【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植物衍生的气凝胶、水凝胶和泡沫及其方法和用途
[0001]本专利技术一般地涉及气凝胶、水凝胶和泡沫。更具体地，本专利技术涉及衍生自和/或包含脱细胞的植物或真菌组织或其结构细胞的气凝胶、水凝胶和泡沫。
技术介绍
[0002]支架材料在许多不同的领域受到高度追捧，尤其是那些提供同质和/或可复制的三维结构的支架材料。在药物、医疗设备、治疗和食品领域，生物相容性和/或可食用的支架材料特别受追捧，并且那些能够支持细胞生长的材料是非常需要的。
[0003]已经开发了各种支架材料，其中许多是基于合成聚合物或其他此类材料。其中一些已知是生物相容性和/或生物惰性的，但额外的支架材料对于各种应用仍然具有重要意义。
[0004]已经开发了包含脱细胞的植物或真菌组织的支架生物材料，并在标题为“Decellularised Cell Wall Structures From Plants and Fungus and Use Thereof as Scaffold Materials”的PCT专利公开WO2017/136950中进行了...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气凝胶或泡沫，包括：衍生自植物或真菌组织的单结构细胞、结构细胞组或两者，所述单结构细胞或结构细胞组具有缺乏植物或真菌组织的细胞材料和核酸的脱细胞的三维结构；所述单结构细胞、结构细胞组或两者分布在载体内，所述载体衍生自脱水、低压冻干或冷冻干燥的水凝胶。2.根据权利要求1所述的气凝胶或泡沫，其已被再水化。3.根据权利要求1或2所述的气凝胶或泡沫，其中，衍生出所述单结构细胞或结构细胞组的所述植物或真菌组织包括脱细胞的植物或真菌组织。4.根据权利要求3所述的气凝胶或泡沫，其中，使用SDS和任选的CaCl2脱细胞所述植物或真菌组织。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的气凝胶或泡沫，其中，所述单结构细胞、结构细胞组或两者通过浸碱从所述植物或真菌组织中衍生。6.根据权利要求5所述的气凝胶或泡沫，其中，所述浸碱包括使用氢氧化钠和过氧化氢加热处理所述植物或真菌组织。7.根据权利要求5所述的气凝胶或泡沫，其中，所述浸碱包括使用碳酸氢钠和过氧化氢加热处理所述植物或真菌组织。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的气凝胶或泡沫，其具有所述单结构细胞的粒度分布，所述单结构细胞的平均费雷特直径在约1μm至约1000μm，如约100至约500μm，例如约100至约300μm的范围内。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的气凝胶或泡沫，其中，所述水凝胶包括海藻酸盐、果胶、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、琼脂、普朗尼克酸、聚(环氧乙烷)(PEO)和聚(环氧丙烷)(PPO)的三嵌段PEO
–
PPO
–
PEO共聚物、溶解的或再生的植物纤维素、溶解的纤维素基水凝胶、透明质酸、植物蛋白(例如豌豆蛋白)、食品级着色剂(例如甜菜根)、细胞外基质蛋白(例如，胶原、明胶或纤连蛋白，或其任何组合)、单丙烯酸酯化聚(乙二醇)、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)
‑
共聚
‑
PEGMA、聚(乙烯醇)、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乳酸
‑
共聚
‑
乙醇酸)、壳聚糖、甲壳素、黄原胶、弹性蛋白、纤维蛋白、纤维蛋白原、纤维素衍生物、角叉菜胶或微晶纤维素、或其任何组合；其中，所述水凝胶是任选交联的。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的气凝胶或泡沫，包括通过以下产生的模板化或对准的微通道：定向冷冻；非定向冷冻；使用具有微观尺度和/或宏观尺度特征(如通道)的模具成型；在至少一个表面内和/或表面上穿孔、按压、冲压或以其他方式形成几何图案、凹陷、孔、通道、凹槽、脊、井或其他结构特征(例如使用针)；或其任何组合。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的气凝胶或泡沫，其中，所述植物组织包括苹果组织、梨组织或棕榈心组织。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的气凝胶或泡沫，当所述气凝胶或泡沫处于水合形式时，所述气凝胶或泡沫包括约5％至约95％m/m，如约10
‑
50％m/m(或更多)的单结构细胞、结构细胞组或两者。13.根据权利要求1
‑
12中任一项所述的气凝胶或泡沫，其中，所述水凝胶包括海藻酸盐、果胶或两者，并且所述气凝胶或泡沫用CaCl2溶液再水化以提供交联。
14.根据权利要求1
‑
13中任一项所述的气凝胶或泡沫，其体积模量在约0.1至约500kPa，如约1至约200kPa的范围内。15.根据权利要求1
‑
14中任一项所述的气凝胶或泡沫，其被再水化并且进一步包含一个或多个动物细胞。16.根据权利要求1
‑
15中任一项所述的气凝胶或泡沫，其中，所述气凝胶或泡沫的至少一些纤维素和/或纤维素衍生物通过物理交联(例如使用甘氨酸)和/或化学交联(例如在热存在下使用柠檬酸)进行交联；其中，所述气凝胶或泡沫的至少一些纤维素和/或纤维素衍生物用接头(例如琥珀酸)官能化，一个或多个官能部分任选地连接到所述接头(例如含胺基团，其中，交联可以进一步任选地用一种或多种蛋白质交联剂如福尔马林、甲醛、戊二醛和/或转谷氨酰胺酶实现)；或其任何组合。17.通过脱细胞的植物或真菌组织的浸碱而衍生自所述脱细胞的植物或真菌组织的单结构细胞、结构细胞组或两者，所述单结构细胞或结构细胞组具有缺乏植物或真菌组织的细胞材料和核酸和缺乏所述植物或真菌组织的一种或多种碱溶性木质素组分的脱细胞的三维结构。18.一种制备气凝胶或泡沫的方法，包括：提供脱细胞的植物或真菌组织；通过对所述脱细胞的植物或真菌组织进行浸碱并收集所得的具有脱细胞的三维结构的单结构细胞或结构细胞组，从所述脱细胞的植物或真菌组织获得单结构细胞、结构细胞组或两者；将所述单结构细胞、结构细胞组或两者混合或分布在水凝胶中，以提供混合物；以及对所述混合物进行脱水、低压冻干或冷冻干燥以提供所述气凝胶或泡沫。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述浸碱包括用碱和过氧化物处理所述脱细胞的植物或真菌组织，优选氢氧化钠或另一种氢氧化物碱作为碱，以及过氧化氢作为过氧化物。20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述浸碱包括在加热的同时用氢氧化钠水溶液和过氧化氢处理所述脱细胞的植物或真菌组织。21.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述浸碱包括在加热的同时用碳酸氢钠水溶液和过氧化氢处理所述脱细胞的植物或真菌组织。22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，在将所述过氧化氢加入反应之前，用所述氢氧化钠水溶液或碳酸氢钠水溶液处理所述脱细胞的植物或真菌组织第一时间段。23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述过氧化氢以30％过氧化氢水溶液的形式加入。24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述过氧化氢以15％过氧化氢水溶液的形式加入。25.根据权利要求18
‑
24中任一项所述的方法，其中，用于浸碱的所述过氧化氢以以下比例使用：约20mL至约5mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的1M NaOH溶液；如：
约20mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的1M NaOH溶液；约10mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的1M NaOH溶液；或约5mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的1M NaOH溶液。26.根据权利要求18
‑
24中任一项所述的方法，其中，用于浸碱的所述过氧化氢以以下比例使用：约20mL至约5mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的10％w/v碳酸氢钠水溶液；如：约20mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的10％w/v碳酸氢钠水溶液；约10mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的10％w/v碳酸氢钠水溶液；或约5mL的30％过氧化氢溶液：约100g的脱细胞的植物或真菌组织：约500mL的10％w/v碳酸氢钠水溶液。27.根据权利要求18
‑
26中任一项所述的方法，进一步包括用一种或多种中和处理来中和pH。28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述中和处理包括用酸溶液，优选HCl水溶液的处理。29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述中和处理包括用CH3COOH水溶液的处理。30.根据权利要求18
‑
29中任一项所述的方法，其中，所述浸碱在加热至约80℃的条件下进行。31.根据权利要求18
‑
30中任一项所述的方法，其中，对于1M氢氧化钠水溶液，使用约1：5的脱细胞的植物或真菌组织：氢氧化钠水溶液的比例(m：v，以g：L计)进行所述浸碱，或者对于另一种氢氧化钠水溶液浓度，使用当量比进行所述浸碱。32.根据权利要求18
‑
31中任一项所述的方法，其中，所述浸碱进行至少约30分钟，优选进行约1小时。33.根据权利要求18
‑
32中任一项所述的方法，其中，通过离心收集所得的具有脱细胞的三维结构的单结构细胞或结构细胞组。34.根据权利要求18
‑
