用于体外研究用途的工程化组织、其阵列及其制备方法技术

本发明专利技术公开了用于体外科学和医学研究的活的三维组织构建体、其阵列及制备所述组织和阵列的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了用于体外科学和医学研究的活的三维组织构建体、其阵列及制备所述组织和阵列的方法。【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2011年9月12日提交的美国申请序列号61/533，757、2011年9月12日提交的美国申请序列号61/533，753和2011年9月12日提交的美国申请序列号61/533，761的权益，所有这些申请通过引用以其整体并入本文中。
技术介绍
—种新的药物化合物的研发成本约为18亿美元。参见Paul等(2010).How toimprove R&D productivity:the pharmaceutical industry’s grand challenge，NatureReviews Drug Discovery9 (3):203_214。药物发现是发现和/或设计药物的过程。药物发现的过程通常至少包括以下步骤:确认候选物、合成、表征、筛选和分析治疗效果。虽然在技术上和对生物系统的了解上具有进展，但药物发现仍旧是一个冗长、昂贵且低效的过程，且新治疗剂发现率较低。
技术实现思路
存在对如下材料、工具和技术的需求:其大幅增加创新的、具有成本效益的新药物的数量和质量，而不会导致不可承受的研发成本。因此，本专利技术人在本文中描述了工程化的哺乳动物组织和血管壁节段、其阵列及其制备方法，其在组织和器官工程、体外分析、药物发现及其它领域是有用的。在一个方面，本文中公开了活的三维组织构建体，其包含:至少一种粘附细胞类型，该至少一种粘附细胞类型凝聚并融合以形成活的三维组织构建体，该三维组织构建体具有不是血管的多层结构，该组织构建体用于体外使用，条件是该组织构建体的至少一个部分是生物打印的。在一些实施方案中，在生物打印时或者在使用时，该组织构建体基本上不含任何预形成的支架(scaffold)。在一些实施方案中，该组织构建体包含至少一个包括多种细胞类型的层，该细胞类型相对于彼此空间排列，以构建平面几何形状。在一些实施方案中，该组织构建体包含多个层，至少一个层在组成上或结构上与至少一个其它层不同，以构建层状几何形状。在一些实施方案中，该组织构建体进一步包含非粘附细胞类型。在一些实施方案中，该组织构建体被固定到生物相容性表面。在进一步的实施方案中，该生物相容性表面为多孔膜。在进一步的实施方案中，该生物相容性表面用如下物质中的一种或多种包被:生物相容性水凝胶、蛋白质、化学品、肽、抗体或生长因子。在更进一步的实施方案中，该组织构建体在一个或多个侧面经受由流体流动引起的剪切力。在一些实施方案中，在生物打印时，该组织构建体在其最小维度上为至少约25 μ m。在一些实施方案中，在生物打印时，该组织构建体在其最大维度上不大于约3cm。在一些实施方案中，该组织构建体用于体外分析。在进一步的实施方案中，该组织构建体用于药物测试。在一些实施方案中，该粘附细胞为分化的细胞。在其它实施方案中，该粘附细胞为未分化的细胞。在一些实施方案中，该粘附细胞来源于选自下组的组织:肝脏、胃肠、胰腺、肾、肺、气管、血管、骨骼肌、心脏、皮肤、平滑肌、结缔组织、角膜、泌尿生殖系统、乳腺、生殖、内皮、上皮、成纤维细胞、神经、施万(Schwann)、脂肪、骨、骨髓、软骨、周细胞、间皮、内分泌、间质、淋巴、血液、内胚层、外胚层和中胚层。在一些实施方案中，该组织构建体为血管壁节段。在另一方面，本文中公开了活的三维组织构建体的阵列，每个组织构建体包含:至少一种粘附细胞类型，该至少一种粘附细胞类型凝聚并融合以形成活的三维组织构建体，每个组织构建体具有多层结构，每个组织构建体用于体外使用，条件是每个组织构建体的至少一个部分是生物打印的。在一些实施方案中，在生物打印时或者在使用时，每个组织构建体基本上不含任何预形成的支架。