用于产生胃肠道组织的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于再生胃肠道组织(例如食管组织)的方法和合成支架。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生胃肠道组织的系统和方法相关申请的引用本申请要求2015年11月12日递交的、申请号为62/254,700的美国临时专利申请的优先权及2016年1月8日递交的、申请号为62/276,715的美国临时专利申请的优先权，上述在先申请的全部公开内容均特此并入本申请中作参考。
本专利技术涉及用于替换或修复受损组织的工程化组织。
技术介绍
用于替换或修复受损组织的工程化生物组织通常是通过在合成支架上接种细胞并将细胞暴露在允许它们在支架上合成和分泌细胞外基质成分的条件下所产生的。不同的技术已被用于产生合成支架，包括纳米纤维组装、铸造、打印、物理喷射(例如，使用泵和注射器)、静电纺丝、静电雾化技术和其他技术用于沉积一种或多种天然或合成聚合物或纤维以形成一个具有合适形状和尺寸的支架，以用于可移植到受试对象(例如，人类受试对象，例如，需要工程化组织的器官或区域)中。据估计，每年全世界有超过50万人被诊断为食管恶性肿瘤。先天性食管畸形(Congenitalmalformationsoftheesophagus)，如食管闭锁(esophagealatresia)的平均患病率(prevalence)为2.44/每10000个新生儿。食管损伤后的慢性食管狭窄(Chronicesophagealstricture)也是很常见的。虽然已经在最小化早期恶性疾病的食管切除范围，如内镜下黏膜切除术(endoscopicmucosalresection)，但许多食管疾病的主要治疗方法还是外科食管切除术。传统上，采集自体导管(例如胃、小肠、结肠)并将其绕道放入胸腔中(reroutedintothechest)以恢复胃肠道的连续性。许多患食管闭锁的儿童或者食管受创伤或腐蚀性损伤的患者都最终经受类似的重建。但这些治疗方法具有高发病率和死亡率。由于食管结构复杂，通常使用自体导管(autologousconduits)。食管的层(layersoftheesophagus)是由复层鳞状上皮(stratifiedsquamousepithelium)、粘膜下层(submucosa)和外环肌层(outercircularmusclelayer)和纵肌层(longitudinalmusclelayer)组成，食管的这些多层结构为遏制口腔的摄入和从胃肠道外逸出的污染提供了一个屏障。而且，在食团(bolus)通过时，或者在吞咽或呕吐期间，该结合层提供了推进的生理机制，及应力管理。有必要提供能够帮助(support)组织再生的结构及制造该结构的方法。
技术实现思路
本专利技术公开了涉及能够产生胃肠道组织(例如，食管、胃、肠、结肠或其他中空胃肠道组织)的合成支架极其相关系统的实现方式。在一些实施方式中，支架为受试对象中胃肠道(例如食管)组织的生长和再生提供了指导。在一些实施方式中，所述再生的胃肠道组织包括肌肉组织、神经系统组织、或者肌肉组织和神经系统组织。在一些实施方式中，胃肠道(例如食管)组织在支架周围再生。在一些实施方式中，所述支架并没有融合到最终的再生组织中(例如，新的食管组织并没有将支架融合到再生的食管壁中)。因此，本公开的方面涉及引导的组织再生，其中支架提供了可促进宿主组织再生的支撑和/或信号，且无需将支架融合到再生的组织中(例如，在最终的再生组织中无需支架提供结构或功能上的支持)。在一些实施方式中，胃肠道(如食管)支架包括可生物降解和/或可再吸收的材料，所述材料在胃肠道(如食管)组织再生开始后(例如，在功能性食管组织再生后)被再吸收。在一些实施方式中，胃肠道(例如食管)支架包括一个或多个结构，所述结构可在胃肠道(例如食管)组织再生开始后(例如，在功能性食管组织再生之后)用于协助移除该支架。在一些实施方式中，在支架植入之前，用一种或多种类型的细胞将支架进行细胞化。在一些实施方式中，所述细胞为自体细胞。在一些实施方式中，所述细胞为祖细胞或干细胞。在一些实施方式中，所述细胞是从骨髓、脂肪组织、食管组织或其他合适的组织所获得。在一些实施方式中，所述细胞可以从各种同种异体来源所获得，包括但不限于诸如羊水、脐带血等的来源。在一些实施方式中，所述细胞为间充质干细胞(MSCs)。在一些实施方式中，将支架植入到可提供足够的用于受试对象中组织再生的干细胞龛的部位(例如可提供干细胞龛的食管部位或其他胃肠道部位)。在一些实施例中，不希望受到理论的约束，所述支架和/或所述支架上提供的细胞，有助于促进来自支架植入部位处存在的宿主干细胞的胃肠道组织的生长和/或再生。在一些方面，本公开涉及以下发现：通过合成支架的存在可以促进或增强食管组织生长，其中，所述合成支架可被改造成替换或修复病变或受损组织或器官的自然结构模式和/或功能特性，而无需该支架完全融合到最终的再生组织中。因此，在一些方面中，本公开提供了一种促进或增强胃肠道组织(例如食管)生长的方法，该方法包括：递送一合成支架到受试对象的胃肠道区域(例如食管)，其中，递送合成支架导致在受试对象的该区域生长出新的胃肠道(如食管)组织。在一些实施方式中，在植入该支架之前，移除(例如，手术地移除)病变或受损的胃肠道组织。在一些实施方式中，该支架为一个植入的近似管状的结构(例如，缝合到移除病变或受损组织后的剩余胃肠道组织的末端)。在一些实施方式中，所植入的支架比所移除的组织短(例如短5-50％)。在一些实施方式中，当组织附着(例如缝合)在支架的两端时，临近植入部位的剩余胃肠道组织被拉伸。在一些实施方式中，新的胃肠道(如食管)组织在植入的支架上再生，而不完全与支架融合。在一些实施方式中，尽管支架可以保留在再生组织的内腔(lumen)内，但再生组织的壁并不包括支架的壁。