用于细胞的纺织品生长基质制造技术

一种工程纺织品结构，其包括形成纺织品细胞生长基质的具有第一平均孔径的第一纺织品，其中所述第一纺织品是编织或针织结构，所述纺织品细胞生长基质被配置成具有足以促进细胞扩增的表面积，并且预选第一平均孔径以预防在细胞扩增期间填充孔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于细胞的纺织品生长基质相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月21日提交的美国专利申请No.62/770,509的权益和优先权，其通过整体引用并入本文。
本专利技术涉及基于纺织品的细胞生长基质结构，其用于基于细胞的生物加工应用。更具体地，本申请涉及具有均匀孔径的编织和针织细胞生长基质。
技术介绍
在生物反应器中用作细胞支撑物的常规结构基于非织造片材。非织造片材提供一种一刀切的方式(one-size-fits-allapproach)来为不同类型的细胞提供支撑，这些细胞受到这种方式带来的许多限制。由于孔结构的不均匀性，非织造支撑物的无序结构可以导致细胞应答和生长的变化，造成非最佳的细胞生长。另外，典型的非织造纺织品基结构在细胞扩增、处理或细胞收集过程中倾向于破碎/脱落。在将细胞引入患者体内进行基于细胞的治疗应用或分离以提高收获的病毒、抗体或其他生物制品的纯度之前，需要去除这些碎片。例如，传统的圆盘结构是由大的聚丙烯(PP)长丝支撑的非织造聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)网。由于其非织造结构，圆盘容易破碎。折叠的非圆盘的聚酯非织造物是另一种典型的配置，但具有与非织造圆盘相同的限制。随着细胞在基底上增殖，非织造结构的孔也通常被填充。现有技术描述的结构的密度已经严重限制了通过它的营养流，因为大部分流动发生在结构周围，而不是穿透和流过结构。增殖的细胞只是继续降低孔隙率，这进一步限制了细胞增殖。另外，由于不规则的孔结构和/或它们的平面性质导致细胞增殖时填充更小的孔，因此培养基的获取可以变得与传统的非织造纺织品支撑物不一致。细胞扩增过程中孔的闭合改变了细胞培养基的流动动力学，并限制了营养物进入支撑物内部的增殖细胞。细胞处理中的这种限制导致对细胞生长/扩增的营养物的非最佳获取，或者对控制细胞分化、表型和活性的可溶性因子的不一致获取。
技术实现思路
在一个实施方案中，工程纺织品结构包括形成纺织品细胞生长基质的具有第一平均孔径的第一纺织品。第一纺织品是编织或针织结构，该纺织品细胞生长基质被配置成具有足以促进细胞扩增的表面积，并且预选第一平均孔径以预防在细胞扩增期间填充孔。在另一个实施方案中，细胞培养系统包括容器，该容器包括与至少一种可培养细胞类型和细胞培养基组合的本文所述的工程纺织品结构。从以下结合附图的更详细的描述中，本专利技术的特征和优点将变得显而易见，附图以示例的方式示出了本专利技术的原理。附图说明图1示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图2示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图3示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图4示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图5示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图6示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图7示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图8示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图9示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图10示出了根据一个实施方案的纺织品结构。图11示出了根据一个实施方案的细胞培养系统。图12示出了根据一个实施方案的一次性生物反应器系统中的纺织品结构。图13示出了根据一个实施方案的一次性生物反应器系统中的纺织品结构。图14示出了根据一个实施方案从一次性生物反应器中回收细胞。图15示出了根据一个实施方案的堆叠纺织品结构。图16示出了根据一个实施方案的人心脏成纤维细胞在纺织细胞生长基质上的培养。图17是细胞增殖期间葡萄糖和乳酸盐浓度随时间变化的图。在任何可能的情况下，将在所有附图中使用相同的附图标记表示相同的部件。具体实施方式为了解决本领域中的这些缺点，提供了为细胞提供生长基质的编织、针织或编结(braided)的工程纺织品，其具有可调的孔隙率，以在生物加工中用作高表面积基底以在细胞扩增、微生物培养或病毒生产过程中增加产量。与当前的商业产品相比，所述工程纺织品结合了针对特定细胞类型调整的结构或涂层特性，导致改善的细胞结果。这可以包括物理化学性质的改性，例如基质或涂层硬度和纺织品生长基质或细胞类型特定涂层的表面化学，以增强附着、增殖和功能。轮廓引导是生长的组织细胞在组织扩张时遵循表面轮廓特征的自然倾向。在生物反应器细胞生长期间，作为生长过程的一部分，组织扩张以在细胞生长基质上定植。在可以作为支架或模板的纺织品结构(例如细胞生长基质)中的定植是纺织品结合至组织机制的一种形式。可以基于细胞类型定制基质结构的选择，以优化细胞生长和定植。生长基质结合了编织、针织和编结纺织品结构，以产生较有序的结构，该结构可以被工程化为当在填充床生物反应器中培养大量细胞时更好地产生结果。特定的应用产生于细胞对特定结构的应答，该结构可以用这些纺织技术产生，而不能用常规非织造纤维技术的无序结构产生。细胞生长基质可以由各种编织、针织或编结结构形成，包括但不限于双针杆针织、平纹组织、斜纹组织、罗纹组织(例如经罗纹或纬罗纹)、缎纹组织、模纱组织和/或人字形组织。在一些实施方案中，细胞生长基质由平纹组织、纱罗组织或针织结构形成。在一个实施方案中，细胞生长基质由纱罗组织形成。在一个实施方案中，细胞生长基质由双针杆(DNB)针织结构形成。在一个实施方案中，细胞生长基质由多种上述结构形成。在一个实施方案中，编织、编结或针织结构可以包括具有不同纤维横截面的长丝、纤维或纱线。在一些实施方案中，横截面可以包括圆形、椭圆形、多叶形(例如三叶形、四叶形)、三角形、利马豆形、小叶形、扁平形和/或狗骨形横截面。在一些实施方案中，横截面可以进一步为锯齿状。在一些实施方案中，纤维和/或纱线可以是连续的长丝和/或复丝纤维或纱线。在一些实施方案中，纺织品生长基质可以使用单丝纱线形成。在一些实施方案中，纺织品生长基质可以使用复丝纱线形成。在一些实施方案中，纺织品生长基质可以使用多种构型的合股纱线形成。在一些实施方案中，细胞生长基质可包括具有分形纤维设计(如通过引用并入本文的美国公开号2011/0076771中所述)、皮芯型或海岛型横截面的纤维。细胞生长基质可以是单层或多层纺织品。相对于非织造生长基质，编织、针织和编结结构更好地组织了单根纱线或长丝。这种工程纺织品结构的松线较少。多层编织纺织品结构额外地在结构中提供“口袋”，其中细胞可以在搅拌或灌注生物反应器中部分地免受高溶液剪切效应的影响。多层或堆叠结构也提供优于现有技术的优点，因为它们支持与常规使用的平面二维(2-D)结构相对的三维(3-D)中的细胞生长。可以在材料选择和构造过程期间控制纺织品结构的孔隙率。可调的孔隙率改善了细胞的营养获取，并因此改善了生物反应器培养中的增殖率和细胞健康。可以基于在生物反应器中生长的细胞类型来选择生长基质的孔隙率。在一些实施方案中，在暴露于营养物之前，纺织品结构可以预接种至少一种可培养细胞类型。多孔编织纺织品结构通过改变纬纱和经纱间距来调整细胞对营养的获取。正如细胞所经历的，编织纺织品中的局本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程纺织品结构，其包括：/n具有第一平均孔径的第一纺织品，所述第一纺织品形成纺织品细胞生长基质；/n其中所述第一纺织品是编织或针织结构；/n其中所述纺织品细胞生长基质被配置为具有足以促进细胞扩增的表面积；并且/n其中预选第一平均孔径以预防在细胞扩增期间填充孔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181121 US 62/770,5091.一种工程纺织品结构，其包括：
具有第一平均孔径的第一纺织品，所述第一纺织品形成纺织品细胞生长基质；
其中所述第一纺织品是编织或针织结构；
其中所述纺织品细胞生长基质被配置为具有足以促进细胞扩增的表面积；并且
其中预选第一平均孔径以预防在细胞扩增期间填充孔。