在一些实施方案中，该粘附细胞选自:肝细胞、胃肠细胞、胰腺细胞、肾细胞、肺细胞、气管细胞、血管细胞、骨骼肌细胞、心肌细胞、皮肤细胞、平滑肌细胞、结缔组织细胞、角膜细胞、泌尿生殖细胞、乳腺细胞、生殖细胞、内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、神经细胞、施万细胞、脂肪细胞、骨细胞、骨髓细胞、软骨细胞、周细胞、间皮细胞、来源于内分泌组织的细胞、间质细胞、干细胞、祖细胞、淋巴细胞、血细胞、内胚层来源的细胞、外胚层来源的细胞、中胚层来源的细胞及其组合。在一些实施方案中，该阵列中的每个组织构建体基本相似。在其它实施方案中，该阵列中的一个或多个组织构建体是独特的。在一些实施方案中，该阵列中的一个或多个个体组织代表选自下组的人体组织:血或淋巴管、肌肉、子宫、神经、粘膜、间皮、网膜、角膜、皮肤、肝、肾、心脏、气管、肺、骨、骨髓、脂肪、结缔组织、膀胱、乳腺、胰腺、脾、脑、食管、胃、肠、结肠、直肠、卵巢、前列腺、内分泌组织、内胚层、中胚层和外胚层。在一些实施方案中，每个组织构建体存在于生物相容性多孔容器的孔中。在进一步的实施方案中，该孔用如下物质中的一种或多种包被:生物相容性水凝胶、蛋白质、化学品、肽、抗体或生长因子。在进一步的实施方案中，将每个组织构建体放置在容器的孔内的多孔生物相容性膜上。在进一步的实施方案中，该容器与自动或半自动的药物筛选过程相匹配。在一些实 施方案中，每个组织构建体被固定到生物相容性表面。在进一步的实施方案中，该生物相容性表面为多孔膜。在进一步的实施方案中，该生物相容性表面用如下物质中的一种或多种包被:生物相容性水凝胶、蛋白质、化学品、肽、抗体或生长因子。在更进一步的实施方案中，每个组织构建体在一个或多个侧面经受由流体流动引起的剪切力。在一些实施方案中，该阵列中的每个组织构建体被独立地培养维持。在其它实施方案中，该阵列中的两个或更多个个体组织构建体交换可溶性因子。在一些实施方案中，该阵列用于体外分析。在进一步的实施方案中，该阵列用于药物测试。在一些实施方案中，该阵列中的至少一个组织是血管壁节段。在另一个方面，本文中公开了活的三维组织构建体，该三维组织构建体包含:一个或多个层，其中每个层含有一种或多种细胞类型，该一个或多个层凝聚以形成活的三维组织构建体，该组织构建体的特征在于具有如下的至少一种:至少一个包含多种细胞类型的层，该细胞类型相对于彼此空间排列，以构建平面几何形状；和多个层，至少一个层在组成上或结构上与至少一个其它层不同，以构建层状几何形状。在一些实施方案中，该组织构建体的至少一个部分是生物打印的。在进一步的实施方案中，在生物打印时或者在使用时，该组织构建体基本上不含任何预形成的支架。在一些实施方案中，该组织构建体用于体外分析。在进一步的实施方案中，该组织构建体用于药物测试。在另一个方面，本文中公开了用于构建活的三维组织构建体的方法，该方法包括如下步骤:将包含至少一种粘附细胞类型的生物墨水生物打印到形式(form)中或形式上；将生物墨水融合成活的三维组织构建体；条件是该组织构建体用于体外使用，并且不是血管。在一些实施方案中，在生物打印时或者在使用时，该组织构建体不含任何预形成的支架。在一些实施方案中，该形式是生物打印的。在进一步的实施方案中，该形式与生物墨水基本上同时被生物打印。在一些实施方案中，该方法进一步包括溶解该形式的步骤。在另一个方面，本文中公开了用于构建活的三维组织构建体的方法，该方法包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活的三维组织构建体，其包含：至少一种粘附细胞类型，所述至少一种粘附细胞类型凝聚并融合以形成活的三维组织构建体，所述三维组织构建体具有不是血管的多层结构，所述组织构建体用于体外使用，条件是所述组织构建体的至少一个部分是生物打印的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：基思·墨菲，奇拉格·卡蒂瓦拉，斯科特·多尔夫曼，本杰明·谢佛德，莎伦·普雷斯内尔，贾斯汀·罗宾斯，
申请(专利权)人：奥加诺沃公司，
类型：发明
国别省市：美国;US