可植入医疗装置制造方法及图纸

一种可植入医疗系统，包括：供应气体的气体单元，其中所述气体主要是氧气；和至少一个功能性细胞单元，其经配置成从气体单元接收氧气以便将细胞维持在存活条件。细胞单元是柔性的。公开了几个实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2014年3月27日提交的美国实用申请No.14/227,258的优先权和权益。该申请的内容在此通过引用以其全部并入本文。
技术介绍
由一种或多种物质(如激素)的低分泌引起的一些病症是已知的。其中包括糖尿病、帕金森病、阿尔茨海默病、低血压和高血压、甲状腺功能减退和各种肝脏疾病。激素，例如胰岛素，是由胰腺的朗格汉斯胰岛(isletsofLangerhans)中的β细胞产生的。在正常个体中，胰岛素释放被调节以维持血糖水平在约70至110毫克每分升的范围内。在糖尿病患者中，要么根本不产生胰岛素(1型糖尿病)，要么身体细胞不能正确地响应产生的胰岛素(2型糖尿病)。结果是血液中的葡萄糖水平升高。由激素的低分泌引起的病症通常通过施用缺失的激素来治疗。然而，尽管在理解和治疗许多这些疾病中有进展，但通常不可能用外源性激素来精确地调节代谢。例如，糖尿病患者需要进行血糖水平的几次日常测量，然后注射适量的胰岛素以促使葡萄糖水平在可接受的范围内。目前，器官移植对于大多数这些疾病来说不是可行的治疗方式，其一些原因包括免疫系统排斥移植的器官。孤立的细胞可以在被处理(例如，通过免疫抑制、辐射或包封)之后植入体内以防止排斥。包封材料经选择以便是生物相容的，并允许小分子在细胞和环境之间扩散，同时保护细胞免于接触免疫系统的免疫球蛋白和细胞。例如，封装的朗格汉斯的β-细胞或胰岛(产生胰岛素的组织)可以注射到门静脉中或嵌入皮肤下、腹腔中或其它位置。许多细胞移植的成功不仅受到宿主排斥的影响，而且还由于对移植物供氧不足而产生的缺血状况而受影响。在植入细胞后，氧气从身体组织提供给植入的细胞(主要通过扩散)，并且在一些情况下，从在血管生成因子(例如VEGF和bFGF)的帮助下在移植细胞周围形成的血管结构提供给植入的细胞。然而，自然扩散速率太低，不能为细胞提供足够量的氧气，特别是在大包装和高密度的细胞中。氧气对于植入细胞的生理过程和功能是至关重要的。对植入细胞的氧气的供应不足通常导致细胞丧失功能或死亡。提供氧气是维持移植细胞的重要组成部分。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及一种可植入医疗装置，其具有单元，该单元包括被保护免受宿主免疫系统影响的移植细胞和可被分离的氧气单元。在一个实施例中，本公开的医疗装置提供相对于现有技术文献中教导的装置显著高的功能性细胞(例如朗格汉斯胰岛)的量。作为示例，为了有效地使用这种植入医疗装置，需要植入250,000和更多个胰岛。为了使系统占据的体积最小化，需要高密度的胰岛、细胞或组织。在致密细胞中，氧气可能成为第一种限制性营养物，因此必须以足够的速率连续供应。所描述的实施例的一个目的是提供具有气体储存器的系统，其能够确保植入的细胞、组织或胰岛的活力和功能。此外，细胞单元是薄的并且是物理柔性的，以便增加患者的舒适度并减少植入后预期的身体对植入物的反应。因此，根据一个实施例，提供了一种可植入医疗系统，包括：用于供应气体的气体单元，其中所述气体主要包括氧气；多个功能性细胞单元中的至少一个，其具有一定程度的物理柔性并且被配置为从气体单元接收氧气，以便将功能性细胞维持在存活条件。此外，根据另一个优选实施例，所述系统还包括至少一个分配器，其被配置为将气体从所述气体单元分配到所述多个功能性细胞单元。此外，根据另一个优选实施例，所述气体单元是可以通过皮下可植入端口补充的气体的加压储存器，并且其中所述端口被配置为通过适于通过皮肤穿透所述补充端口的针接收气体。此外，根据另一个优选实施例，在补充端口和加压储存器之间设置有单向阀，以确保气体仅从端口转移到储存器。此外，根据另一个优选实施例，所述气体单元是氧气发生器。此外，根据另一个优选实施例，所述氧气发生器通过水解产生氧气，并且包括一对电极和电源。此外，根据另一个优选的实施例，功能性细胞选自包括朗格汉斯胰岛、肾上腺细胞、干细胞和遗传可植入细胞的组。此外，根据另一个优选实施例，所述功能性细胞单元具有比其他维度相对更长的一个维度，以便使所述单元具有柔性，并且其中所述单元足够柔韧，以允许所述单元部分地遵循与该单元相邻的身体器官的自然运动。在一个实施例中，所述功能性细胞单元是具有从约1mm至约8mm范围内的厚度的圆盘形状。在一个实施例中，所述功能性细胞单元具有厚度在约1.5mm至约7.5mm范围内的圆盘形状。在一个实施例中，所述功能性细胞单元是具有从约2.0mm至约7.0mm范围内的厚度的圆盘形状。在一个实施例中，所述功能性细胞单元是具有从约2.5mm至约6.5mm范围内的厚度的圆盘形状。在一个实施例中，所述功能性细胞单元为直径在约1cm至约20cm范围内的圆盘形状。在一个实施例中，所述功能性细胞单元为具有约2cm至约10cm范围内直径的圆盘形状。在一个实施例中，所述功能性细胞单元为直径在约4cm至约5cm范围内的圆盘形状。此外，根据另一个优选实施例，所述功能性细胞单元包括基本上相同尺寸的相对定位的隔室，这两个隔室设置有相对高表面积的表面，氧气可以通过该表面扩散并到达单元内部的功能性细胞。此外，根据另一个优选实施例，高表面积的表面覆盖有促进氧气转移的层。此外，根据另一个优选实施例，所述层是硅树脂层。此外，根据另一个优选的实施例，所述功能性细胞单元的外侧另一层覆盖，所述另一层可渗透可以由功能性细胞产生的营养物和生物材料并且不可渗透免疫因子和氧气。此外，根据另一个优选实施例，所述隔室是盘状的，并且具有约20-2,000μm的厚度。此外，根据另一优选实施例，功能性细胞嵌入在单元内的基质中。此外，根据另一个优选实施例，所述基质由选自包括藻酸盐、胶原蛋白及其组合的组的材料制成。此外，根据另一个优选的实施例，细胞单元中的功能性细胞被捕获在多孔结构内。此外，根据另一个优选实施例，所述功能性细胞单元包括具有允许氧气的转移的充分大的表面积的多个子单元，其中每个子单元具有嵌入基质中的功能性细胞。此外，根据另一个优选实施例，所述子单元类似于蛋纸盒布置，其中每个子单元的直径为约10μm至约2,500μm。此外，根据另一个优选实施例，所述功能性细胞单元设有被构造为允许功能性细胞被捕获的内部突起。附图说明此处仅通过示例的方式，参考附图来描述本专利技术。具体参考附图，需要强调的是，所示的细节仅仅是示例性的，并且仅用于说明性地讨论本专利技术的优选实施例，并且出于提供被认为是有用和容易理解的对本专利技术的原理和概念方面的描述。在这方面，没有尝试更详细地示出对本专利技术的基本理解所需要的本专利技术的结构细节，对附图的描述使得本领域技术人员明白本专利技术的几种形式如何在实践中实施。本专利技术能够具有其他实施例或者以各种方式实践或执行。此外，应当理解，本文中使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的。在下面描述的各个附图的讨论中，相同的附图标记表示相同的零件。附图通常不是按比例绘制的。为了清楚起见，在一些附图中省略了非必要的元件。一些可选零件使用虚线绘制。图1示意性地示出了根据本专利技术的示例性实施例的医疗系统。图2a示出了根据一个实施例的用于从气体单元到结合在图1所示的系统中的细胞单元的气体受控流动的系统。图2b示意性地示出了示例性实施例中的气体的受控释放。图3示出了根据示例性实施例的当从身体外部补充气体时的端口。图4示出了根据示例性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可植入医疗系统，包括：用于供应气体的气体单元，其中所述气体主要包括氧气；多个功能性细胞单元中的至少一个，所述功能性细胞单元具有一定程度的物理柔性并且被配置为从所述气体单元接收氧气以便将功能性细胞维持在存活条件，其中所述功能性细胞单元的物理柔性的程度足以允许受控范围的弯曲、变直和扭转运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.27 US 14/227,2581.一种可植入医疗系统，包括：用于供应气体的气体单元，其中所述气体主要包括氧气；多个功能性细胞单元中的至少一个，所述功能性细胞单元具有一定程度的物理柔性并且被配置为从所述气体单元接收氧气以便将功能性细胞维持在存活条件，其中所述功能性细胞单元的物理柔性的程度足以允许受控范围的弯曲、变直和扭转运动。2.根据权利要求1所述的可植入医疗系统，还包括至少一个分配器，所述分配器被配置为将来自所述气体单元的气体分配到所述多个功能性细胞单元。3.根据权利要求1所述的可植入医疗系统，其中，所述气体单元是能够通过皮下可植入端口补充的气体的加压储存器，并且其中所述端口被配置为通过针接收气体，所述针适于通过皮肤穿透所述补充端口。4.根据权利要求3所述的可植入医疗系统，其中，在所述补充端口和所述加压储存器之间设置有单向阀，以确保气体仅从所述端口转移到所述储存器。5.根据权利要求1所述的可植入医疗系统，其中，所述气体单元是氧气发生器。6.根据权利要求5所述的可植入医疗系统，其中，所述氧气发生器通过水解产生氧气，并且包括一对电极和电源。7.根据权利要求1所述的可植入医疗系统，其中，所述功能性细胞选自包括朗格汉斯胰岛、肾上腺细胞、干细胞和遗传可植入细胞的组。8.根据权利要求1所述的可植入医疗系统，其中，所述功能性细胞单元具有比其他维度相对更长的一个维度，以便使所述单元具有柔性，并且其中所述单元足够柔韧，以允许所述单元部分地遵循与所述单元相邻的身体器官的自然运动。9.根据权利要求1所述的可植入医疗系统，所述功能性细胞单...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·罗特姆，U·巴尔卡伊，B·齐默尔曼，Z·根德勒，
申请(专利权)人：贝塔O二技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL