植入物和用于生产植入物的方法_2

文档序号:8384758阅读:来源:国知局
贩运和细胞分化。ECM GAG也充当用于增长因子的存储器或槽,其有助于在支架植入之 后引导组织再生。
[0028] 因此选择去细胞化介质以减少来自于肠组织的细胞和细胞组分,而将对ECM蛋白 的损坏减至最小,导致其中ECM的结构和功能尽可能地被保留的支架。
[0029] 优选地,通过用大量去细胞化溶液灌注实施去细胞化。适合的去细胞化介质包括 洗涤剂如十二烷基硫酸钠(SDS)、酶如蛋白酶(例如胰蛋白酶)和核酸酶例如脱氧核糖核酸 酶(DNase)(如DNase I)、和它们的组合。
[0030] 因此,灌注可以包括用一系列不同的介质处理,并且可以有效地包括用一种或多 种适合的洗涤介质如磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)的洗涤步骤。
[0031] 在存在抗生素下可以实施灌注。
[0032] 使用SDS、胰蛋白酶和DNase I溶液的系列灌注(连续灌注、顺次灌注,serial perfusions),在每个步骤之间使用PBS洗绦以破坏细胞、细胞质组分和DNA,已经观察到特 别好的结果。
[0033] 重要地并且有利地,本发明提供了肠组织的管状组件和血管组件单独去细胞化。 与更厚的和更复杂的管状组件相比,通常更快地实现更脆弱的血管系统的去细胞化。因此, 优选地,对于这些组件中的每个采用不同的灌注方案,以完善去细胞化,而将对ECM和其组 成的损坏减至最小。这提供更有效并且更有效率的组织处理并获得改进的支架。
[0034] 因此,可以根据第一灌注方案实施血管系统的灌注,并且可以根据第二种不同的 灌注方案实施肠的管状部分的灌注。第一种和第二种灌注方案在它们各自的去细胞化介质 和/或处理条件方面(包括反应时间、试剂的浓度等)可以不同。
[0035] 在灌注期间,通常在孵育介质(温育介质)中处理组织。孵育介质可以包括至少 一种去细胞化介质,以最大化去细胞化过程的效率。一种或多种去细胞化介质可以是相同 或类似于在血管系统和/或管状肠组件的灌注中使用的一种或多种去细胞化介质。在优 选的实施方式中,使用一系列的用于肠组织的血管组件和/或管状组件灌注的去细胞化溶 液,使用相同或类似的溶液作为孵育介质。优选地,这些孵育介质的组成基本上与用于灌注 肠组织的血管组件的一系列去细胞化溶液的组成一致。
[0036] 与本领域先前已知的方法相比,根据本发明的方法大大改善了组织处理,其中,仅 仅经由血管系统将去细胞化溶液灌注至组织中,这依赖于扩散以去细胞化,以及纯化小肠 组织。这导致这两种组织类型(例如血管组织和小肠组织)次优的去细胞化和纯化,因为 该过程只可以对一种组织是最佳的并且对另一个是次优的,否则对于两者是普通的和次优 的。在Mertsching等人(该报告的焦点明显提供在非特异组织重构中使用的普通管状组 织结构)和Linke等人(其中去细胞化的组织被用作为肝细胞的'生物反应器')描述了这 样的现有技术方法。相比之下,本发明提供了用于血管组件和管状肠组件单独去细胞化和 纯化方案,设计它们以最优化这些组织结构中每个的去细胞化和纯化,同时保留某些组织 特异的三维结构。
[0037] 在优选的实施方式中,管状组件的粘膜层在支架里是至少部分保留的,其可以包 括相关的显微结构和功能上重要的宏观结构(如绒毛和隐窝)。这与现有技术的方法完全 不同,在现有技术中,从小肠组织的管腔中去除了粘膜层。例如,Mertsching等人去除了粘 膜结构,推测是因为使用处理的小肠组织进行小肠修复不是他们的意图,而是充当用于其 他组织重构的普通管状结构。在本发明中优选地不去除粘膜层,并且优选地基本上保留粘 膜层。
[0038] 管状组件的粘膜下层至少部分保留在支架中,也是优选的。而且,管状组件的浆膜 层至少部分保留在支架中是优选的。仍然进一步,管状组件的环形和/或纵向的肌肉层至 少部分保留在支架中是优选的。因此,优选不去除这些组织层,并且它们可以基本上保留在 植入物中。
[0039] 通过保留支架的管状肠部分的这些关键结构组件,本发明确保支架的解剖学与原 始的尽可能的接近。在植入之后,这具有在组织再生中的好处,使得组织结构在细胞水平将 被'识别',并且通过适当的具体细胞类型增殖,从而帮助分化并且确保该本体不需要再创 造结构层。完整的结构层,尤其是肌肉层,大大地改善了支架的固有强度,其在植入之后改 善了植入物的耐久性和强度。有利地,这也通过确保适当的生理应激和生物机械性能帮助, 其进而将有助于细胞发育和分化。
