对骨进行脱细胞化的方法技术

本发明专利技术提供了对骨(例如人骨)进行脱细胞化的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求于2012年6月13日递交的美国申请第61/659，046号的申请日的权益，其公开内容通过参考引入本文。专利技术背景由代表每个组织和器官的驻留细胞的分泌产物的细胞外基质(ECM)所组成的生物支架，被越来越多地用于针对组织和器官置换的再生医学策略中。非常希望在组织脱细胞化过程期间保存ECM的天然超微结构和组成成分(composit1n) (Ott etal., Nat.Med., 14:213 (2008) ；Uygun et al., Nat.Med., 16:814 (2010) ；Petersen etal., Science,329:538 (2010) ；Nakayama et al., Tissue Eng.Part A,16:2207 (2010)；Allen et al., Tissue Eng.Part A, 16:3363(2010) ；Sim1nescu et al., T.Heart ValvePis., 12:226 (2003) ；BadyIak et al., Acta B1mater.,5:1 (2009))。许多方法已经被用于对组织和器官进行脱细胞化，并且那些方法可以产生具有不同机械和生物特性的脱细胞化的组织和器官。例如，某些化学品和溶液(例如，酸、碱、低渗溶液、高渗溶液、去污剂、醇、螯合剂和其它溶剂)、酶(例如，核酸酶、胶原酶和脂肪酶)和物理处理(包括温度、力和压力、非热电穿孔)已经被用于对组织和器官进行脱细胞化。在美国自体移植骨长时间已经成为大多数骨移植程序(procedure)的优选移植物。自体移植骨是理想的移植源，因为它提供了用于骨传导的支架、包含刺激骨诱导的非胶原骨基质蛋白，并且引入用于骨形成的祖干细胞。尽管其广泛流行，自体移植材料的使用具有几个缺点。在最好的情况下，需要从髂嵴、近端胫骨或远端股骨收获自体移植，代表了适应患者骨移植需要的两个程序的不适、时间和费用的明显缺点。在最坏的情况下，最初的收获程序可能促成慢性疼痛、显著的失血、感染和其它医源性并发症，延长的住院时间和恢复时间。二次手术还实质上增加了整个骨移植过程的成本。另外，自体移植材料被以片段进行收集，其足以作为小空隙的骨填料，但提供了最小的结构稳定性。尽管源自尸体的异体移植物(第二大最常见的材料)排除了二次手术的需要，并可以被用于大、具有负载(load bearing)的应用，移植的骨可能由于仍然存在细胞材料而可能与宿主骨不相容，并最终被宿主骨排斥。此外，异体移植材料的有效性是不一致的。处理异体移植组织以降低污染风险也可能实质上降低由捐献组织最初所呈现的生物和机械特性。自体移植和异体移植二者固有的缺点已经驱动了合成骨移植替代物的开发，但是，目前在全球只有10%的整形外科手术(procedure)中使用合成材料。现在提供给整形外科和脊柱外科医生的生物合成和合成的材料包括脱矿物质的骨基质、胶原、陶瓷、水泥和聚合物，例如硅酮和一些丙烯酸树脂。这些材料可以用作新骨可以在上面生长的结构。然后，许多这些材料随着时间的推移而溶解，留下后面的新骨。这些合成移植物的好处包括可用性、无菌和降低发病率。但是，它们中许多缺乏天然骨的骨诱导特性。专利技术概述本专利技术提供了对哺乳动物骨或其部分进行脱细胞化的方法。在一个实施方案中，本专利技术提供了对天然哺乳动物骨进行脱细胞化的方法，例如具有皮质(致密)骨、松质(海绵状)骨、中央(骨髓)腔和细胞的骨，其分离自哺乳动物。为了将该天然骨脱细胞化，从骨的外部引入一个或多个孔(aperture)(—个或多个开口)进入中央腔。一个或多个孔被分别被适配(fitted)有，或多个孔被适配有提供水密封和一个或多个用于流体通过的(非天然)管道的装置。在提供用于骨的脱细胞的条件下，经由所述装置灌注细胞破裂介质进入骨的中央腔。