脱细胞哺乳动物胞外基质碎片，其制备方法和使用方法技术

描述了在组织再生和修复中应用的脱细胞人胞外基质

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脱细胞哺乳动物胞外基质碎片
，
其制备方法和使用方法


[0001]本公开一般涉及组织再生和修复领域，尤其是利用脱细胞哺乳动物胞外基质
(ECM)
碎片，例如脱细胞人类
ECM
碎片进行组织再生和修复
。
[0002]政府许可权利
[0003]本专利技术是在国立卫生研究院授予的基金号
R03 EB028056
的政府支持下完成的
。
政府对本专利技术享有一定权利
。

技术介绍

[0004]器官衰竭，例如由疾病或创伤引起的器官衰竭，给社会带来严重的健康和成本问题
。
例如，成功的治疗通常需要修复或更换器官，但可移植器官的日益短缺导致仅在美国就有超过
100,000
名患者的等待名单
。
对于有心血管疾病的患者来说，情况尤其严峻；每年大约有
790,000
名美国人患心肌梗塞
(MI)。
虽有高达
50
％的
MI
患者幸存，但所有人都会遭受持续进行性心脏组织损伤，并且这种进行性损伤是全世界
MI
幸存者死亡的主要原因
。
事实上，许多幸存者随后会出现心力衰竭，其5年生存率仅为
50
％
。
[0005]目前尚无治疗方法可以预防心肌梗塞后心力衰竭；心脏移植和左心室辅助装置是终末期心力衰竭的唯一选项
。
这两种选择都很昂贵并且有局限性，包括供体器官的稀缺
。
[0006]心脏具有源自内源性和外源性干细胞和祖细胞群的再生潜力，但基线再生似乎处于亚治疗水平
。
这种限制最初归因于心肌损伤后缺乏具有心肌生成潜力的细胞
。
然而，最近的研究表明患病心脏中心肌祖细胞的数量增加
。
鉴于限制因素似乎不是细胞数量，而是功能性心肌细胞的补充，因此了解抑制祖细胞分化的潜在机制至关重要
。
心脏病治疗中一个令人感兴趣的领域是胞外基质
(ECM)
重塑，
ECM
的组成和机械性质在患病心脏中都会发生变化
。
[0007]利用组织工程的替代治疗可以帮助弥合可用器官与需要新器官生存的患者之间的差距
。
例如，天然支架
ECM
可以支持组织修复和再生
。
来自动物的脱细胞器官组织可以加工成能在注射部位凝固成凝胶的可注射液体
。
然而，来自动物的
ECM
由相对于人类而言外来的生物分子和蛋白质序列构成，它们可能引发免疫反应，从而限制有效性，甚至导致进一步的组织损伤
。
与此同时，从人源性组织中提取
ECM
一直具有挑战性，并且人体组织的各种病理和死后降解也使其不适合作为用于组织修复的
ECM
材料
。
[0008]因此，需要制备在组织修复和再生中应用的脱细胞哺乳动物
(
例如人类
)ECM
碎片
(
球状微组织
)
的新来源和方法
。

