用于经导管修复的组织工程心脏瓣膜制造技术

本文公开了击穿强度为2kgf至6kgf的单层组织薄片。由一个或多个瓣叶构成的瓣膜例如心脏瓣膜由单层组织薄片形成。本文公开了制备击穿强度为2kgf至5kgf的组织薄片的方法。本文描述的超强组织薄片具有非常长的培养时间，例如超过20周。瓣膜包含一个或多个由本文描述的超强组织薄片制成的瓣叶，其可经由导管主动脉瓣膜植入术进行传递。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于经导管修复的组织工程心脏瓣膜优先权声明本申请基于35U.S.C.§ 119(e)要求美国临时申请61/615，111的优先权，该临时申请的申请日为2012年3月23日，其全文以引用的方式并入本文中。
本文描述的技术通常应用于组织工程领域，修复心血管疾病损坏的组织，以及这些修复的血管内方法。更具体地，该技术涉及由组织工程材料制得的瓣膜，其可通过开放或透皮途径传递，以及涉及瓣膜的制备方法。组织工程瓣膜可取代心脏瓣膜例如主动脉瓣、肺动脉瓣、三尖瓣和二尖瓣，以及静脉瓣膜或胃瓣膜。
技术介绍
人体包含大量不同类型的瓣膜，任一种瓣膜都可能在患者一生中由于疾病或某些遗传异常而衰坏。人们特别关注的是心脏瓣膜，其衰坏可导致患者快速死亡。 治疗心脏疾病的一个方面是手术置换心脏中四个瓣膜(任一个都可能受损或病变)的一个或多个。人的心脏有四个腔，每个腔都有单向瓣膜。四个瓣膜是不同的:主动脉瓣、肺动脉瓣、二尖瓣(或双尖瓣)和三尖瓣。前两种(也称为半月瓣)调节通过动脉离开心脏的血流，而后两种(也称为房室瓣)控制流入心脏的血流。每种瓣膜的结构包括位于血管颈部与心脏肌肉连接的环形部分以及调节穿过环形物的血流的两个或三个瓣，(在天然组织中)称为尖瓣。 心脏瓣膜的置换通常经由瓣膜植入物进行。目前制造的大多数心脏植入物都是用以置换衰坏的心脏瓣膜，但也开发出一些瓣膜植入物以置换静脉中的瓣膜。瓣膜植入物可完全由合成材料制造，其中它们常被称为“机械瓣膜”。合成瓣膜具有局限性，它们随时间使材料合生，还可形成血栓。瓣膜植入物的生命周期通常仅为15年左右，意味着较年轻的患者在他们的一生中可能需要两次或以上的手术来置换瓣膜。因此，手术往往昂贵而复杂，需要寿命更长的瓣膜植入物。 瓣膜植入物还可完全由生物组织制造，或由合成成分和生物成分两者制造。由生物组织制造的瓣膜常称为“组织瓣膜”，其使用获自尸体或动物来源的组织制造。组织瓣膜可以是获自动物尸体的真实瓣膜，或由原来不存在于瓣膜中的组织产生的瓣膜。这样产生的组织瓣膜结合了管状或环状结构(在本文其它地方称为“管状结构”)和两个或多个瓣叶(leaflets)(该术语用来描述这些瓣膜的尖瓣)。在大多数这些瓣膜中，管状结构通常由合成材料制造，但也可由组织或组织与合成材料的结合制造。管状结构的作用是支承所述瓣叶，并将瓣膜连接至主动脉和/或心脏的壁。所述瓣叶经常由附着到管状结构的生物材料制造，并形成瓣膜的尖瓣或瓣叶，打开时能使血液往一个方向流动，关闭时能够防止血以相反的方向倒流。在许多情况下，管状结构通过可折叠的支架提供，支架上连接有瓣叶。 用来制造组织瓣膜或结合了生物组分和合成组分的瓣膜的瓣叶的生物材料通常来源于尸体或动物(例如牛、马或猪来源)的心包。这些异种材料最常经化学或物理变性(常称为“固定”的过程)以最小化受者抵抗身体认为是异物的免疫反应，从而限制一旦植入后这种免疫反应对瓣膜的降解作用。固定也可用以加强或改变生物组织的机械性质。然而，固定的组织仍然被身体识别为异物。例如，固定的心包可触发免疫反应或钙化，导致瓣膜降解和衰坏。 有些瓣膜植入物由整个动物瓣膜制造(例如来自动物的心脏或静脉)。动物瓣膜也经固定以减少免疫反应。但是，固定可促进钙化，导致瓣膜衰坏，因此这仍然是不完善的解决方案。有时，瓣膜来自人组织捐献者(即，异体或同种瓣膜)，但这些是有限的来源。 因此有多种不同类型的瓣膜植入物在使用。瓣叶所附着的管状结构的形式和材料会带来变化。在一些情况下，可以将织物“裙”与其它材料结合起来以充当管状部分。有许多不同的设计在使用。在一种“漏斗”型结构中，仅有附着到支架的瓣叶。在另一种常见的组合中，三个瓣叶和合成(PTFE)管包含在支架内。在第三种实施方案中，已清洁并固定的动物(例如牛)瓣膜附着在支架内侧；支架内侧还可具有一管。在另一变形中，线框为缝合瓣叶和管提供了支撑。 给患者装上心脏瓣膜通常是通过开心手术，或通过微创手术的，微创手术称为经导管主动脉瓣植入术(TAVI)，其使用围绕传递导管的折叠的瓣膜。微创血管修复技术具有许多明显的优点，包括住院时间较短、手术创伤降低以及在某些患者群体中可观察到较低死亡率和/或较少并发症。