从电纺脱细胞的细胞外基质制造的支架制造技术

一种包含器官的电纺脱细胞ECM的支架，其中脱细胞ECM具有与器官的天然ECM类似的蛋白组成。还公开了产生所述支架的方法以及所述支架的用途。

Scaffolds made from electrospun acellular extracellular matrix

A scaffold of electrospun acellular ECM containing organs, in which acellular ECM has a protein composition similar to the natural ECM of organs. The method for generating the stent and the use of the stent are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从电纺脱细胞的细胞外基质制造的支架专利
和背景本专利技术，在其一些实施方案中，涉及电纺脱细胞的细胞外基质在制造支架中的用途。受伤的器官或组织可经由全器官移植替换。然而，主要的障碍限制了为此目的使用的外科手术，包括供体的缺乏和需要使用免疫抑制药物以防止移植器官排斥。通过植入聚合物支架、功能细胞或它们在细胞接种的支架中的组合，组织工程已作为一种改善或恢复受损组织或器官的功能或形状的有希望的方法而出现。组织工程支架的成功取决于制造设计、选择的材料，且取决于对支架的理想特性的准确理解。在过去的二十年里，为了各种器官中的组织再生，使用天然材料或者合成材料设计和研究了各种支架。然而，组织工程正成为生物学和生物医学研究的重要研究工具，为3D培养提供各种可能性，并且从而桥接在2D培养和动物模型之间的间隙。目前为组织工程开发的许多支架是由合成材料(例如PLGA、PMMA和PCL)制成的，其主要优点是它们可以根据其特定应用进行定制。它们可被容易地设计，以匹配特定的特性，如降解性、密度和机械强度。然而，它们的主要缺点是有限的生物相容性和没有任何生物活性。另一种用于组织工程的方法是使用天然聚合物例如藻酸盐、胶原和壳聚糖。这些材料是生物学活性的且通常促进良好的细胞粘附和生长。它们也是可生物降解的并允许宿主细胞最终用宿主细胞自己的细胞外基质来替代它们。然而，来自生物材料的支架难以控制或细微调整所需要的性质。它们缺乏重现性，通常具有差的机械性质，这限制了它们的使用。在最近几年，提议使用完全脱细胞的细胞外基质(ECM)作为组织工程的最终生物材料，因为它是天然细胞环境的最接近的模拟物，它是生物活性的、可生物降解的和生物相容的。完全脱细胞ECM被“原样”使用，或被溶解并再制备为凝胶。然而，虽然这种自上而下(top-down)的方法提供了更精确的生物环境，它仍然受到天然材料的缺点的困扰。鉴于这些缺点，新开发的技术被用来生产具有更好控制的性质的支架。一种这样的技术是电纺，其提供一种自下而上(bottom-up)的方法，其中纤维以有组织的均匀方式被纺成一层(matte)。但是，生物聚合物的电纺不是容易的，因为它们倾向于呈现出适当的粘度，但是缺乏电纺所必需的粘弹性。因此，这些天然的生物聚合物溶液通常需要与合成聚合物合并，以增强粘弹性，用于电纺。美国专利申请号20120156250讲述了可溶性脱细胞ECM。国际专利申请WO2006/138718讲述了用于产生支架的电纺ECM。ECM不源自脱细胞组织。另外的
技术介绍
包括Gibson等,BioMedResearchInternational,2014,ArticleID469120和FrancisMP等,2012.JBiomedMaterResPartA2012:100A:1716-1724。专利技术简述根据本专利技术的一些实施方案的方面，提供一种产生支架的方法，其包括：(a)在有机溶剂中匀化脱细胞的细胞外基质(ECM)，以生成脱细胞ECM的匀浆；(b)将匀浆电纺到固体表面上，从而产生支架。根据本专利技术的一些实施方案的方面，提供一种产生支架的方法，其包括：(a)在有机溶剂中溶解脱细胞的细胞外基质(ECM)，以生成脱细胞ECM的溶液，其中脱细胞ECM源自选自心脏和胰腺的器官；和(b)将溶液电纺到固体表面上，从而产生支架。根据本专利技术的一些实施方案的方面，提供依据本文描述的方法产生的支架。根据本专利技术的一些实施方案的方面，提供一种包含器官的电纺脱细胞ECM的支架，其中脱细胞ECM具有与器官的天然ECM类似的蛋白组成。根据本专利技术的一些实施方案的方面，提供一种包含电纺脱细胞ECM的支架，其中脱细胞ECM源自选自心脏和胰腺的器官。根据本专利技术的一些实施方案的方面，提供一种包含本文描述的支架和接种在支架上的细胞的组合物。根据本专利技术的一些实施方案的方面，提供一种治疗有需要的受试者的医学病症的方法，所述病症可以从细胞移植获益，该方法包括将本文描述的支架移植到受试者中，从而治疗医学病症。根据本专利技术的一些实施方案，所述方法还包括在步骤(a)之前，在生成脱细胞ECM之前使受试者的组织脱细胞化。根据本专利技术的一些实施方案，该方法还包括在步骤(a)之后和在步骤(b)之前，使脱细胞ECM的溶液与聚合物接触，以增加溶液的粘弹性。根据本专利技术的一些实施方案，溶解通过均化进行，以生成脱细胞ECM的匀浆。根据本专利技术的一些实施方案，该方法还包括在电纺之前过滤脱细胞ECM的匀浆。根据本专利技术的一些实施方案，有机溶剂选自丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺、氯仿、甲乙酮、乙酸、甲酸、乙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇(HFIP)、四氟乙醇、二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)、三氟乙酸(TFA)、樟脑磺酸、二甲基乙酰胺、异丙醇(IPA)及其混合物。