技术实现思路

[0009]本公开部分涉及制备和使用脱细胞哺乳动物
ECM
颗粒或碎片的新来源
、
组合物和方法
。
一般而言，本文公开的方法和组合物涉及人类
ECM
用于
(
例如在治疗或美容过程中
)
组织修复和再生的目的
。
[0010]公开的实施方式包括三维
(3D)
体外细胞培养系统，用于工程化适合特定患者和适
应症的特别定制的微组织
。
在实施方式中，三维
(3D)
体外细胞培养系统包括无支架系统
。
[0011]所公开的组织可以被脱细胞以制造脱细胞哺乳动物胞外基质
(ECM)
，例如以直径等于或小于
800um
的小多孔颗粒或碎片的形式，从而提供例如可用针管
(
例如针头
)
给予的“可流动”组合物
。
由于
ECM
颗粒
/
碎片的大小和形状，公开的组合物可以通过注射给予
。
[0012]所得脱细胞哺乳动物
ECM
颗粒
/
碎片可具有多种临床应用，包括但不限于支持组织再生
。
[0013]本文公开了定制化脱细胞哺乳动物
ECM
组合物
。
例如，在实施方式中，公开的组合物衍生自培养的人类细胞
。
在实施方式中，人类细胞可以包含心细胞或肺细胞
。
在实施方式中，人类细胞可以包含重组人类细胞
。
[0014]本文公开了生产定制化脱细胞
ECM
组合物，例如哺乳动物
ECM
组合物的方法
。
例如，在实施方式中，公开的方法包括衍生自培养的人类细胞的
ECM
的生产
。
在实施方式中，人类细胞可以包含心细胞或肺细胞
。
在实施方式中，人类细胞可以包含重组人类细胞
。
与本领域先前已知的方法相比，公开的方法提供了更快
、
更有效的脱细胞化
。
[0015]本文公开了使用定制化脱细胞哺乳动物
ECM
组合物的方法
。
例如，在实施方式中，公开的使用方法包括例如，例如哺乳动物
(
例如人
)
的心血管损伤的修复和再生
。
在实施方式中，公开的使用方法可以包括将公开的
ECM
组合物给予至治疗区域，例如心脏
。
在实施方式中，公开的组合物可以通过注射
、
作为液体例如气雾剂或作为浸渍贴剂给予
。
在实施方式中，公开的可流动组合物可以使用针管例如针头，例如注射器给予
。
[0016]附图简要说明
[0017]图1示出了
ECM(
图
1A)
，即以三维
(3D)
结构排列的蛋白质
、
蛋白聚糖和糖蛋白的纤维网络，及其在损伤后，例如心肌梗塞后的人体组织再生中的用途
(
图
1B)。
[0018]图2示出了生成用于制造人类
ECM
碎片的球状微组织的方法
。
该过程首先使用非粘附性微模具平台技术将培养的人类细胞接种到微孔中
(
图
2A
和
2B)。
参见例如美国专利号
8,361,781(Morg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.
一种包含脱细胞哺乳动物胞外基质
(ECM)
的定制化可流动组合物，其中所述定制化可流动组合物包含的
ECM
包含需要的物理或生化
/
化学特征，其在物理性质
、
生化
/
化学性质
、
机械性质或胶原结构中的至少一个方面与体内衍生的
ECM
的物理或生化
/
化学特征不同
。2.
根据权利要求1所述的定制化可流动组合物，其中与体内衍生的
ECM
的物理或生化
/
化学特征不同的所述需要的物理或生化
/
化学特征包括不同的物理性质
。3.
根据权利要求1所述的定制化可流动组合物，其中与体内衍生的
ECM
的物理或生化
/
化学特征不同的所述需要的物理或生化
/
化学特征包括不同的生化
/
化学性质
。4.
根据权利要求1所述的定制化可流动组合物，其中与体内衍生的
ECM
的物理或生化
/
化学特征不同的所述需要的物理或生化
/
化学特征包括不同的机械性质
。5.
根据权利要求1所述的定制化可流动组合物，其中与体内衍生的
ECM
的物理或生化
/
化学特征不同的所述需要的物理或生化
/
化学特征包括不同的胶原结构
。6.
一种生产定制化脱细胞哺乳动物胞外基质
(ECM)
碎片的方法，该方法包括：将培养的哺乳动物细胞接种到微孔中，其中所述培养的哺乳动物细胞生成包含培养的哺乳动物细胞和
ECM
的
ECM
微组织；收集
ECM
微组织；和使
ECM
微组织脱细胞化；其中所述定制化脱细胞哺乳动物
ECM
碎片包含所需的物理或生化
/
化学特征，其在物理性质
、
生化
/
化学性质
、
机械性质或胶原结构中的至少一个方面与体内衍生的
ECM
的物理或生化
/
化学特征不同
。7.
根据权利要求6所述的方法，其中所述哺乳动物细胞包含人类细胞
。8.
根据权利要求7所述的方法，其中所述人类细胞包含心细胞和肺细胞中的至少一种
。9.
根据权利要求8所述的方法，其中所述人类细胞包含心细胞
。10.
根据权利要求8所述的方法，其中所述人类细胞包含肺细胞
。11.
根据权利要求6所述的方法，其中所述脱细胞化包括将所述微组织与去污剂
、
缓冲剂
、DNA
酶或
RNA
酶中的至少一种混合
。12.
根据权利要求6所述的方法，其中所述
ECM
微组织包含球形颗粒
。13.
根据权利要求
12
所述的方法，其中所述
ECM
微组织包含直径小于或等于
800
μ
m
的球形颗粒
。14.
根据权利要求7所述的方法，其中所述细胞包含重组人类细胞
。15.
根据权利要求7所述的方法，其中所述细胞包含心脏成纤维细胞
、
心肌细胞和心脏微血管内皮细胞中的至少一种
。16.
一种定制化可流动组合物，其包含通过以下方法制备的脱细胞哺乳动物胞外基质
(ECM)
：将培养的哺乳动物细胞接种到微孔中，其中所述培养的哺乳动物细胞生成包含培养的哺乳动物细胞和
ECM
的
ECM
微组织；收集
ECM
微组织；和使
ECM
微组织脱细胞化；其中所述定制化可流动组合物包含的
ECM
包含所需的物理或生化
/
化学特征，其在物理
性质
、
生化
/
化学性质
、
机械性质或胶原结构中的至少一个方面与体内衍生的
ECM
的物理或生化
/
化学性质不同
。17.
根据权利要求
16
所述的组合物，其中所述哺乳动物细胞包含人类细胞
。18.
根据权利要求
17
所述的组合物，其中所述人类细胞包含心细胞和肺细胞中的至少一种
。19.
根据权利要求
18
所述的组合物，其中所述人类细胞包含心细胞
。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：布朗大学，
类型：发明
国别省市：