用于制备鼓膜的仿生组织假体的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种方法，并且涉及其相关的装置，用于从间充质干细胞体外制备鼓膜的仿生组织假体；该假体用于修复或重建需要其的患者中受损的鼓膜，例如作为多种创伤或病理的结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一般而言的医药生物
，更精确地，其涉及一种装置，并且涉及一种相关的方法，用于体外制备鼓膜的仿生组织假体，该假体在需要其的患者中用于修复或重建膜本身。
技术介绍
鼓膜不幸地经受各种病症，包括特别是中耳炎、鼓室硬化、珠光瘤和穿孔；后者代表了特别是在儿童中的很常见的临床问题，并且它可以是由许多病因引起的，诸如感染、由于异物进入的外伤、在外耳道的外科器械的插入、物理外伤或震耳欲聋的噪声所引起的。尽管许多穿孔倾向于自动愈合，来源于穿孔的慢性感染可导致需要鼓膜重建性手术(被称为鼓膜成形术(M.Tos.Manualofmiddleearsurgery.ThiemeMedicalPublishers,Inc.纽约1993年，第1卷，第II部分，第8-13段))的耳聋、二次感染、鳞状上皮囊肿和珠光瘤的形成(参见例如GeneriEA等人的Ikiz.Otol.Neurotol.2003；24：371-6)。下表中列举出目前为止在该手术中作为鼓膜的替代物所使用的材料(按照类型分类)：目前，静脉(仅针对小穿孔)、软骨膜和颞筋膜是在鼓膜成形术中最常用的自体材料。特别是，颞筋膜的自身移植物是在外科实践中最常用的方法，其具有范围为88％至95％的封闭穿孔的成功率(RahmanA.等人，ActaOtolaryngol.2008年4月；128(4)：352-9；和KrauseD.S.等人，Cell2001年；105:369-77)。颞筋膜是到现在一直最常用的替代材料，这无疑构成了目前将所有其它材料与之相比的黄金标准，但它也并不是没有缺点的：成功率确实仍然由供体部位的可得性和待治疗的病变的大小所限制。小病变可容易地治疗，而通过普通技术的大穿孔或非外伤病变的治疗，甚至使用已显示最佳结果的材料，也往往被证明是不令人满意的，特别是对于一些患者，手术的风险和缺点是一直不可接受的重要方面。此外，鼓膜穿孔的医药治疗在发展中国家往往不管怎样也是不可及的。另一方面，由于可能传染感染性疾病，已经很少用来自尸体的鼓膜和硬脑膜的同种移植物，就像异种移植物，这两种类型的移植也通常不被患者所青睐，并且经受排异。最后，目前采用的合成生物材料也具有影响干预结果的缺点，并且事实上合成生物材料会快速降解，并经常会导致中耳纤维化。因此，目前还没有找到鼓膜修补术过程中待移植的理想替代材料(TehBM,MaranoRJ,ShenY,FriedlandPL,DilleyRJ,AtlasMD.Tissueengineeringofthetympanicmembrane.TissueEngPartBRev.2013Apr；19(2):116-32)。这种材料的确应该是可靠的，保证移植成功率高，并且使共体部位的发病率低。它也应该构成一种载体结构，通过该结构表皮层可以继续封闭损伤。这意味着，该载体应当用间充质细胞进行移植，在中耳的迁移上皮和粘膜之间形成纤维性成分的凝聚(在形态上和功能上将足以代替原始损伤的鼓膜)之前进行新生血管化。因此，没有已知材料的上述缺点并且可以保证高成功率用于鼓膜成形术干预过程的自体来源的替代材料的发展仍然是需要实现的目标。该目标是特别具有挑战性的，不仅由于组织工程过程中通常固有的难题，而且还由于所讨论的特定组织，即鼓膜的性质。鼓膜，其具有将由声波产生的振动从外耳传递到内耳的极其重要的作用的同时是非常薄的，鼓膜具有非常复杂的结构：它由松弛部和紧张部两部分组成，各自具有三层结构，其中在两层上皮层之间存在由主要为Ⅱ型胶原的胶原原纤维(fibril)形成的结缔组织的中间层，构成了形成以复杂方式排列的束的纤维(RossM.H.etal.Istologia,TestoeatlanteconelementidiBiologiacellulareandmolecolare,AmbrosianaPublishingHouse,2010)。在表示鼓膜的几乎整个表面的紧张部中，根据纤维的不同排列可以对纤维的不同体系进行区分：放射状纤维体系、圆形纤维体系、抛物线状纤维体系和最后的横向纤维体系。紧张部的这种特定结构在声音的传输中具有根本的重要性，并因此在鼓膜的功能中具有根本的重要性，但在耳的开发中，该结构的形成机理尚未阐明，而当然使开发可充分地再现其功能、模仿其形态的鼓膜的替代材料更加困难。
技术实现思路