根据本专利技术的一些实施方案，有机溶剂是HFIP。根据本专利技术的一些实施方案，聚合物是生物相容性聚合物。根据本专利技术的一些实施方案，聚合物是亲水性聚合物。根据本专利技术的一些实施方案，聚合物是合成聚合物。根据本专利技术的一些实施方案，合成聚合物选自聚(D,L-丙交酯)(PLA)、聚(氨酯)、聚(硅氧烷)、聚(硅酮)、聚(乙烯)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚(丙烯酸)、聚(乙烯乙酸酯)、聚丙烯酰胺、聚(乙烯-乙烯乙酸酯共聚物)、聚(乙二醇)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙醇酸(PGA)、聚(丙交酯-乙交酯共聚物)(PLGA)、尼龙、聚酰胺、聚酐、聚(乙烯-乙烯醇共聚物)(EVOH)、聚己内酯、聚(乙烯乙酸酯)、聚乙烯基氢氧化物、聚(环氧乙烷)(PEO)、聚原酸酯及其混合物。根据本专利技术的一些实施方案，合成聚合物是PEO。根据本专利技术的一些实施方案，PEO在溶液中的量是在0.05-1%质量之间。根据本专利技术的一些实施方案，脱细胞ECM源自选自心脏和胰腺的器官。根据本专利技术的一些实施方案，脱细胞ECM是源自猪组织。根据本专利技术的一些实施方案，该方法还包括在电纺后除去聚合物。根据本专利技术的一些实施方案，脱细胞ECM具有与器官的天然ECM类似的蛋白组成。根据本专利技术的一些实施方案，器官是心脏或胰腺。根据本专利技术的一些实施方案，器官是人器官或猪器官。根据本专利技术的一些实施方案，脱细胞ECM包含I型胶原和III型胶原。根据本专利技术的一些实施方案，脱细胞ECM缺乏VI型胶原。根据本专利技术的一些实施方案，支架的纤维的直径是在100-2000nm之间。根据本专利技术的一些实施方案，支架的纤维的直径是在300-1500nm之间。根据本专利技术的一些实施方案，支架当水合时，具有与器官的天然ECM类似的组构的纤维。根据本专利技术的一些实施方案，支架缺乏合成聚合物。根据本专利技术的一些实施方案，支架已被预先接种细胞。根据本专利技术的一些实施方案，所述医学病症是心脏病。根据本专利技术的一些实施方案，所述医学病症是糖尿病。根据本专利技术的一些实施方案，支架用于治疗可以从细胞移植中获益的医学病症。除非另外定义，用于本文的所有的技术和/或科学术语具有本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同意义。虽然与本文所述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料可用于实施或测试本专利技术的实施方案，但示例性方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生支架的方法，其包括：(a) 在有机溶剂中匀化脱细胞的细胞外基质(ECM)，以生成脱细胞ECM的匀浆；(b) 将所述匀浆电纺到固体表面上，从而产生支架。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.12 IL 2450591.一种产生支架的方法，其包括：(a)在有机溶剂中匀化脱细胞的细胞外基质(ECM)，以生成脱细胞ECM的匀浆；(b)将所述匀浆电纺到固体表面上，从而产生支架。2.一种产生支架的方法，其包括：(a)在有机溶剂中溶解脱细胞的细胞外基质(ECM)，以生成脱细胞ECM的溶液，其中所述脱细胞ECM源自选自心脏和胰腺的器官；和(b)将所述溶液电纺到固体表面上，从而产生支架。3.权利要求1或2的方法，其还包括在步骤(a)之前，在生成所述脱细胞ECM之前使受试者的组织脱细胞化。4.权利要求1或2的方法，其还包括在步骤(a)之后和在步骤(b)之前，使所述脱细胞ECM的溶液与聚合物接触，以增加所述溶液的粘弹性。5.权利要求2的方法，其中所述溶解通过均化进行，以生成脱细胞ECM的匀浆。6.权利要求1或5的方法，其还包括在所述电纺之前过滤所述脱细胞ECM的匀浆。7.权利要求1-6的任一项的方法，其中所述有机溶剂选自丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺、氯仿、甲乙酮、乙酸、甲酸、乙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇(HFIP)、四氟乙醇、二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)、三氟乙酸(TFA)、樟脑磺酸、二甲基乙酰胺、异丙醇(IPA)及其混合物。8.权利要求1-7的任一项的方法，其中所述有机溶剂是HFIP。9.权利要求4-8的任一项的方法，其中所述聚合物是生物相容性聚合物。10.权利要求4-9的任一项的方法，其中所述聚合物是亲水性聚合物。11.权利要求4-10的任一项的方法，其中所述聚合物是合成聚合物。12.权利要求11的方法，其中所述合成聚合物选自聚(D,L-丙交酯)(PLA)、聚(氨酯)、聚(硅氧烷)、聚(硅酮)、聚(乙烯)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚(丙烯酸)、聚(乙烯乙酸酯)、聚丙烯酰胺、聚(乙烯-乙烯乙酸酯共聚物)、聚(乙二醇)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙醇酸(PGA)、聚(丙交酯-乙交酯共聚物)(PLGA)、尼龙、聚酰胺、聚酐、聚(乙烯-乙烯醇共聚物)(EVOH)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：M玛施鲁福，E祖斯曼，L巴鲁施，
申请(专利权)人：技术研究及发展基金有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL