【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于容纳细胞和试剂的封装设备的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本国际申请要求于2020年10月30日提交的美国临时专利申请第63/108,017号的优先权权益，该专利申请的全部公开内容通过引用结合于此。
[0003]本公开的实施例涉及可植入医疗设备。在一些实施例中，提供了可植入的封装设备，该可植入的封装设备能够操作用以容纳细胞、组织和/或治疗试剂，并向设备的宿主或受体递送治疗效果。
技术介绍
[0004]据估计，患有I型和II型糖尿病的患者人数约占世界人口的4.6％。胰腺移植和胰岛移植是用于治疗糖尿病的已知方法。然而，由于缺乏可用的人类胰腺或胰岛，糖尿病患者的胰腺和胰岛移植仅限于一小部分可能受益于上述任一手术的患者。随着衍生自人类干细胞的胰岛素分泌细胞的最新发展，存在通过移植治疗胰岛素依赖型糖尿病患者的可能性。然而，这样的细胞将受到受体患者的免疫系统的排斥，除非在这些患者的余生中给予免疫抑制药物。替代性地是，可以为胰岛素分泌细胞提供免疫隔离可植入设备，并将其放置在糖尿病患者体内，以充当胰岛素递送源。
[0005]自胰岛移植方案建立以来，临床胰岛移植一直被视为用于治疗1型糖尿病的治疗方法。然而，所移植的胰岛细胞的低植入成功率仍然是长期血糖调节失败的主要原因。在植入后，胰岛细胞需要在移植之后的几天内通过血管重建和血流调节来成功地植入。然而，所移植的胰岛细胞暴露于低血管密度和氧不足的条件的状态下，使得难以实现胰岛细胞的正常植入和在患者体内实现经调节的胰岛素分泌的能力。>[0006]目前，用以在体内有效实施包含活细胞的免疫隔离设备的手段和材料有限。与向所封装的细胞提供足够的氧气水平、向所封装的细胞提供足够的营养水平、所植入的设备的血管化不足和对植入物的免疫反应相关联的限制仍然是使用包含细胞的可植入设备的障碍。
技术实现思路
[0007]本公开的实施例提供了具有用于支撑细胞的基质或支架的封装设备。在一些实施例中，提供了制备和形成具有基质的封装设备的方法。已经观察到：供体胰岛细胞(例如，来自尸体)在被植入到封装设备中时“团聚”在一起并正常起作用，而衍生自(例如)干细胞的分化的细胞起的作用不如尸体细胞。因此，本公开的实施例设想并且提供了在设备的空隙或细胞接收区域内的一个或多个基质结构。本公开的基质提供了使细胞稳定和聚集的结构手段。
[0008]Papas的国际申请PCT/US2017/060036、Papas的国际申请PCT/US2017/060034、Papas的国际申请PCT/US2017/060041和Papas的国际申请PCT/US2017/060043涉及封装设
备，并且出于所有目的，这些申请均通过引用整体并入本文。
[0009]本公开的设备包括各种材料，包括本领域技术人员认为适合用于可植入医疗设备的那些材料。例如，本公开的膜被设想为由聚合物材料制备。在这样的实施例中，单层梯度膜由如下这样的聚合物材料制备：聚砜、聚芳醚砜(PAES)、聚醚砜(PES)、纤维素酯(醋酸纤维素、三醋酸纤维素、硝酸纤维素)、纳米纤维素、再生纤维素(RC)、硅酮、聚酰胺(尼龙)、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺脲、聚碳酸酯、陶瓷、氧化钛、氧化铝、硅、沸石(铝硅酸盐)、聚芳腈(PAN)、聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚哌嗪酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯及上述的任何复合物或混合物。在特定实施例中，单层梯度膜包括包含聚四氟乙烯(PTFE)的聚合物材料。在某些优选实施例中，PTFE被提供用于本公开的设备的至少血管化层。作为PTFE的附加或替代，设想了在本公开的膜和植入物中提供额外的材料。
[0010]目前公开的免疫隔离可植入设备的优点包括由能够用于通过宿主进行血管化的设备呈现的表面区域的最大化。特别是，包括免疫隔离设备的可植入设备或其部分在被植入时呈现可以通过宿主进行血管化的表面区域。这种结构使设备作为整体在动物体内的血管化最大化。
[0011]在一个实施例中，提供了一种用于填充可植入封装设备的方法，该可植入封装设备包括用于细胞的封装的内部空隙、与所述空隙的第一侧面相邻并且通过流体可渗透膜与所述空隙隔开的通道、以及位于所述空隙的第二侧面上的血管化膜。该方法包括：将包含细胞和基质形成材料的组合物引入到所述空隙中；将交联剂引入到所述通道中，由此交联剂穿过流体可渗透膜，以在流体可渗透膜附近交联所述基质形成材料；将猝灭剂引入到所述通道中，由此猝灭剂穿过流体可渗透膜，以减少基质形成材料的交联，由此所述空隙包括基质梯度，该基质梯度在流体可渗透膜附近具有较高交联且在血管化膜附近具有较低交联密度。
