微粒及内皮细胞和脱细胞化的器官和组织的用途制造技术

本发明专利技术提供在具有完整的细胞外基质血管网络的再内皮化的脱细胞化的器官或组织移植物中维持毛细血管腔直径、降低毛细血管腔直径的减小或增加毛细血管腔直径的方法。所述方法基于向脱细胞化的ECM施用内皮细胞和微粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】微粒及内皮细胞和脱细胞化的器官和组织的用途 巧关申请的香叉引用 本申请要求于2013年3月15日提交的美国申请序列号61/790, 118的权益，将其 公开内容W引用的方式并入本文。 发巧背景 组织工程是通过植入细胞、支架W及可溶性介质的组合来寻求修复或再生损伤或 病变的组织和器官的快速发展的领域。通常在2维（2D)培养条件下实现当前干细胞分化 和原代细胞培养。该系统允许特定细胞群的扩增，但是其维持功能性细胞表型W维持高密 度的细胞培养W及长期原代或分化的细胞功能的能力有限制。例如，相比某些细胞疗法所 需的大量原代细胞的有限可获得性，在保留分化为特定谱系的能力的同时，干细胞的数量 可W大量扩增。对于干细胞命运的控制（例如分化），不管是在体内还是在体外，主要都归 因于基因和分子介质（例如生长因子和转录因子）。尽管干细胞和祖细胞的分化可导致细 胞具有合适的谱系特异的基因表达或组织特异的基因表达，但是分化的细胞可能缺乏体外 或体内应用所需的功能特性。[000引发巧概沐本专利技术提供在具有完整血管床的哺乳动物器官、组织或其部分的再内皮化和/或 再细胞化（用除内皮细胞外的细胞）的细胞外基质中，维持毛细血管腔直径、降低毛细血 管腔直径的减小或增大毛细血管腔直径的方法，例如确保移植后合适的毛细血管直径W维 持连续的血液流动。该方法包括提供或制备具有完整血管床的哺乳动物器官、组织或其部 分的脱细胞化的细胞外基质，W及提供或制备内皮细胞群体或能够分化成内皮细胞的干细 胞群体或祖细胞群体。向脱细胞化的细胞外基质中同时引入或顺序引入一定量的细胞和一 定量的含有生物相容性纳米颗粒或微粒的第一水性溶液。细胞的量能有效地将脱细胞化的 细胞外基质的脉管系统的再内皮化，并且在再内皮化期间或在其之后，相对于相应的缺少 纳米颗粒或微粒的再内皮化脱细胞化的细胞外基质，当通过脉管系统循环时，，纳米颗粒或 微粒的量维持脉管系统的毛细血管腔直径，或降低脉管系统的毛细血管腔直径减少，例如 降低至约4微米，或增加脉管系统的毛细血管腔直径，例如高达约15至约20微米。在一个 实施方案中，纳米颗粒或微粒是生物可降解的。在一个实施方案中，在加入添加剂（added agent)或能量源之后，纳米颗粒或微粒是可快速生物降解的。在一个实施方案中，纳米颗 粒或微粒不是生物可降解的。纳米颗粒可由任何生物相容性材料形成，并且可W是允许其 通过脉管系统的任何形状。在一个实施方案中，纳米颗粒或微粒的形状是球形的或楠圆形 的。在一个实施方案中，纳米颗粒或微粒的平均直径是约0. 5ym至约30ym或约5ym至 约20ym。在一个实施方案中，纳米颗粒或微粒是可变形的。在一个实施方案中，纳米颗粒 或微粒由聚合物形成，所述聚合物包括天然存在的和合成的（非天然存在的）聚合物。在 一个实施方案中，纳米颗粒或微粒由蛋白和非蛋白聚合物形成。在一个实施方案中，对纳米 颗粒或微粒进行修饰，W使其包含簇化物、醋、胺、醒、醇或面化物W及功能分子，如磁性分 子的配体。在一个实施方案中，添加外部能量源，例如，但不限于：降解颗粒的光、磁、机械力 或超声。在一个实施方案中，在再内皮化之后添加水性溶液。在一个实施方案中，通过用另 一溶液洗涂再内皮化的脉管系统来移除纳米颗粒或微粒，所述溶液不含所述颗粒，并且可 含有降解颗粒的物质。在一个实施方案中，所述方法包括引入含有生物相容性纳米颗粒或 微粒的第二水性溶液，所述纳米颗粒或微粒的平均直径比第一溶液中的纳米颗粒或微粒的 平均直径大至少10%。颗粒的浓度可W发生变化，并且可W是实现目的的任何量。例如，每 yL的第一溶液可包含约300至约50, 000, 000个颗粒。 脱细胞化的细胞外基质可来自任何器官或组织，只要所述器官和组织具有允许溶 液循环进入其血管导管并循环流出其血管导管的完整的血管（毛细血管）床（"完整的" 脉管系统）。在一个实施方案中，脱细胞化的器官为脱细胞化的屯、脏、膜腺、肝脏、肾脏、骨或 肺。