即用打印细胞和集成装置制造方法及图纸

本文公开了提供用于实验、治疗和组织工程改造方案的即用形式的细胞材料的组合物、装置和方法。例如，公开了含有作为聚集体存在的冷冻或非冷冻细胞的组合物。还公开了含有细胞材料的组合物，其在储存后适于分散，例如，通过3D打印。还公开了用于产生生物墨组合物的试剂盒。还公开了包含本文所述的细胞材料组合物的封闭系统装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】即用打印细胞和集成装置相关申请的交叉引用本申请要求2014年5月12日提交的美国临时申请No.61/992,184的权益，该临时申请据此通过引用整体并入本文。背景再生医学在临床上显示出很好的前景，但是研究人员可利用其进行实验和临床试验的细胞材料的成本和可用性妨碍着该领域的发展。非常需要以高质量和低成本制造并且以加速产品开发和制造努力的量和形式递送给转化研究者和装置制造者的标准化原代细胞。还需要具有足以用于组织工程改造应用(例如生物打印)的保质期的细胞形式。特别地，需要即用且稳定形式的间充质干细胞(MSC)用于组织工程改造和细胞治疗应用。概述本文公开了为实验、治疗和组织工程改造方案提供“即用”形式的细胞材料的组合物、装置和方法。例如，公开了包含作为聚集体存在的冷冻或非冷冻细胞的组合物，包括包含间充质干细胞的聚集体。所述聚集体可以含有每个聚集体平均约100至200,000个细胞，包括每个聚集体约1,000至约100,000个细胞。在一些情况下，所述聚集体含有每个聚集体平均约1,000、5,000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000、100,000、110,000、120,000、130,000、140,000、150,000、160,000、170,000、180,000、190,000或200,000个细胞。例如，细胞聚集体可以用作组织工程改造的构成单元(buildingblock)，例如通过3D打印，以及用于细胞治疗应用的功能性可植入物体。因此，细胞聚集体的标志是聚集体内的单个细胞维持其活力和功能的能力，并且当聚集体在培养物中彼此融合时，它们能够形成功能组织。因此，聚集体融合的能力可以证明良好的细胞活力和功能。聚集体还优选具有相似的尺寸和体积。例如，在一些实施方案中，组合物中每个细胞聚集体的平均直径方差小于5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％。所公开的组合物还可包含足以维持至少70％的细胞活力的量的冷冻保存剂和/或生物保存剂。例如，细胞可以是具有一定量的冷冻保存剂(例如二甲亚砜(DMSO))的冷冻细胞，其足以保持细胞聚集体在-10℃至-80℃、例如-20℃下储存至少6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60个月之后融合的能力。作为另一个实例，所述细胞可以是具有一定量的生物保存剂(例如)的非冷冻细胞，其足以保持细胞聚集体在0至25℃(例如4℃)下储存至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30天之后融合的能力。所公开的组合物的细胞可以是当一起培养时能够形成细胞聚集体且融合的任何细胞。在一些情况下，所述细胞是具有对应于所工程改造的所需组织的细胞谱系潜能的未分化的干细胞或祖细胞。所述细胞可以是单能的、寡能的、多能的(multipotent)或多能的(pluripotent)。在一些实施方案中，所述细胞是成体干细胞。所述细胞优选是同种异体或自体的。在一些特定实施方案中，所述细胞包括间充质干细胞(MSC)。所述组合物可以含有单细胞类型，例如MSC。然而，在一些实施方案中，所述组合物含有两种或更多种不同类型的细胞，即两种或更多种不同谱系的细胞。所述细胞可以是动物细胞，例如人细胞。还公开了含有细胞材料的组合物，其在储存后适于分散，例如，通过3D打印。所公开的组合物包含悬浮在粘性基质中的细胞，使得细胞的平均细胞密度为每毫升1至100百万个细胞，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或100百万个细胞/毫升。此外，所述粘性基质可以具有有效维持组合物中细胞密度方差小于5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％至少24小时、36小时、48小时、72小时或120小时的粘度。在一些实施方案中，所述组合物中的细胞在0℃至25℃(例如4℃)下储存至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30天后具有至少70％的细胞活力。“活力”是指细胞是活的和功能性的。细胞的功能可以根据细胞的类型而不同，但包括复制、分泌细胞因子、分泌生长因子、粘附到组织培养塑料、粘附到其他细胞、迁移的能力或其任何组合。