微类器官以及制造和使用它们的方法技术

本文提供的是微类器官，本文中被称为功能性生理单元(FPU)，它们能够替代或增强个体中的一种或更多种生理功能，其在治疗缺乏所述生理功能或在所述生理功能方面有缺陷的个体方面是有用的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】1
本文提供的是微类器官，本文中被称为功能性生理单元(FunctionalPhysiologicalUnits，FPU)，它们能够替代或增强个体中的一种或更多种生理功能，在治疗缺乏所述生理功能或在所述生理功能方面有缺陷的个体方面是有用的。2背景对于替代患病的、受损的或被手术移除的组织的生理功能存在着巨大的医学需求。本文提供的是微类器官(功能性生理单元)以及制造和使用它们的方法，其满足了这一需求。3概述在全文中，功能性生理单元以复数的形式提及；然而，在某些实施方式中，本文描述的它们的任何特征或组合对于单个的FPU也是适用的。本文提供的是微类器官，它们是、或者包含一个或更多个器官的功能性生理单元。在一个方面中，本文提供的是功能性生理单元(FPU)，其中所述FPU包含分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，其中所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，其中所述器官或来自器官的组织的至少一种功能是生产来自所述器官或组织的至少一种细胞类型的特征性的蛋白质、生长因子、细胞因子、白细胞介素或小分子，以及其中所述FPU是可施用的或可注射的形式。FPU可以在其寿命中的任何时点执行所述器官或来自器官的组织的至少一种功能；也就是说，一旦被生产，FPU可以在FPU的寿命期间的某些时点直接地、或在培养时、或在所述至少一种类型的细胞之一(例如，干细胞或祖细胞)的分化时执行所述一种或更多种功能。在各种实施方式中，所述FPU在体积上小于约100微升；在体积上小于约1微升；在体积上小于约100皮升；或在体积上小于约10皮升。在其他各种实施方式中，所述FPU在最长轴方向小于约10毫米；在最长轴方向小于约1毫米；或在最长轴方向小于约100μM。在其他各种实施方式中，所述FPU包含不超过约105个细胞；不超过约104个细胞；不超过约103个细胞；或不超过约102个细胞。在另一个实施方式中，所述FPU包含贯穿所述FPU的至少一个通道，其中所述通道有利于营养物和/或氧向所述细胞的扩散。在本文的任何实施方式的具体实施方式中，所述FPU额外包含合成的基质。在更具体的实施方式中，所述合成的基质使得所述FPU的三维结构稳定。在某些具体的实施方式中，所述合成的基质包含聚合物或热塑性塑料。在某些具体的实施方式中，所述合成的基质是聚合物或热塑性塑料。在更具体的实施方式中，所述热塑性塑料是聚己酸内酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚酯、聚乙酸乙烯酯或聚氯乙烯。在某些其他具体实施方式中，所述聚合物是聚偏二氯乙烯、聚(邻-羧基苯氧基)-对二甲苯)(聚(邻-CPX))、聚(交酯-酸酐)(PLAA)、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、戊赤藓糖醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素或聚(乳酸-羟基乙酸共聚物)(PLGA)。在某些其他具体的实施方式中，所述聚合物是聚丙烯酰胺。在具体的实施方式中，所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，例如，细胞外基质是端肽胎盘胶原蛋白。在更具体的实施方式中，所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，其包含没有被化学修饰或与蛋白酶接触的、碱处理的和/或洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述ECM包含按重量计算小于5％的纤连蛋白或小于5％的层粘连蛋白；按重量计算25％到92％之间的I型胶原蛋白；2％到50％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到50％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于40％的弹性蛋白。在更具体的实施方式中，所述端肽胎盘胶原蛋白是碱处理的、洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述胶原蛋白没有被化学修饰或与蛋白酶接触，以及其中所述组合物包含按重量计算小于1％的纤连蛋白；按重量计算小于1％的层粘连蛋白；按重量计算74％到92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算4％到6％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到15％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于12％的弹性蛋白。在某些实施方式中，所述ECM是交联的或稳定化的。在某些其他实施方式中，所述ECM与聚合物组合，所述聚合物稳定化所述FPU的三维结构。在某些实施方式中，本文描述的任何FPU具有、或基本上具有矩形块、立方体、球体、球状体、杆状、圆柱状、梯形、棱锥或圆环形的形状。在某些其他实施方式中，本文描述的任何FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其足够大以允许细胞进出。在某些其他实施方式中，本文描述的任何FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其中所述空隙不够大而不能允许细胞进出。在某些具体的实施方式中，所述FPU中的所述细胞包含自然杀伤(NK)细胞，例如，CD56+CD16–胎盘中间体自然杀伤(PiNK)细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含树突状细胞。在某些具体的实施方式中，所述FPU包含胸腺细胞。在某些其他实施方式中，所述FPU包含胸腺细胞、淋巴样细胞、上皮网状细胞和胸腺基质细胞的任何组合或全部。在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含甲状腺滤泡细胞。在某些其他实施方式中，所述FPU包含表达甲状腺球蛋白的细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU另外包含甲状腺上皮细胞和滤泡旁细胞。在某些具体的实施方式中，所述FPU包含干细胞和/或祖细胞，或者部分或整体使用干细胞和/或祖细胞产生。在特定的实施方式中，所述干细胞或祖细胞是胚胎干细胞、胚胎生殖细胞、诱导的多能干细胞、间质干细胞、骨髓衍生的间质干细胞、骨髓衍生的间充质基质细胞、组织塑性粘附的胎盘干细胞(PDAC)、脐带干细胞、羊水干细胞、羊膜衍生的粘附细胞(AMDAC)、成骨性胎盘粘附细胞(OPAC)、脂肪干细胞、角膜缘干细胞、牙髓干细胞、成肌细胞、内皮祖细胞、神经元干细胞、剥落的牙齿衍生的干细胞、毛囊干细胞、真皮干细胞、孤雌衍生的干细胞、重新编程的干细胞、羊膜衍生的粘附细胞或侧群干细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含造血干细胞或造血祖细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含组织培养塑性粘附的CD34–、CD10+、CD105+和CD200+胎盘干细胞。在更具体的实施方式中，所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–或CD90+的一种或更多种。在更具体的实施方式中，所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–和CD90+的。在另一个更具体的实施方式中，当所述FPU被植入受者中时，所述胎盘干细胞抑制所述受者中的免疫应答，例如，在所述受者内局部地。在某些其他具体实施方式中，本文描述的任何FPU包含分化的细胞。在更具体的实施方式中，所述分化的细胞包含以下的一种或更多种：内皮细胞、上皮细胞、真皮细胞、内胚层细胞、中胚层细胞、成纤维细胞、骨细胞、软骨细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、肝细胞、胰腺细胞、或基质细胞；唾液腺粘液细胞、唾液腺浆液细胞、vonEbner腺细胞、乳腺细胞、泪腺细胞、耵聍腺细胞、排泄汗腺暗细胞、排泄汗腺明细胞、顶泌汗腺细胞、Moll腺细胞、皮脂腺细胞、嗅腺细胞、Brunner腺细胞、精囊细胞、前列腺细胞、尿道球腺细胞、Bartholin腺细胞、Littre腺细胞、子宫内膜细胞、分离的杯状细胞、胃粘膜粘液细胞、胃腺产酶细胞、胃腺泌酸细胞、胰腺腺泡细胞、潘纳斯细胞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能性生理单元(FPU)，其中所述FPU以连续的形式包含分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，其中所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，其中器官或来自器官的组织的所述至少一种功能是来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、生长因子、细胞因子、白细胞介素或小分子的生产，以及其中所述FPU处于可施用的或可注射的形式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.11 US 61/938,5361.一种功能性生理单元(FPU)，其中所述FPU以连续的形式包含分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，其中所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，其中器官或来自器官的组织的所述至少一种功能是来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、生长因子、细胞因子、白细胞介素或小分子的生产，以及其中所述FPU处于可施用的或可注射的形式。2.权利要求1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约1微升。3.权利要求1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约100皮升。4.