在一些实施方式中，可以在组织再生过程中的合适点将支架从再生组织形成的内腔中移除。在一些实施方式中，新的胃肠道(如食管)组织的生长导致了功能性组织(例如，功能性食管)的形成，这就不需要该功能支架继续存在。在一些实施方式中，所述合成支架在生理条件下是可吸收或溶解的。在一些实施方式中，在功能性食管形成后，将所述合成支架从受试对象的胃肠道区域(例如食管)移除。在一些实施方式中，本文所描述的方法和组成也可用于气管和/或支气管组织的再生。这些方面和其他方面将在本文中进行更详细的描述。附图说明结合附图阅读以下详细描述可以最好地理解本公开。需要强调的是，根据惯例，图中的各种特征不是按比例绘制的。相反，为清楚起见，各种特征的尺寸可被任意扩大或缩小。图1A是本文所公开的合成支架的一种实施方式的透视图，其中部分呈现局部横截面；图1B是本文所公开的合成支架的一种实施方式的管表面的显微照片；图1C是本文所公开的合成支架的第二种实施方式的侧面透视图；图2是食管的生物膜层的非限制性描述；图3示出了与相应的天然组织比较的再生食管组织的一个非限制性实例；图4A是本文所公开的合成支架的一种实施方式的外表面区域的SEM显微照片，在放大倍数为5000X下经过7天生物反应后显示出细胞生长；图4B是本文所公开的合成支架的一种实施方式的外表面区域的显微照片，经过7天生物反应后显示出细胞生长；图5是本文所公开的再生方法的一种实施方式的流程图；图6是本文所公开的方法的一种实施方式的整体研究流程，所述方法包括细胞化的支架的产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成支架，包括：主体部，所述主体部具有第一端和与所述第一端相对的第二端，所述主体部的至少一部分被配置为管状构件，所述主体部包括一个外表面，所述外表面具有至少一个由纺丝聚合物纤维组成的区域，所述纺丝聚合物纤维的平均纤维直径在15nm至10微米之间，所述纺丝聚合物纤维的至少一部分相互连接形成平均直径小于50微米的孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.12 US 62/254,700;2016.01.08 US 62/276,7151.一种合成支架，包括：主体部，所述主体部具有第一端和与所述第一端相对的第二端，所述主体部的至少一部分被配置为管状构件，所述主体部包括一个外表面，所述外表面具有至少一个由纺丝聚合物纤维组成的区域，所述纺丝聚合物纤维的平均纤维直径在15nm至10微米之间，所述纺丝聚合物纤维的至少一部分相互连接形成平均直径小于50微米的孔。2.如权利要求1所述的合成支架，其特征在于，所述纺丝聚合物纤维为静电纺丝，它们相互连接，并形成所述主体部的一外层，所述主体部还包括至少一个内层，所述内层由聚合物网状物、聚合物编织支撑材料、固体聚合物部件、静电纺丝层中的至少一种构成，所述外层覆盖接触所述内层。3.如权利要求2所述的合成支架，其特征在于，所述纺丝聚合物纤维为静电纺丝，它们相互连接，并形成所述主体部的一外层，所述主体部还包括至少一个内层，所述内层由聚合物网状物、聚合物编织支撑材料、固体聚合物部件、静电纺丝层中的至少一种构成，所述外层覆盖接触所述内层。4.如权利要求1、2或3所述的合成支架，其特征在于，所述静电纺丝材料的平均纤维直径为3-10微米，所述静电纺丝材料由下述聚合物材料中的至少一种组成：聚偏氟乙烯、间规聚苯乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚(丙烯腈)、聚丙烯腈和丙烯酸的共聚物、聚丙烯腈和甲基丙烯酸酯的共聚物、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚(氯乙烯)共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯。5.如权利要求1、2或3所述的合成支架，其特征在于，至少一个层为聚合物材料，所述聚合物材料含有聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、或聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚氨酯的共混物。6.如权利要求1、2或3所述的合成支架，其特征在于，所述聚合物编织支撑材料由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯和镍钛诺中的至少一种组成。7.如权利要求1、2或3所述的合成支架，其特征在于，所述合成支架还包括至少一个鞘层，所述鞘层由细胞材料组成，所述细胞材料由存在于一限定层中的间充质细胞和干细胞组成，所述限定层在1-100个细胞厚度之间。8.如权利要求1所述的合成支架，其特征在于，所述合成支架还包括至少一个鞘层，所述鞘层由细胞材料组成，所述细胞材料由存在于一限定层中的间充质细胞和干细胞组成，所述限定层在1-100个细胞厚度之间。9.如权利要求8所述的合成支架，其特征在于，所述细胞材料的鞘层覆盖所述外表面中的静电纺丝纤维，以使所述细胞材料设置在所述外表面上，且所述细胞材料所述细胞材料跨越所述孔。10.如权利要求1所述的合成支架，其特征在于，所述合成支架还包括至少一个孔洞、锯齿、凸起或其组合，所述孔洞、锯齿、凸起或其组合靠近所述第一端或第二端中的至少一个端，在所述受试对象上植入部位的支架周围发生组织再生后，所述孔洞、锯齿、凸起或其组合适合协助从受...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨韦里奥·香格里拉弗朗西丝卡，谢里夫·苏莱曼，马修·马什，
申请(专利权)人：博奥司时代有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US