这些优点快速推动了临床采用经导管的方法。在心脏瓣膜修复中，与之前通过开心手术进行标准治疗相比，TAVI显著降低了某些患者群体的死亡率(参见，例如M.B.等人的“Transcatheter aortic-valve implantat1n for aortic stenosisin patients who cannot undergo surgery (不能手术的患者经导管主动脉植入用于治疗主动脉狭窄)”，N.Engl.J.Med.，(2010) Oct 21 ;363 (17): 1597_607Epub 2010S 印 22)。在TAVI中，植入术包括进入中型动脉，其通常包括实施球囊瓣膜成形术(以破坏现有的瓣膜)，然后，需要将新的瓣膜通过进入血管路径引入，布置在瓣膜位置处或附近，例如在心脏/主动脉交界处。TAVI是一个微创方法的例子，但根据患者的情况，已开发出依赖可折叠瓣膜的其它微创方法(经心尖、经皮等)。TAVI可用以置换主动脉瓣、肺动脉瓣、三尖瓣、二尖瓣，或静脉瓣膜。 然而，与TAVI传递的瓣膜相关的并发症仍然存在。目前的传递组件(折叠的瓣膜和布置导管)体积大，难以推动通过导向心脏较大血管的较小血管。同时还发现，即使与开心手术相比，这些手术受中风发病率较高以及大血管并发症的困扰，这主要是由于瓣膜组件体积太大。因此，对于设计用于TAVI的装置来说，最紧迫的挑战是降低传递组件的截面积。然而，即使(合成)管状结构可设计成尽可能薄，收获的而非制造的生物组分(例如动物心包)仅能在一定的厚度范围内可用。可以使用多种处理技术来制造较薄的组织，但是这些处理是具有挑战性的，并且可能产生不了可接受的材料。固定的心包还可触发免疫反应或钙化，导致瓣膜随时间降解和衰坏。已固定的心包还可能是坚硬的，弯曲性质差，可能难以压入导管内。其在瓣膜中的使用寿命过程中也很容易剥离。 除了基于动物的组织外，近年来也已设计了来自基于人的组织的多种结构。据观察，在抗坏血酸化合物存在下进行培养过程中，贴壁细胞如成纤维细胞，能够在细胞之间和培养表面上沉积大量的细胞外基质蛋白。结果，可从培养支撑物剥离活组织的粘性块并用在手术中，所述活组织的粘性块由活细胞和这些细胞产生的细胞外基质蛋白组成(参见，例如，美国专利6，503，273)。 通常，细胞培养物持续数天至数周后会被微生物污染，细胞死亡，从培养表面剥离，或缩成小聚集体，任一聚集体会防止有活力结构的有效产生。然而，粘性组织薄片可使用成纤维细胞培养物持续4-5周以及长达7周产生(参见，例如，Lj Heureux, FASEBJ.，(1998), 12:47-56以及美国专利7，112，218)。这种方法与当时组织工程的一般想法相反，一般的想法是最小化培养时间，以降低污染的风险，减少总生产时间，从而降低成本。 由这些培养方法形成的活结构可用于产生活的且完全生物的结构例如具有高机械强度的血管，而不需要人工或其它外源性骨架(参见，例如，L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单层组织薄片，其具有2kgf至6kgf的击穿强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.23 US 6l/615,1111.一种单层组织薄片,其具有2kgf至6kgf的击穿强度。2.根据权利要求1所述的单层组织薄片，其包括贴壁细胞和由贴壁细胞产生的细胞外基质。3.根据权利要求1所述的单层组织薄片，其通过培养25-52周的时间形成。4.根据权利要求1所述的单层组织薄片，其通过培养25-30周的时间形成。5.根据权利要求1所述的单层组织薄片，其进一步包含一条或多条组织工程线。6.一种瓣膜植入物，其包括: 管状结构；以及 与管状结构连接的两个或多个瓣叶， 其中，所述两个或多个瓣叶中的每个瓣叶包含击穿强度2kgf至6kgf的单层组织工程薄片。7.根据权利要求6所述的瓣膜植入物，其中，所述单层组织薄片自身折叠，使得每个瓣叶由两层组织构成。8.根据权利要求6所述的瓣膜植入物，其进一步包含一条或多条细胞合成线。9.制备组织工程瓣膜植入物的方法，所述方法包括: 培养击穿强度超过2kgf的组织薄片； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·勒赫，T·麦卡利斯特，N·迪塞尔，
申请(专利权)人：细胞移植组织工程有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US