[0012]在一个实施例中，提供了一种可植入封装设备，该可植入封装设备包括：用于接收和封装细胞的第一空隙，其中所述第一空隙具有第一侧面；通道，所述通道与所述第一空隙的所述第一侧面相邻，并且通过气体可渗透膜与所述第一空隙隔开；其中所述通道占据所述第一空隙的所述第一侧面的比所述第一空隙的所述第一侧面的全部小的一部分；并且其中所述第一空隙的所述第一侧面的未被所述通道占据的部分包括血管化膜。
[0013]在各种实施例中，提供了对封装设备进行制备、保存、冷冻和/或解冻的方法。在一些实施例中，提供了包括引入冷冻保存溶液以冷冻基质内的或封装设备内的细胞的方法。设想了将冷冻保存溶液提供给封装设备，以影响热能的传递并降低设备和相关联的细胞的温度。在优选实施例中，冷冻保存溶液通过在封装设备的容积中延伸或延伸穿过该容积的一个或多个通道递送。设想了冷冻保存溶液以流通方式施加到设备，在所述流通方式中，溶液通过设备连续施加，并且/或者，溶液通过开口递送，并被允许在冷却发生时保持静止。此外，作为将溶液施加到气体室的替代或附加，本公开的方法和系统还设想了要求将冷冻保存溶液施加到封装设备的外部。
[0014]在一些实施例中，冷冻保存溶液包括二甲基亚砜。溶液被设想为包括各种不同浓度的二甲基亚砜，并且在各种实施例中，包括提供有附加流体的或在附加流体中稀释的二甲基亚砜。
[0015]本公开的实施例还设想了递送流体(气体或液体)以增加设备和/或细胞内的热能。例如，设想了气体(例如，环境空气)或液体被提供在封装设备的气体室中或通过该气体室，以解冻或以其它方式增加设备的温度以及所容纳的细胞的温度。因此，本公开不限于冷冻或冷却设备和细胞的方法。
[0016]在本公开的各种实施例中，封装设备被提供有用于容纳、支持和促进细胞正常起作用的细胞基质。在各种实施例中，通过流动通道或内部导管提供基质形成材料(诸如藻酸盐)，以形成基质，该基质在靠近气体室处具有较大的密度，在离通道和通道与基质之间的膜较远的距离处具有降低的密度(至少在交联方面具有降低的密度)。提供了形成基质和制备封装设备的方法，所述方法在所述设备的内部或其附近并靠近通道处启动基质的产生，并且其中基质密度在远离通道的点处较小。这样本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于填充可植入封装设备的方法，所述可植入封装设备包括：内部的室，所述室用于细胞的封装；通道，所述通道邻近所述室的第一侧面，并且通过流体可渗透膜与所述室隔开；以及血管化膜，所述血管化膜位于所述室的第二侧面上，所述方法包括：将包含基质形成材料的组合物引入到所述室中；将交联剂引入到所述通道中，由此所述交联剂穿过所述流体可渗透膜，以在所述流体可渗透膜附近交联所述基质形成材料；进行下列中的至少一项操作：将猝灭剂引入到所述通道中，或者将猝灭剂引入以围绕所述室，由此所述猝灭剂穿过所述流体可渗透膜，以减少所述基质形成材料的交联，由此所述室包括基质梯度，所述基质梯度在所述流体可渗透膜附近具有较高交联，并且在所述血管化膜附近具有较低交联密度。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：将氧气引入到所述通道中，并且允许氧扩散穿过所述流体可渗透膜。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在已经进行了将所述猝灭剂引入到所述通道中或引入所述猝灭剂以围绕所述室中的至少一项操作之后，将细胞插入到所述设备中。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述设备已被植入患者体内之后，将细胞插入到所述设备中。5.一种可植入封装设备，包括：第一空隙，所述第一空隙用于接收和封装细胞，其中所述第一空隙具有第一侧面；通道，所述通道与所述第一空隙的所述第一侧面相邻，并且通过气体可渗透膜与所述第一空隙隔开；其中所述通道占据所述第一空隙的所述第一侧面的比所述第一空隙的所述第一侧面的全部小的一部分；以及其中所述第一空隙的所述第一侧面的未被所述通道占据的一部分包括血管化膜。6.根据权利要求5所述的可植入封装设备，其中，所述第一空隙具有第二侧面，并且所述第二侧面包括免疫隔离膜和血管化膜。7.根据权利要求5所述的可植入封装设备，其中，所述可植入封装设备还包括第二空隙，所述第二空隙具有与所述通道相邻的第一侧面，所述通道通过气体可渗透膜与所述第二空隙隔开，并且所述第二空隙与所述第一空隙相对；其中所述通道占据所述第二空隙的所述第一侧面的比所述第二空隙的所述第一侧面的全部小的一部分；其中所述第二空隙的所述第一侧面...
【专利技术属性】
技术研发人员：克莱亚科斯，
申请(专利权)人：普罗塞技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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