2.权利要求1所述的纺织品细胞生长基质系统：
其中第一纺织品的纤维涂覆有连续或不连续的可吸收材料。


3.权利要求2所述的工程纺织品结构系统：
其中所述可吸收材料包括聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚癸二酸甘油酯(PGS)、赖氨酸-聚癸二酸甘油酯(KPGS)、癸二酸甘油酯聚氨酯(PGSU)、掺有氨基酸的PGS或丙烯酸化聚癸二酸甘油酯(PGSA)中的至少一种。


4.权利要求2所述的工程纺织品结构系统：
其中所述第一纺织品层包含可吸收纤维。


5.权利要求4所述的工程纺织品结构系统：
其中所述可吸收纤维包括聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚癸二酸甘油酯(PGS)、赖氨酸-聚癸二酸甘油酯(KPGS)、丙烯酸化聚癸二酸甘油酯(PGSA)、聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)、聚二氧环己酮(PDO)、胶原蛋白、纤维蛋白、藻酸盐或蚕丝中的至少一种。


6.权利要求1所述的工程纺织品结构：
其中所述第一纺织品由可吸收纤维组成。


7.权利要求1所述的工程纺织品结构系统：
其中所述纺织品细胞生长基质的孔隙率为百分之5至百分之75。


8.权利要求7所述的工程纺织品结构系统：
其中所述纺织品细胞生长基质的孔隙率为百分之40至百分之75。


9.权利要求7所述的工程纺织品结构系统：
其中所述纺织品细胞生长基质的孔隙率为百分之5至百分之40。


10.权利要求1所述的工程纺织品结构系统：
其中所述工程纺织品结构预接种有至少一种可培养细胞类型。


11.权利要求1所述的工程纺织品结构系统：
其中所述纺织品细胞生长基质的表面积为0.01m2/g至10.0m2/g。


12.权利要求11所述的工程纺织品结构系统：

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·吉恩，彼得·D·加布里埃尔，杰里米·J·哈里斯，阿曼达·K·韦伯，
申请(专利权)人：赛康特集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US