在一些情况下，确定活力涉及检测由细胞产生的一种或多种酶的存在和/或活性。如上所述，细胞可以作为聚集体存在。评价聚集体中细胞活力的一个重要方法是测试聚集体融合的能力。因此，所述组合物还可包含生物保存剂、冷冻保存剂或其组合。用于悬浮细胞的粘性基质可以是适合于3D打印和/或组织工程改造的任何生物相容性聚合物。在一些情况下，所述聚合物是生物聚合物。例如，合适的生物聚合物包括多糖、多肽和糖蛋白。这包括天然或合成来源的细胞外基质(ECM)分子。在一些实施方案中，生物相容性聚合物包括藻酸盐。可以调节生物相容性聚合物的粘度以维持细胞的悬浮，同时还优选足够流体以用于分散，例如通过经针或喷嘴注射。在特定实施方案中，所述细胞在组合物中维持密度方差小于5％、10％、15％或20％至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30天。还公开了用于产生生物墨(bioink)组合物的试剂盒。在一些情况下，所述试剂盒包含组合物，所述组合物包含含有每个聚集体平均约1,000至约100,000个细胞的细胞聚集体。所述试剂盒还可以包含生物相容性聚合物。所述生物相容性聚合物可以与细胞聚集体在相同或不同的容器中。所述试剂盒还可以包含交联剂。此试剂也可以与细胞聚集体在相同或不同的容器中，只要生物相容性聚合物和交联剂在不同的容器中即可。还公开了包含本文所述的细胞材料组合物的封闭系统装置。所述封闭系统装置可以被配置以作为离散单元在表面上分配组合物。例如，在一些实施方案中，每个离散单元可以包含受控量的细胞。封闭系统装置的实例是盒(catridge)，例如在三维(3D)打印机装置中使用的盒。在附图和下面的描述中阐述了本专利技术的一个或多个实施方案的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，本专利技术的其它特征、目的和优点将是显而易见的。附图说明图1A显示在铺板后粘附2小时的间充质干细胞(MSC)的图像。图1B是两个批次的MSC在铺板和扩增2代后的生长曲线。图2是柱状图，其显示在解冻和扩增冷冻保存的MSC后，三批MS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在冷冻保存剂中包含冷冻细胞的组合物，其中所述细胞形成为聚集体，所述聚集体含有每个聚集体平均至少1,000个细胞，并且其中所述细胞聚集体在‑60℃下储存至少6个月后具有至少70％的细胞活力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 US 61/992,1841.一种在冷冻保存剂中包含冷冻细胞的组合物，其中所述细胞形成为聚集体，所述聚集体含有每个聚集体平均至少1,000个细胞，并且其中所述细胞聚集体在-60℃下储存至少6个月后具有至少70％的细胞活力。2.根据权利要求1所述的组合物，其中至少70％的所述聚集体在-60℃下储存至少6个月后保留融合的能力。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述聚集体在所述组合物中具有小于20％的平均直径方差。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述冷冻保存剂包括二甲亚砜(DMSO)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述细胞包括间充质干细胞。6.一种在生物保存剂中包含细胞的组合物，其中所述细胞形成为聚集体，所述聚集体含有每个聚集体平均至少1,000个细胞，并且其中所述细胞聚集体具有至少70％的细胞活力，并且在4℃下储存至少7天后保留融合的能力。7.根据权利要求6所述的组合物，其中至少70％的所述聚集体在4℃下储存至少7天后保留融合的能力。8.根据权利要求6或7所述的组合物，其中所述聚集体在所述组合物中具有小于20％的平均直径方差。9.根据权利要求6至8中任一项所述的组合物，其中所述生物保存剂包括Hypo10.根据权利要求6至9中任一项所述的组合物，其中所述细胞包括间充质干细胞。11.一种包含悬浮在粘性基质中的细胞的组合物，其中所述细胞的平均细胞密度为至少一百万个细胞/毫升，其中所述粘性基质具有有效维持细胞密度方差小于10％至少48小时的粘度，其中所述细胞在4℃下储存至少7天后具有至少70％的细胞活力。12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述细胞形成为聚集体，所述聚集体含有每个聚集体平均至少1,000个细胞，其中所述聚集体在4℃下储存至少7天后保留融合的能力。13.根据权利要求12所述的组合物，其中所述聚集...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·艾伦·罗利，利耶·腾·洛克，
申请(专利权)人：鲁斯特生物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US