能剤は、マイクロチャネルの壁の上に被覆されている、実施形態５１に記載の神経修復足場。

実施形態５４．前記生体機能剤は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、実施形態５１－５３のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態５５．前記成長因子は、脳由来神経栄養因子、神経成長因子、グリア細胞由来神経栄養因子、またはニューロトロフィン－３、またはそれらの任意の組み合わせである、実施形態５１－５４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態５６．前記足場の外径は、約１．５ｍｍから約１０ｍｍである、実施形態５１－５５のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態５７．前記足場の長さは、０．５ｍｍから１０ｃｍである、実施形態５１－５６のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態５８．前記足場の長さは、５ｃｍから１５ｃｍである、実施形態５１－５７のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態５９．前記複数のマイクロチャネルは、約７から約２００のマイクロチャネルを含む、実施形態５１－５８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６０．前記マイクロチャネルは、六角形または丸形、あるいはそれらの組み合わせである、実施形態５１－５９のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６１．前記マイクロチャネルの密度は、約１０から約３０マイクロチャネル／ｍｍ^２である、実施形態５１－６０のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６２．前記足場は、約８０％以上の開容積を含む、実施形態５１－６１のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６３．前記突出部の長さは、約０．１ｍｍから約３ｍｍである、実施形態５１－６２のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６４．前記マイクロチャネルの壁の厚さは、約１０μｍ以上約５０μｍ以下である、実施形態５１－６３のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６５．前記マイクロチャネルは、幹細胞またはシュワン細胞で満たされている、実施形態５１－６４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６６．前記神経修復足場は、３Ｄ印刷されている、実施形態５１－６５のいずれか１つに記載の神経修復足場。

実施形態６７．実施形態１－６６のいずれか１つの前記神経修復足場を、神経機能の回復を必要としている対象の神経損傷部位に移植し、それにより損傷部位全体の神経機能の回復を可能にすることを含む、神経機能を回復する方法。

実施形態６８．前記神経は、末梢神経である、実施形態６７の方法。

実施形態６９．前記神経は、完全にまたは部分的に損傷している、実施形態６７または６８の方法。

実施形態７０．前記神経損傷は、物理的傷害、病気、または外科手術によって引き起こされた、実施形態６７－６９のいずれか１つに記載の方法。

実施形態７１．前記神経損傷部位は、約０．５ｍｍから約１０ｃｍの神経末端間の隙間を含む、実施形態６７－７０のいずれか１つに記載の方法。

実施形態７２．前記神経損傷部位は、約５ｃｍから約１０ｃｍの神経末端間の隙間を含む、実施形態６７－７１のいずれか１つに記載の方法。

実施形態７３．前記神経修復足場を移植することは、神経端を前記神経修復足場の前記近位端および遠位端に縫合することを含む、実施形態６７－７２のいずれか１つに記載の方法。

（付記）
（付記１）
近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記マイクロチャネルは神経組織が成長できるように構成されている、鞘、および、
神経組織を縫合するように構成されている、前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部、
を含む神経修復足場。

（付記２）
前記マイクロチャネルの形状は、六角形、丸形、三角形、長方形、正方形、五角形、七角形、八角形、九角形、十角形、楕円形、または台形である、付記１に記載の神経修復足場。

（付記３）
前記足場は、約７から約２００の前記マイクロチャネルを含む、付記１または２に記載の神経修復足場。

（付記４）
前記足場の長さは、約０．５ｃｍから約１５ｃｍである、付記１－３のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記５）
外径は、約１．５ｍｍから約１０ｍｍである、付記１－４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記６）
前記マイクロチャネルのそれぞれの内径は、約１５０μｍから約２５０μｍである、付記１－５のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記７）
前記マイクロチャネルのそれぞれの壁厚は、約１０μｍから約６０μｍである、付記１－６のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記８）
前記足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート、メタクリレート化ゼラチン、メタクリレート化コラーゲン、ポリカプロラクトン、およびアクリレート化ポリカプロラクトン、またはそれらの任意の組み合わせから選択される生分解性材料から形成される、付記１－７のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記９）
前記足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から形成される、付記１－８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記１０）
前記足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される、付記９に記載の神経修復足場。

（付記１１）
前記足場は、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化コラーゲンを含む混合物から形成される、付記８に記載の神経修復足場。

（付記１２）
前記足場は、生体機能剤をさらに含む、付記１－１１のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記１３）
前記生体機能剤は、フィブロネクチン、コラーゲン、ラミニン、ケラチン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、付記１２に記載の神経修復足場。

（付記１４）
前記足場は、約７０％以上の開容積を含む、付記１－１３のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記１５）
前記足場は、３Ｄ印刷されている、付記１－１４のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記１６）
近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記マイクロチャネルは神経組織が成長できるように構成されている、鞘を含み、
前記マイクロチャネルの壁の少なくとも１つは、前記マイクロチャネルの壁に組み込まれた生体機能剤を含む、
神経修復足場。

（付記１７）
前記生体機能剤は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、付記１６に記載の神経修復足場。

（付記１８）
前記成長因子は、脳由来神経栄養因子、神経成長因子、グリア細胞由来神経栄養因子、またはニューロトロフィン－３、またはそれらの任意の組み合わせである、付記１７に記載の神経修復足場。

（付記１９）
前記マイクロチャネルのそれぞれの開直径は、約２００μｍから約５００μｍである、付記１６－１８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記２０）
前記足場は、約２０％から約３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される、付記１６－１９のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記２１）
前記足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約２－１０ｍｇ／ｍＬのメタクリレート化コラーゲンから製造される、付記１６－２０のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記２２）
前記足場の長さは、０．５ｍｍから１５ｃｍである、付記１６－２１のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記２３）
前記足場は、約７０％以上の開容積を含む、付記１６－２２のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記２４）
前記足場は、３Ｄ印刷されている、付記１６－２３のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記２５）
近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記マイクロチャネルは神経組織の成長を可能にするように構成されている、鞘、および、神経組織を縫合するように構成されている、前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部、を含む神経修復足場であって、
前記足場はさらに生体機能剤を含み、
前記マイクロチャネルのぞれぞれの開直径は、約２００μｍから約３５０μｍであり、
前記足場は、約１５％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造されている、
神経修復足場。