可使用能够将具有完整脉管系统的脱细胞化的器官、组织或其部分的细胞外基质脉管 系统再内皮化的任何细胞类型。例如，所述细胞可W是从iPS细胞获得的。在一个实施方 案中，通过注射或灌注或它们的组合将细胞引入基质。在一个实施方案中，通过注射或灌注 或它们的组合将细胞引入脉管系统。在一个实施方案中，向脱细胞化的细胞外基质中引入 的细胞是原代细胞。在一个实施方案中，向脱细胞化的细胞外基质中引入的细胞是意图将 器官、组织或其部分完全或部分再细胞化的多种不同的细胞类型。在一个实施方案中，向脱 细胞化的细胞外基质中引入的细胞是人胚胎干细胞。在一个实施方案中，细胞与灌注的脱 细胞化的器官、组织或其部分是同种异体的。在一个实施方案中，细胞与灌注的脱细胞化的 器官、组织或其部分是异种的。 附图简要说巧 图IA显示了灌注脱细胞化的猪肝脏的照片。 图IB-C分别显示了灌注脱细胞化的猪肝脏的血管和实质基质的扫描电子显微镜 (SEM)照片。 图2提供了浸入脱细胞化的大鼠肝脏的总视图，其中在低放大倍数（左）和高放 大倍数（右）下均可观测到基质磨损。[001引图3显示了浸入脱细胞化的大鼠肝脏的沈M照片（A和B)W及灌注脱细胞化的大 鼠肝脏的沈M照片（C和D)。 图4提供了浸入脱细胞化的肝脏的组织结构（A，H&E染色；B，=色染色）和灌注脱 细胞化的肝脏的组织结构（C，H&E染色；D，=色染色）。 图5显示了大鼠屯、脏的浸入脱细胞化（顶行）与灌注脱细胞化（底行）的比较。 图6显示了利用大鼠肾脏的浸入脱细胞化（顶行）与灌注脱细胞化（底行）的比 较。[001引图7显示了脱细胞化的肾脏的沈M照片。 图8A显示了灌注脱细胞化的屯、脏的沈M照化同时图8B显示了浸入脱细胞化的 屯、脏的沈M照片。[001引发巧详沐 本专利技术提供工程化的细胞和ECM，其通过物理W及分子相互作用，经由控制那些细 胞的环境而直接控制细胞行为。特别地，本专利技术提供工程化的具有灌注脱细胞化的ECM的 器官、组织或生物反应器，所述灌注脱细胞化的ECM移植有包含细胞组合的细胞群体，并经 历了例如包括灌注可溶性介质的培养条件，该ECM结构和培养条件产生与相应的原始器官 基本相同的功能细胞和毛细血管腔直径，例如约5ym至约10ym或约3ym至约20ym。特 别地，由于维持了毛细血管腔直径，本专利技术可W为成人细胞和胚细胞W及部分分化的祖细 胞的细胞分化、生长和表型表达提供改善的调节，W及为分化的细胞类型提供改善的维持。 还包括原代细胞的生长和功能维持，所述原代细胞包括胎儿来源的细胞，例如从胎儿细胞 或新生儿细胞中获得的器官特异的细胞（例如定型至特定谱系但未终末分化的细胞）。 本专利技术提供灌注脱细胞化的器官或组织来源的细胞外基质巧CM)的用途W及在 运些基质的细胞外基质脉管系统中可用于支持W下的系统：具有血管（例如内皮的）细胞 的运些基质再细胞化，或干细胞或祖细胞分化和/或成熟为内皮细胞，或原代细胞的维持 或分化，或它们的任何组合。原代细胞是从生物体中获得的细胞，然后，通常将其进行体外 培养，但是那些细胞不能无限增殖。分化的细胞包括原代细胞和已经体外分化的细胞，例如 本专利技术的灌注脱细胞化的基质中的干细胞或祖细胞。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
在具有完整血管床的哺乳动物器官、组织或其部分的再内皮化的细胞外基质中维持毛细血管腔直径、降低毛细血管腔直径的减小或增加毛细血管腔直径的方法，其包括：提供具有完整血管床的哺乳动物器官、组织或其部分的脱细胞化的细胞外基质，以及内皮细胞群体或能够分化成内皮细胞的干细胞或祖细胞群体；以及向所述脱细胞化的细胞外基质引入一定量的所述细胞以及含有一定量的生物相容性微粒的第一水性溶液，其中所述细胞的量能有效地将所述脱细胞化的细胞外基质的脉管系统的再内皮化，并且其中在再内皮化期间或在其之后，相对于相应的缺少所述微粒的再内皮化的脱细胞化的细胞外基质，当所述微粒通过所述脉管系统循环时，所述微粒的量维持所述脉管系统内的毛细血管腔直径、降低所述脉管系统内的毛细血管腔直径的减小或增加所述脉管系统内的毛细血管腔直径。

【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，多米尼克·西塔潘，
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