来自非哺乳动物组织的脱细胞化的生物材料的制作方法_4

文档序号:9492753阅读:来源:国知局
基质以及生物活性肽 (例如生长因子、粘附蛋白和AMP)的贮存库(reservoir)。因此,生物材料有效地起着用于 组织再生的生物学骨架的作用,从而提供了必需的生物活性刺激和结构支持两者。所述产 品可以这样使用,切成更小的块或形状、层压到其自身或其他材料、预穿刺以提供用于固定 附件的开口,使其成为所期望的三维形状以及下面更详细讨论的其他形式。
[0077] 粉末和凝胶
[0078] 在一些实施方案中,可将骨架进一步加工成小颗粒或粉末。细小颗粒可以在水、盐 水或合适的缓冲液或者培养基中水合以产生糊状物(paste)或者凝胶。可将由其产生的这 种细小材料、糊状物或凝胶用于下面更详细描述的多种目的。
[0079] 虽然存在许多方法,但是可使用两种示例性的方法来产生颗粒形式的骨架。第一 种方法涉及将消毒的材料冻干,然后将样品浸入液氮中。然后用搅拌机(blender)将速冻 材料变成小块,以使得颗粒足够小以放置在转刀磨(rotary knife mill)中,如Wiley磨。 #60筛可用于将所收集的粉末的尺寸限制到所需的尺寸,例如小于250_。声频筛或其他分 级装置可用于除去较大的颗粒和/或以获得所需范围内的粒度分布。第二种方法与前面的 方法类似,不同之处在于将样品先浸泡于30% (w/v)NaCl溶液中5分钟。然后将材料在液 氮中快速冷冻以沉淀盐晶体,并冷冻干燥以除去残留水。然后如上所述将该材料粉碎。通 过使样品内的NaCl沉淀,预计包埋的盐晶体将导致材料断裂成更均匀尺寸的颗粒。然后将 所述颗粒悬浮在去离子水中并以l〇〇〇rpm离心5分钟,进行三次以除去NaCl。将混悬液再 次快速冷冻并冻干。最后,将粉末放置在转刀磨中以解集单个颗粒。
[0080] 在有或没有其他胶凝材料以补充胶凝的情况下,可将粉末水合以产生凝胶。
[0081] 可在无需进一步加工的情况下施加粉末、糊状物或凝胶以治疗对象。可将其喷、 涂、注射或以其他方式施加至伤口或手术部位。凝胶可以成形。也可将粉末、糊状物或凝胶 放置在"包(bag) "内部,例如聚合的合成材料或如本文所述的ECM片内部以产生更大的三 维结构,例如用于软骨修复(例如,膝或TMJ软骨修复)的矫形植入物,或者用于乳房重建 或增大的植入物。在这种情况下,期望尺寸和形状的包由ECM材料或其他生物相容聚合物 材料的片形成,然后用本文所述组织的来源的粉末或凝胶填充所述包或覆盖物。装置或植 入物的形状可随着其预期的用途而变化。可在用本文所述的骨架材料填充模塑包之前,通 过任何可用的模塑技术将所述包模塑成可用的形状,例如用于耳、鼻、膝、TMJ、肋等之软骨 的形状。在一个实例中,将生物可降解的聚合物基质(例如,PEUU或PEEUU)喷在或电沉积 到模具上。然后可用材料填充所得的模塑覆盖物。例如,可使用热密封所述覆盖物。
[0082] 添加剂
[0083] 在另一个实施方案中,将至少一种对有尾目动物来说为异种的物质添加至ECM或 其有尾目动物级分,之后将其植入对象中,以其他方式施用至对象或在细胞培养物中使用。 一般而言,所述物质包括在细胞培养物中可用的任何物质或作为治疗剂或治疗性助剂。可 将所述物质包被在、注入或以其他方式共价地或非共价地附着至本发明的ECM或并入至本 发明的ECM上或并入本发明的ECM中。所述物质还可以另外的方式与包含ECM的产品组合, 例如,如通过将物质和ECM的粉末混合在一起。每种物质可与本发明的ECM单独使用或其 他物质组合使用。这些物质的非限制性实例包括抗微生物剂、生长因子、细胞因子、趋化因 子、软化剂(emollient)、类视黄醇、类固醇和细胞,包括但不限制于对象自身的细胞。