（付記２６）
前記生体機能剤は、少なくとも１つのマイクロチャネル壁に組み込まれている、付記２５に記載の神経修復足場。

（付記２７）
前記生体機能剤は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、付記２５または２６に記載の神経修復足場。

（付記２８）
前記足場の長さは、０．５ｍｍから１５ｃｍである、付記２５－２７のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記２９）
前記マイクロチャネルは、六角形または丸形、あるいはそれらの組み合わせである、付記２５－２８のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記３０）
前記足場は、約７０％以上の開容積を含む、付記２５－２９のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記３１）
前記神経修復足場は、３Ｄ印刷されている、付記２５－３０のいずれか１つに記載の神経修復足場。

（付記３２）
付記１－３１のいずれか１つに記載の前記神経修復足場を、神経機能の回復を必要としている対象の神経損傷部位に移植し、それにより損傷部位の全域で神経機能の回復を可能にすることを含む、神経機能を回復する方法。

（付記３３）
前記神経は、末梢神経である、付記３２に記載の方法。

Claims (22)

1. 近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数の六角形のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記六角形のマイクロチャネルは神経組織が成長できるように構成されている、外側の鞘、および、
   神経組織を縫合するように構成されている、前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部、
   を含み、
   ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から形成され、
   前記マイクロチャネルのそれぞれの壁厚が、約１０μｍから約５０μｍである、
   神経修復足場。
2. 前記足場は、約７から約２００の前記マイクロチャネルを含む、請求項１に記載の神経修復足場。
3. 前記足場の長さは、約０．５ｃｍから約１５ｃｍである、請求項１または２に記載の神経修復足場。
4. 外径は、約１．５ｍｍから約１０ｍｍである、請求項１－３のいずれか１項に記載の神経修復足場。
5. 前記マイクロチャネルのそれぞれの開直径は、約１５０μｍから約２５０μｍである、請求項１－４のいずれか１項に記載の神経修復足場。
6. 前記足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される、請求項１に記載の神経修復足場。
7. 前記足場は、生体機能剤をさらに含む、請求項１－６のいずれか１項に記載の神経修復足場。
8. 前記生体機能剤は、フィブロネクチン、コラーゲン、ラミニン、ケラチン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、請求項７に記載の神経修復足場。
9. 前記足場は、約７０％以上の開容積を含む、請求項１－８のいずれか１項に記載の神経修復足場。
10. 近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数の六角形のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記六角形のマイクロチャネルは神経組織が成長できるように構成されている、鞘を含み、
    ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよびメタクリレート化ゼラチンを含む混合物から形成され、
    前記六角形のマイクロチャネルの壁の少なくとも１つは、前記六角形のマイクロチャネルの壁に組み込まれた生体機能剤を含み、
    前記マイクロチャネルのそれぞれの壁厚が、約１０μｍから約５０μｍである、
    神経修復足場。
11. 前記生体機能剤は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、請求項１０に記載の神経修復足場。
12. 前記成長因子は、脳由来神経栄養因子、神経成長因子、グリア細胞由来神経栄養因子、またはニューロトロフィン－３、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項１１に記載の神経修復足場。
13. 前記マイクロチャネルのそれぞれの開直径は、約２００μｍから約５００μｍである、請求項１０－１２のいずれか１項に記載の神経修復足場。
14. 前記足場は、約２０％から約３０％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造される、請求項１０－１３のいずれか１項に記載の神経修復足場。
15. 前記足場は、約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約２－１０ｍｇ／ｍＬのメタクリレート化コラーゲンから製造される、請求項１０－１４のいずれか１項に記載の神経修復足場。
16. 前記足場の長さは、０．５ｍｍから１５ｃｍである、請求項１０－１５のいずれか１項に記載の神経修復足場。
17. 前記足場は、約７０％以上の開容積を含む、請求項１０－１６のいずれか１項に記載の神経修復足場。
18. 近位端および遠位端を有し、前記近位端から前記遠位端まで横断する複数の六角形のマイクロチャネルを収容する鞘であって、前記六角形のマイクロチャネルは神経組織の成長を可能にするように構成されている、鞘、および、神経組織を縫合するように構成されている、前記近位端にある第１突出部および前記遠位端にある第２突出部、を含む神経修復足場であって、
    前記足場はさらに生体機能剤を含み、
    前記六角形のマイクロチャネルのそれぞれの開直径は、約２００μｍから約３５０μｍであり、前記マイクロチャネルのそれぞれの壁厚が、約１０μｍから約５０μｍであり、
    前記足場は、約１５％から約２５％のポリ（エチレングリコール）ジアクリレートおよび約１－７％のメタクリレート化ゼラチンから製造されている、
    神経修復足場。
19. 前記生体機能剤は、少なくとも１つのマイクロチャネル壁に組み込まれている、請求項１８に記載の神経修復足場。
20. 前記生体機能剤は、フィブロネクチン、ケラチン、ラミニン、コラーゲン、成長因子、または幹細胞促進因子を含む、請求項１８または１９に記載の神経修復足場。
21. 前記足場の長さは、０．５ｍｍから１５ｃｍである、請求項１８－２０のいずれか１項に記載の神経修復足場。
22. 前記足場は、約７０％以上の開容積を含む、請求項１８－２１のいずれか１項に記載の神経修復足場。