33中任一项所述的方法，其中，将所述单结构细胞、结构细胞组或两者混合或分布在水凝胶中，所述水凝胶包括海藻酸盐、果胶、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、琼脂、普朗尼克酸、聚(环氧乙烷)(PEO)和聚(环氧丙烷)(PPO)的三嵌段PEO
–
PPO
–
PEO共聚物、溶解的或再生的植物纤维素、溶解的纤维素基水凝胶、透明质酸、细胞外基质蛋白(例如，胶原、明胶或纤连蛋白，或其任何组合)、单丙烯酸酯化聚(乙二醇)、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)
‑
共聚
‑
PEGMA、聚(乙烯醇)、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乳酸
‑
共聚
‑
乙醇酸)、壳聚糖、甲壳素、黄原胶、弹性蛋白、纤维蛋白、纤维蛋白原、纤维素衍生物、角叉菜胶或微晶纤维素、或
其任何组合；其中，所述水凝胶是任选交联的。35.根据权利要求18
‑
34中任一项所述的方法，其进一步包括对所述混合物进行定向或非定向冷冻以在所述混合物的表面上、所述混合物内部或两者上引入模板化或对准的微通道的步骤；使用具有微观尺度特征的模具模制所述混合物以引入模板化或对准的微通道的步骤，所述模具接触所述混合物和/或由所述混合物的脱水、低压冻干或冷冻干燥产生的气凝胶或泡沫的一个或多个表面；在所述混合物的脱水、低压冻干或冷冻干燥之前、期间或之后，在所述混合物和/或所述气凝胶或泡沫的至少一个表面内和/或其上冲孔、按压、冲压或以其他方式形成几何图案、凹陷、孔、通道、凹槽、脊、井或其他结构特征的步骤；或其任何组合。36.根据权利要求35所述的方法，其中，通过从一个或多个方向在所述混合物上产生热梯度来进行所述定向冷冻，以便从所述热梯度的冷侧开始形成对准的冰晶。37.根据权利要求36所述的方法，其中，定向冷冻所述混合物至少约30分钟的时间段，优选约2小时的时间段。38.根据权利要求36或37所述的方法，其中，通过冷却到至少约
‑
15℃，优选约
‑
25℃的温度定向冷冻所述混合物。39.根据权利要求18
‑
38中任一项所述的方法，其中，对所述混合物进行脱水、低压冻干或冷冻干燥以提供所述气凝胶或泡沫的步骤包括冷冻所述混合物，然后低压冻干或冷冻干燥所述混合物。40.根据权利要求18
‑
39中任一项所述的方法，包括交联所述水凝胶、再水化所述气凝胶或泡沫，或两者的另外的步骤；任选地在存在海藻酸盐或果胶或琼脂水凝胶的情况下使用CaCl2溶液提供交联。41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述交联步骤使用约2％w/v至约20％v/v，优选约10％w/v的柠檬酸溶液进行。42.根据权利要求40或41所述的方法，其中，所述交联进行约30分钟至约2小时，优选约1.5小时。43.根据权利要求40
‑
42中任一项所述的方法，其中，所述交联在约80℃至约120℃，优选约110℃的温度下进行。44.根据权利要求18
‑
43中任一项所述的方法，包括在所述气凝胶或泡沫上或其中培养动物细胞的另外的步骤。45.一种通过权利要求18
‑
44中任一项所述的方法生产的气凝胶或泡沫。46.根据权利要求1
‑
17或45中任一项所述的气凝胶或泡沫用于骨组织工程的用途。47.根据权利要求1
‑
17或45中任一项所述的气凝胶或泡沫用于模板化或对准细胞生长的用途。48.根据权利要求47所述的用途，其中，所述细胞包括肌肉细胞。49.根据权利要求47所述的用途，其中，所述细胞包括神经细胞。50.根据权利要求1
‑
17或45中任一项所述的气凝胶或泡沫在脊髓损伤修复或其他再生医学应用中的用途。51.根据权利要求1
‑
17或45中任一项所述的气凝胶或泡沫作为绝缘或包装泡沫的用途。
52.一种用于在有此需要的受试者中进行骨组织工程或修复的方法，包括：在有此需要的所述受试者的受累部位植入根据权利要求1
‑
17或45中任一项所述的气凝胶或泡沫；使得所述气凝胶或泡沫促进骨组织生成或修复。53.一种用于模板化或对准细胞生长的方法，包括：在根据权利要求1
‑
17或45中任一项所定义的气凝胶或泡沫上培养细胞，其中，所述气凝胶或泡沫包括在所述气凝胶或泡沫的至少一个表面上、在所述气凝胶或泡沫内或两者的模板化或对准的微通道，所述模板化或对准的微通道任选地通过以下形成：定向或非定向冷冻；使用具有微观尺度特征的模具成型；在至少一个表面内和/或其上冲孔、按压、冲压或以其他方式形成几何图案、凹陷、孔、通道、凹槽、脊、井或其他结构特征；或其任何组合；使得所述培养的细胞沿着所述微通道对准。54.根据权利要求53所述的方法，进一步包括在所述模具中使用针，优选30G(规格)针。55.根据权利要求53或54所述的方法，其中，所述细胞包括肌肉细胞或神经细胞。56.一种用于修复有此需要的受试者的脊髓损伤的方法，包括：在有此需要的所述受试者的受累部位植入根据权利要求1
‑
17或45中任一项所定义的气凝胶或泡沫，其中，所述气凝胶或泡沫包括任选地通过定向或非定向冷冻形成的模板化或对准的微通道；使得所述气凝胶或泡沫通过神经细胞沿着所述模板化或对准的微通道的对准生长来促进脊髓修复。57.一种食品，包括根据权利要求1
‑
17或45中任一项所定义的气凝胶或泡沫。58.根据权利要求57所述的食品，进一步包括染料或着色剂。59.根据权利要求...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。