[0084] 在某些非限制性的实施方案中,所述物质是生长因子。生长因子的非限制性实例 包括碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)、血管内皮生长因 子(VEGF)、肝细胞生长因子(HGF)、胰岛素样生长因子1和2(IGF-1和IGF-2)、血小板衍生 的生长因子(PDGF)、基质衍生因子la (SDF-la)、神经生长因子(NGF)、睫状神经营养因 子(CNTF)、神经营养蛋白-3、神经营养蛋白4、神经营养蛋白-5、多营养因子蛋白(神经突 生长促进因子l(neurite growth-promoting factor 1))、中期因子蛋白(神经突生长促 进因子2)、脑源性神经营养因子(BDNF)、肿瘤血管生成因子(TAF)、促肾上腺皮质激素释放 因子(CRF)、转化生长因子α和β (TGF-α和TGF-β)、白介素-8(IL_8)、粒细胞-巨噬 细胞集落刺激因子(GM-CSF)、白介素和干扰素。多种生长因子,包括神经营养因子和血管 生成因子的商业制品是购自 R&DSystems,Minneapolis,Minn. ;Biovision,Inc,Mountain View,Calif. ;ProSpec_Tany TechnoGene Ltd.,Rehovot,Israel ;和Cell Sciences. RTM., Canton, Mass. 〇
[0085] 在某些非限制性实施方案中,治疗剂是抗微生物剂,例如但不限制于抗微生物肽、 异烟肼、乙胺丁醇、啦嗪酰胺、链霉素、氨苯吩嗪(clofazimine)、利福布丁、氟喹诺酮类、氧 氟沙星、司帕沙星、利福平、阿奇霉素、克拉霉素、氨苯砜、四环素、红霉素、环丙沙星、多西环 素、氨苄青霉素、两性霉素 B、酮康唑、氟康唑、乙胺嘧啶、磺胺嘧啶、克林霉素、林可霉素、喷 他脒、阿托伐醌、巴龙霉素、diclazaril、阿昔洛韦、三氟尿芬(trifluorouridine)、膦甲酸、 青霉素、庆大霉素、更昔洛韦、伊曲康唑(iatroconazole)、咪康唑、吡硫锌和银盐例如氯化 物、溴化物、碘化物和高碘酸盐。
[0086] 在某些非限制性实施方案中,治疗剂是抗炎剂,例如但不限制于,NSAID例如水杨 酸、吲哚美辛、吲哚美辛钠三水合物、水杨酰胺、萘普生、秋水仙碱、非诺洛芬(fenoprofen)、 舒林酸、二氟尼柳、双氯芬酸(diclofenac)、吲哚洛芬、水杨酰胺钠;抗炎细胞因子;抗炎蛋 白;甾体抗炎剂;或抗凝血剂,例如肝素。
[0087] 也可包括可促进伤口愈合和/或组织再生的其他药物。
[0088] 通过任何有用的方法来将所述物质分散在骨架内,例如,通过吸附和/或吸收。例 如,治疗剂可以溶解于溶剂(如DMS0)中,并添加至骨架。在另一个实施方案中,所述物质与 载体聚合物(例如聚乳酸-乙醇酸微粒、琼脂糖、聚(氨基甲酸乙酯)脲弹性体(PEUU)或 聚(醚-氨基甲酸乙酯)脲弹性体(PEEUU))混合,随后分散在骨架内或被施加至骨架。通 过将物质与载体聚合物或弹性聚合物掺合,可通过聚合物降解的速率和/或通过扩散或其 他方式从聚合物的释放来控制治疗剂的释放速率。同样地,如在制药领域中已知的,可以以 用于延长释放的任何可溶的基质形式来提供治疗剂,包括糖或多糖基质。所述物质还可包 括在粉末状的ECM中并与粉末状的ECM胶凝。所述物质可共价地附着至本发明的ECM。前 述意指非限制性的实例。