[0040] 也已经观察到,根据本申请的优化的去细胞化和纯化方法可以在处理的小肠组织 内保留神经和神经束结构。这是有利的,因为保留的神经结构充当用于神经再生长和再生 的导管(Condiut)和支架,并且通常位于正确的解剖和自然的如在天然组织中保留的位 置。肠功能依赖肠组织的蠕动运动以针对肛门沿着消化管推进肠内容物。这通过细胞衍生 的懦动波(perstaltic wave)传播并且也通过神经刺激部分实施。因此,正确的肠懦动功 能需要神经衍生的和细胞衍生的刺激的组合。两种机制是通过根据本发明的实施方式的支 架而辅助的,通过三维组织结构的保留导致组织特异的细胞再生,并且通过神经束的保留 以充当用于发生新的神经再生的导管。
[0041] 本文中描述的植入物的血管部分可以作为基本上完整的管状结构而提供,它的直 径可以根据原始材料的性质变化。还将要理解的是,在组织处理前后或在处理过程中的任 何阶段,通过适当的切割可以简单地调整植入物血管部分的长度。因此,在使用时,可以处 理的组织血管部分切割为正确的尺寸用于具体的过程或植入位点,。
[0042] 优选地,血管组织的外膜是至少部分保留的。还优选地,血管组织的中膜是至少部 分保留的。还优选地,血管组织的内膜是至少部分保留的。这些组织结构可以基本保留在 植入物中。
[0043] 此外,内弹性膜(elastic lamella)的弹性蛋白层可以至少部分保留并且优选基 本保留,在植入物的血管部分形成内部管腔表面。
[0044] 根据本发明进一步的方面,提供了来源于肠组织的植入物,该植入物包括来源于 肠组织的管状部分的管状组件和来源于相关血管系统的血管组件,其中,血管组件的管腔 表面包括内弹性膜,内弹性膜显示出原始弹性蛋白纤维结构以及其所源自的血管系统的分 子超微结构。
[0045] 可以从任何人类或非人类哺乳动物中获得用于本发明的原始材料。在一些实施方 式中,虽然将要理解的是,可以可选择地采用其它哺乳动物来源,但是优选处理猪的肠组织 物质以提供植入物。
[0046] 小肠是优选的肠组织,例如回肠与其连接的肠系膜弓形组织。
[0047] 小心收获管状肠部分以将对肠组织的损伤最小化。
[0048] 根据本发明进一步的方面,提供了用于生产来自于肠组织的植入物的方法,包 括:
[0049] 收获来自于人类或非人类哺乳动物的肠的管状部分,使得至少部分相关的血管系 统保持完整;
[0050] 用至少一种去细胞化介质通过其血管灌注血管系统,以及
[0051] 用至少一种去细胞化介质通过其管腔单独灌注肠的管状部分。
[0052] 先前已经报道,血管系统的某些部分可以是去细胞化的,如动脉和静脉。在没有组 织结构损伤的情况下,各自需要特定的去细胞化方法以实现去细胞化。本发明激活系列血 管组织的去细胞化,范围为主要供血动脉、小直径动脉、小动脉、毛细血管(血管的和静脉 的)、小静脉和静脉。其实,与肠组织有关的完全血管系统(或血管'树')(供应和排出管 状肠组织并且整合在管状肠组织内)通过单个方案去细胞化而对任何方面基本上没有损 害或破坏。
[0053] 因此,本发明提供一种方法,通过这种方法,与肠组织有关的完整血管树可以有效 地去细胞化,而基本维持血管组织的主血管和小血管的ECM和结构。在没有显著渗漏或血 栓形成的情况下,通过去细胞化支架的血管部分的再灌注,在使用中证明这些。
[0054] 为了实现生理功能和生物化学功能,可以期望用能够分化和发育为肠特异细胞类 型的细胞再接种去细胞化的肠支架。许多细胞类型和来源可以用于实现这个,范围从同种 异体细胞(包括干细胞和细胞的混合物)至来源于患者的自体细胞。可以操作和扩张选择 的细胞以提供足够数量的适当分化的细胞以再接种支架和/或可以在去细胞化的支架上 和/或里孵育选择的细胞以允许细胞群和功能的再增殖和再生。在生物反应器中可以实施 该过程。
[0055] 在一些实施方式中,优选细胞是自体细胞,一旦植入至患者,其将再接种细胞的免 疫反应或排斥的任何可能最小化。此外,优选使用来源于患者的脂肪组织(脂肪)成年间质 干细胞以去细胞化支架。脂肪组织是选择的供体组织,因为它包括高比例的干细胞(Eberli and Atala(2006)Methods in Enzymology 420:287-302),通常为骨髓的
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