现在本申请人已研制出一种装置和方法，用于体外制备鼓膜的仿生组织替代物，该装置和方法允许从间质干细胞开始制备具有重现天然膜的特性的那些特性、特别是耳鼓的紧张部的中间结缔层的那些特性(在其功能中具有必不可少的重要性)的材料。利用用于培养起始干细胞的作为生物反应器的创新装置，经显示以本专利技术方法得到的材料具有完全类似于由天然鼓膜的解剖研究检测到的胶原原纤维的尺寸、构成和空间取向的那些特性，从而也能够保持用于声音的正确传输的功能特性。由于磁体的特定体系，本专利技术的装置还允许，将细胞培养物移至生长溶液内而不与培养物本身接触，却由于外部传导装置和进行细胞培养的生物相容性内部结构之间的连接。因此，本专利技术的主题是一种用于体外制备用于修复或重构鼓膜的组织假体的装置，其基本特征限定在第一项所附权利要求中。一种用于体外制备上述假体的方法，其基本特征在限定在所附的权利要求11中，并且由此可获得的组织假体表示本专利技术的另一主题。根据本专利技术的制备方法、装置和组织假体的特征和优点将通过作为非限制性实施例给出的本专利技术的实施方案的下述详细说明以及对附图的参考而变得更加清楚。附图说明-图1是本专利技术的装置的实施方案的透视图；-图2是图1的装置的底座的透视图；-图3显示了为图1的装置的组件的磁环的优选实施方案；-图4显示了在生长细胞的载体上的在图1的装置中的管的横截面；-图5显示了天然尺寸照片(A)和在静态条件(B)和使用本专利技术装置(C)的动态条件下以分化培养基的细胞培养物获得的两个样品用立体显微镜拍摄的显微照片；-图6显示了对图5的两个样品(B)和(C)得到的共聚焦显微镜图像；和在相同培养基的条件下仅将星形支化的聚(ε-己内酯)*PCL的载体替换为加入羟基磷灰石纳米颗粒的星形支化的聚(ε-己内酯)*PCL/HA的载体上得到的另外两个样品；-图7显示了，对于所分析的不同的样品而言，以采用*PCL中载体和*PCL/HA中载体的本专利技术主题的系统(以分化培养基的动态培养)产生的细胞结构、以及相对静态的对照组和以非分化培养基的对照组中相对于纤维母细胞抗原表达以及I型和II型胶原表达的由免疫组织化学分析得到的图像。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于体外制备用于修复或重建鼓膜的组织假体的装置，包括管(1)，所述管(1)中放置有间充质干细胞的载体，所述载体具有阻挡在两个环(8a)和(8b)之间的边缘，所述装置的特征在于，所述环(8a)和(8b)设有适用于与第二外部磁性装置相互作用的第一磁性装置，由此该相互作用确定了：将所述环以环平面垂直于所述管的纵轴而固定至所述管的内壁，并且所述环(8a)和(8b)以及由此地所述载体沿所述管的所述轴、可选地向上和向下地连续运动预定的距离和时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.20 IT FI2013A0002201.一种用于体外制备用于修复或重建鼓膜的组织假体的装置，包括管(1)，所述管(1)
中放置有间充质干细胞的载体，所述载体具有阻挡在两个环(8a)和(8b)之间的边缘，所
述装置的特征在于，所述环(8a)和(8b)设有适用于与第二外部磁性装置相互作用的第一
磁性装置，由此该相互作用确定了：将所述环以环平面垂直于所述管的纵轴而固定至所述管
的内壁，并且所述环(8a)和(8b)以及由此地所述载体沿所述管的所述轴、可选地向上和
向下地连续运动预定的距离和时间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述环(8a)和(8b)设有使由所述载体的存在
而形成的所述管(1)的两部分形成液体连通的槽(9)。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一磁性装置也适用于以磁性封闭对所述两
个环(8a)和(8b)之间的所述载体的边缘进行阻挡，并适用于将无覆盖的所述载体的中心
部分留下用于细胞接种。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括：
环(6)，设有第二磁性装置，围绕所述管(1)且在所述管(1)上自由滑动；
空心柱(3)，包括内部电机装置和第三磁性装置；和
游标(5)，设有能够与所述第三磁性装置相互作用的第四磁性装置，连接至所述环(6)，
固定在所述柱(3)上并且在所述柱(3)上自由滑动，
其中所述电机装置能够产生所述空心柱(3)内的所述第三磁性装置的连续运动，并由
此地使所述游标(5)、所述环(6)和所述环(8a)和(8b)产生可选地向上和向下连续运
动预定的距离和时间。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述游标(5)和所述环(6)彼此之间通过两根
刚性碳杆(7)连接。
6.根据权利要求4所述的装置，还包括设有孔(21)和台(22)的底座(2)，其中所
述台(22)在与所述孔(21)相邻的位置从所述底座(2)升起，所述孔(21)适用于将所

\t述空心柱(3)嵌入，并且所述台(22)适用于支持所述管(1)从而将所述柱(3)和所述
管(1)以等于所述杆(7)的长度的距离保持在同轴的位置。
7.根据权利要求4所述的装置，还包括设有适用于分别将所述管(1)和所述空心柱(3)
嵌入的两个相邻的孔的板(4)，由此在所述装置的操作过程中为所述管(1)和所述空心柱
(3)提供足够的稳定性并使所述管在替换细胞培养物时可容易地被抽出。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞丽娜·丹蒂，斯特凡诺·贝尔蒂尼，斯特凡诺·马拉扎，切萨雷·斯特凡尼尼，
申请(专利权)人：比萨特许医院，
类型：发明
国别省市：意大利;IT