[0089] 提取物
[0090] 除了为其天然状态或磨碎为颗粒或粉末的脱细胞化的ECM外,本发明还提供了脱 细胞化的ECM的提取物和分离物。如上所述,有尾目动物ECM装载有抗微生物肽、生长促进 因子、胶原蛋白和层粘连蛋白,并且根据本发明ECM的有尾目动物级分是有用的。
[0091] 提取缓冲液在本领域中是已知的。一种这样的缓冲液是各自在pH 7. 4的50mM Tris-HCl中制备的4M胍和2M脲。可以将ECM的粉末形式悬浮在含有各自为ImM的苯甲基 磺酰氟、N-乙基马来酰亚胺和苯甲脒(蛋白酶抑制剂)的相关提取缓冲液(例如,25% w/ v)中,并于4°C下剧烈搅拌24小时。然后将提取混合物离心,并收集上清液。可在提取缓冲 液中洗涤不溶材料,离心,并且将洗液与原始上清液合并。上清液可与去离子水渗析。然后 可将渗析液离心以除去任何不溶材料,并且将上清液立即使用或冻干以用于长期贮存。这 样的分离物将包含对有尾目动物浓度特定的生长因子。
[0092] 在另一个方面,通过条件化培养基完成提取。制备有尾目动物组织特异性提取物 的方法如下:获取粉末状ECM,形成溶液,从而广生上清液和颗粒,其中上清液是提取物,并 且使所述提取物与颗粒分离。还可以使细胞在ECM上生长,并在细胞生长一段时间后分离 上清液。
[0093] 合成材料
[0094] 合成的生物相容和细胞相容的材料可与ECM组合,例如,(a)用于ECM的片或凝胶 的结构支持,(b)用于使ECM成形的结构支持,(c)用于ECM的包衣(或含有微粒ECM的包 衣),补充的胶凝剂或(d)用于颗粒ECM或其分离物的缓释材料。已知这样的聚合物将被应 用到其他ECM材料作为背衬片,包括本身为生物可降解的材料。基质合适的合成材料可以 是生物相容的以阻止迀移和免疫学并发症,并且能够支持细胞生长和分化的细胞功能。有 些是可再吸收的,允许用于完全地自然组织替代。有些可以被配置成多种形状并具有足够 的强度,以防止植入后的塌陷。研究表明,由聚乙醇酸制成的生物可降解的聚酯聚合物满足 所有这些标准(Vacanti 等,J. Ped. Surg. 23 :3-9(1988) ;Cima 等,Biotechnol. Bioeng. 38 : 145(1991) ;Vacanti 等,Plast.Reconstr.Surg. 88:753-9(1991))。其他合成的生物可降 解的支持基质包括合成的聚合物,例如聚酐类、聚原酸酯类和聚乳酸。合成聚合物的其他实 例和将细胞并入或包埋入这些基质的方法也是本领域中已知的。参见,例如U.S.专利号 4, 298, 002 和 5, 308, 7。
[0095] 作为一个非限制性实例,可将粉末与三嵌段共聚物进行配制。参见国际公布申请 TO2012131104和W02012131106,其各自通过引用以其整体并入本文。其他实例包括泊洛沙 姆,其由聚氧丙烯(聚(环氧丙烷))的中央疏水链和侧翼的两个聚氧乙烯(聚(环氧乙 烷))亲水链构成的非离子三嵌段共聚物。泊洛沙姆也以商品名Plur〇nicS(BASF)为人所 知。某些泊洛沙姆用作药物的持续释放材料。
[0096] 本发明的颗粒也可以封装在聚合物、水凝胶和/或外科封闭剂中。作为一个非限 制性实例,聚合物、水凝胶或外科封闭剂可以是PLGA、乙烯乙酸乙烯酯(EVAc)、泊洛沙姆、 CiE
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