权利要求1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约10皮升。5.权利要求1的FPU，包含不超过约105个细胞。6.权利要求1的FPU，包含不超过约104个细胞。7.权利要求1的FPU，另外包含合成的基质。8.权利要求1的FPU，其中所述ECM来源于胎盘，并包含约35-55％的胶原蛋白和约10-30％的弹性蛋白。9.权利要求1的FPU，其中所述至少一种类型的细胞包含自然杀伤(NK)细胞。10.权利要求9的FPU，其中所述NK细胞包含CD56+CD16–胎盘中间体自然杀伤(PiNK)细胞。11.权利要求1的FPU，其中所述FPU包含干细胞或祖细胞。12.权利要求11的FPU，其中所述干细胞或祖细胞是胚胎干细胞、胚胎生殖细胞、诱导的多能干细胞、间质干细胞、骨髓衍生的间质干细胞、骨髓衍生的间充质基质细胞、组织塑性粘附的胎盘干细胞(PDAC)、脐带干细胞、羊水干细胞、羊膜衍生的粘附细胞(AMDAC)、成骨性胎盘粘附细胞(OPAC)、脂肪干细胞、角膜缘干细胞、牙髓干细胞、成肌细胞、内皮祖细胞、神经元干细胞、剥落的牙齿衍生的干细胞、毛囊干细胞、真皮干细胞、孤雌衍生的干细胞、重新编程的干细胞、羊膜衍生的粘附细胞或侧群干细胞。13.权利要求1的FPU，其中所述FPU包含造血干细胞或造血祖细胞。14.权利要求1的FPU，其中FPU包含组织培养塑性粘附的CD34–、CD10+、CD105+和CD200+胎盘干细胞。15.权利要求1-14的FPU，其中所述FPU包含分化的细胞。16.权利要求15的FPU，其中所述分化的细胞包含内皮细胞、上皮细胞、真皮细胞、内胚层细胞、中胚层细胞、成纤维细胞、骨细胞、软骨细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、肝细胞、胰腺细胞、或基质细胞。17.权利要求15的FPU，其中所述分化的细胞包含唾液腺粘液细胞、唾液腺浆液细胞、vonEbner腺细胞、乳腺细胞、泪腺细胞、耵聍腺细胞、排泄汗腺暗细胞、排泄汗腺明细胞、顶泌汗腺细胞、Moll腺细胞、皮脂腺细胞、嗅腺细胞、Brunner腺细胞、精囊细胞、前列腺细胞、尿道球腺细胞、Bartholin腺细胞、Littre腺细胞、子宫内膜细胞、分离的杯状细胞、胃粘膜粘液细胞、胃腺产酶细胞、胃腺泌酸细胞、胰腺腺泡细胞、潘纳斯细胞、II型肺细胞、克立拉细胞，促生长激素细胞、促乳素细胞、促甲状腺素细胞、促性腺细胞、促肾上腺皮质素细胞、中间垂体细胞、大细胞的神经分泌细胞、肠细胞、呼吸道细胞、甲状腺上皮细胞、滤泡旁细胞、甲状旁腺细胞、甲状旁腺主细胞、嗜酸细胞、肾上腺细胞、嗜铬细胞、赖氏细胞、卵泡膜内膜细胞、黄体细胞、颗粒黄体细胞、鞘黄体细胞、近血管球细胞、致密斑细胞、极周细胞、系膜细胞，血管和淋巴管的血管内皮有窗细胞、血管和淋巴管的血管内皮连续细胞、血管和淋巴管的血管内皮脾细胞、滑膜细胞、浆膜细胞(内衬于腹腔、肋腔和围心腔)、扁平细胞、柱状细胞、暗细胞、前庭膜细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、血管纹基底细胞、血管纹缘细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、柯拉狄乌司氏细胞、伯特歇尔细胞、脉络丛细胞、柔脑脊膜扁平细胞、色素化的睫状体上皮细胞、无色素的睫状体上皮细胞、角膜内皮细胞、栓细胞，呼吸道纤毛细胞、输卵管纤毛细胞、子宫内膜纤毛细胞、睾丸网纤毛细胞、输精小管纤毛细胞、有纤毛的室管膜细胞，表皮角质形成细胞、表皮基底细胞、手指甲和脚趾甲的角质形成细胞、甲床基底细胞、髓质毛干细胞、皮层毛干细胞、表皮毛干细胞、表皮毛根鞘细胞、赫胥黎氏层的毛根鞘细胞、汉勒氏层的毛根鞘细胞、外部毛根鞘细胞、毛基质细胞，复层扁平上皮的表面上皮细胞、上皮的基底细胞、泌尿上皮细胞，柯替氏器的听觉内毛细胞、柯替氏器的听觉外毛细胞、嗅上皮的基底细胞、冷敏感的初级感觉神经元、热敏感的初级感觉神经元、表皮的Merkel细胞、嗅觉受体神经元、疼痛敏感的初级感觉神经元、光受体杆状细胞、光受体蓝敏视锥细胞、光受体绿敏视锥细胞、光受体红敏视锥细胞、本体感受性初级感觉神经元、触觉敏感的初级感觉神经元、I型颈动脉体细胞、II型颈动脉体细胞(血液pH感受器)、耳前庭I型毛细胞(加速度和重力)、耳前庭II型毛细胞、I型味蕾细胞，胆碱能神经细胞、肾上腺素能神经细胞、肽能神经细胞，柯替氏器的内柱细胞、柯替氏器的外柱细胞、柯替氏器的内指状细胞、柯替氏器的外指状细胞、柯替氏器的边缘细胞、柯替氏器的Hensen细胞、前庭支持细胞、味蕾支持细胞、嗅上皮支持细胞、Schwann细胞、卫星细胞、肠胶质细胞，星形细胞、神经元、少突胶质细胞、纺锤神经元，前晶状体上皮细胞、含晶状体蛋白的晶状体纤维细胞，肝细胞、脂肪细胞、白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞、肝脏脂肪细胞、肾脏血管球泌酸细胞、肾脏血管球足状突细胞、肾脏近端小管刷状缘细胞、亨利氏袢细段细胞、肾脏远端小管细胞、肾脏集合导管细胞、I型肺细胞、胰管细胞、无横纹的管细胞、管细胞、肠刷状缘细胞、外分泌腺条纹管细胞、胆囊上皮细胞、输精小管无纤毛细胞、附...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳伦，莫希特·B·巴迪亚，罗伯特·J·哈黎里，沃尔夫冈·霍弗伽纳尔，叶倩，
申请(专利权)人：人类起源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US