例如，长骨可以通过直径大约1/8英寸至可达到骨的髓管直径的孔被插入套管。如果骨不含有髓管，最大直径将由合适地密封骨面的适配件(fitting)的尺寸来确定，任选地该孔可以进一步被修饰(例如通过引入至少两至三根螺纹)以给所述装置提供水密封，并且在提供用于脱细胞化的条件下灌注细胞破裂介质进入中央腔。在一个实施方案中，具有细胞和/或细胞碎片的介质流出骨中的天然动脉和/或静脉结构。脱细胞的骨具有天然骨的机械和生化特性并且包括天然血管结构的细胞外基质。在一个实施方案中，本专利技术提供了对天然哺乳动物骨进行脱细胞化的方法，例如具有皮质骨、松质骨、中央腔和细胞的骨，其分离自哺乳动物。为了将该天然骨脱细胞化，骨的端部被加压，其驱动细胞和细胞碎片通过位于骨另一端的天然管道出来。在另一个实施方案中，骨的端部被加压，并且在骨的另一端引入出口通路，例如，通过切割或钻孔入骨以提供孔。在一个实施方案中，该方法提供用于对具有皮质骨、松质骨、中央腔和细胞的哺乳动物骨进行脱细胞化的部分。该方法包括提供具有皮质骨、松质骨、中央腔和细胞的哺乳动物骨的横向部分。所述部分适配有提供水密封和一个或多个用于流体通过的管道的装置。在提供用于骨的部分的脱细胞的条件下，经由所述装置灌注细胞破裂介质进入骨的中央腔。在一个实施方案中，在适配所述装置之前，中央腔被修饰(例如通过钻孔)以适应于配合(fit)所述管道。在一个实施方案中，中央腔被修饰以包括螺纹以匹配装置的管道中的螺纹。在一个实施方案中，所述装置具有一个适应于配合中央腔的管道，并且在装置被密封至骨的部分之后，细胞破裂介质被引入至所述腔，并且含有细胞和/或细胞碎片的流出物从动脉和/或静脉结构、骨单位(osteon)、薄板(lamellae)、哈弗氏(Haversian)管和/或福克曼(Volkmann)管流出。骨的脱细胞部分具有天然骨的机械和生化特性，并且包括天然血管结构的细胞外基质。例如，天然骨在股骨头附近或髁附近被切割(切断)，提供了被横向切割的骨的部分(一端具有天然构型的横截面)。在一个实施方案中，天然骨在股骨头附近和髁附近被切割(切断)，提供了被横向切割的骨的部分(两端具有暴露的中央腔的横截面)。在一个实施方案中，外源引入的开口附近的中央腔中的材料(例如骨髓)被去除以便更好地灌注。在一个实施方案中，通过对骨干进行钻孔和攻丝或仅仅攻丝来被修饰中央腔，例如，以产生螺纹。附连至骨的部分的横向端(transverse end)的装置具有至少一个套筒(外套筒)和至少一个管道以将流体引入至少所述中央腔，该装置提供水密封。在一个实施方案中，外套筒是锥形的。可以通过任何方式在骨的部分的暴露端之间创建密封。例如，夹具(例如管夹、蜗轮夹或快速夹具、或扎带(cable tie))可以被用于在外套筒和骨的部分周缘之间创建密封。在一个实施方案中，所述装置包括适应于旋入引入至中央腔的螺纹的适配件。在一个实施方案中，所述装置包括适应于旋入引入至骨的部分周缘的螺纹的适配件。在一个实施方案中，所述管道可以是管子件。在一个实施方案中，所述装置具有外套筒和内部屏障，使得在不同流动条件下流体可以被引入至中央腔和至致密骨。流动条件还可以包括负压以在置于溶液中时通过天然血管系统将溶液吸入。在一个实施方案中，采用有螺纹的适配件(例如NPT、直螺纹、锥螺纹、BSPP等)，并且所述适配本文档来自技高网...

【技术保护点】
对具有细胞的天然哺乳动物骨进行脱细胞化的方法，包括：a)提供具有细胞的天然哺乳动物骨，其被修饰以包括至少一个外源导入孔，所述孔从骨的外部伸入中央腔，所述孔适配有提供水密封和一个或多个管道的装置；以及b)在提供用于骨的脱细胞的条件下，经由所述装置的至少一个管道灌注细胞破裂介质以通过所述孔进入骨腔中。

【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：杰弗里·罗斯，布莱瑟·波特尔，
申请(专利权)人：米罗马特里克斯医疗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US