【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及植入式人工胰腺装置领域。其特别有利的用途是产生用于治疗糖尿病、特别是1型糖尿病的胰岛素。
技术介绍
1、糖尿病是一种遍布全球的疾病，儿童和成人都会患病，需要终生的大量治疗护理。2016年，法国有8％的人口受到这种疾病的影响。在全球范围内，糖尿病患者的人数估计为4.22亿。
2、糖尿病患者必须持续监测自己的血糖水平(通常缩写为bgl，也可称为血糖(glycemia))，以便在出现低血糖(bgl异常偏低)或高血糖(bgl异常偏高)时接受治疗。
3、通过预测这些临界血糖水平，可以避免许多并发症。事实上，当血糖急剧升高或降低时，糖尿病可能引起心脏、肾脏、视网膜或神经系统的病变。此外，应该指出的是，这些并发症的治疗费用占糖尿病治疗相关支出的大部分。
4、因此，从健康和经济的角度来看，找到一种将糖尿病个体的血糖维持在正常水平的方法至关重要。目前，有由患者来验证血糖的方法。其中，bgl可以通过电化学装置使用印在试纸条上的酶电极不时地测量，从而从一滴血中量化血糖。这些装置通常称为护理点装置，可让糖尿病患者独立监测血糖。然而，为避免糖尿病并发症的发生，患者每天需要刺伤自己几次以检测血糖。这种监测对病人来说是有限制的，往往会导致经常被刺的身体部位失去敏感性。
5、或者，胰岛移植是1型糖尿病的拟议治疗方法，特别是对于难以实施血糖检查和监测并导致并发症的糖尿病患者。
6、为了进行这种胰岛移植(也称为胰岛同种异体移植)，医生通常会收集包含来自已故器官捐献者胰腺的健康胰腺β细胞的胰岛
7、然而，在移植后，移植胰岛周围的血管形成需要一定的时间，期间大量胰岛因缺氧而退化。胰岛的死亡率估计约为移植胰岛数量的30％至40％。此外，还必须对患者进行全身免疫抑制，以避免移植胰岛出现排斥反应。
8、已经提出了几种方法来限制这些与缺氧有关的问题。一些方法包括分子和药物治疗，以保护胰岛免受缺氧应激和免疫反应的影响。然而，这些治疗对患者来说仍然很麻烦，而且效果有限。
9、其他解决方案包括将胰岛封装在聚合物基体中，使它们与人体内环境隔绝。因此，胰岛就能免受免疫系统的攻击。一方面，存在将胰岛微囊化的方法。然而，由于微胶囊的尺寸，它们仍然难以复原以更新胰岛，因而无法确保长期输送胰岛素。
10、另一方面，有将胰岛大囊封装的方法。这些方法通常涉及将胰岛与聚合物混合，使其硬化在一起。然而，由于它们的尺寸，营养物质和氧气在大胶囊中、特别是在大胶囊核心中的扩散受到限制。此外，表面生物淤积导致大胶囊隔绝，进一步限制了营养物质和氧气的扩散。胰岛的死亡率仍然太高，无法很好地输送胰岛素。
11、此外，人工胰腺类型的装置是已知的。文献us 5 425 764 a1描述了一种植入式人工胰腺，其包括含有朗格汉斯胰岛的腔室，腔室装配有供应胰岛的入口和出口通道，填充有泡沫和分隔腔室的半透膜的开放的血管形成室。该文献试图通过在腔室中保护胰岛免受例如炎症因子的影响，来解决提高胰岛使用寿命的问题。然而，腔室附近的血管形成尽管旨在供应氧气，但也会带来参与炎症反应的分子和生物淤积的出现。文献us2018/0263238还描述了一种用于封装产生胰岛素的细胞的装置，该装置包括由第一膜和第二膜形成的层，第一膜和第二膜相互焊接以形成通道。一些通道容纳胰岛，一些通道则没有胰岛，以形成允许将营养物质带到胰岛的流体运输通道。这种装置虽然试图解决将营养物质带给胰岛的问题，但效果并不理想，因为营养物质被带到与含胰岛通道相邻的通道中，而扩散到了对血管形成自愿开放的外部环境中。因此，向胰岛供应营养物质首先通过这种介质，这就消耗了可以再次向其他通道所含胰岛扩散的营养物质的量。
12、因此，本专利技术的一个目的是提出一种与现有解决方案相比有所改进的胰岛素输送的解决方案。
13、本专利技术的其他目的、特征和优点将通过研究以下描述和附图而显现。应当理解，可以并入其他优点。
技术实现思路
1、为了实现上述目标，根据一个实施方案，提供了一种用于容纳胰腺细胞的基体，其包括：
2、-至少部分地限定内部容积的半透壁、
3、-布置在内部容积中的多孔体，该多孔体优选基于至少一种聚合物，所述多孔体包括
4、o包含胰腺细胞的第一空腔组、
5、o没有胰腺细胞的第二空腔组、
6、o第一空腔组和第二空腔组相互不流体连接。
7、与将细胞置于聚合物基体中并使其硬化在一起的大囊封装解决方案不同，胰腺细胞布置在多孔体的一个或多个空腔中使得能够控制细胞在多孔体中的分布。因此，可以改善营养物质和气体向包含细胞的每个空腔的扩散。没有细胞的一个或多个空腔进一步为基体中的营养物质和气体的扩散创造了通道，并在基体中形成一个或多个营养物质和气体储备区。通过协同作用，基体限制并优选避免了胰腺细胞中营养物质和气体的消耗。因此，胰腺细胞的死亡率得以降低，从而能够更好地输送胰岛素。
8、本专利技术的第二方面涉及一种用于植入人体或动物体内的人工胰腺装置，该装置包括用于容纳第一方面所述胰腺细胞的基体。
9、本专利技术的第三方面涉及一种制备用于容纳胰腺细胞的基体的方法，该方法包括
10、-提供能够形成根据第一方面的容纳基体的基体，
11、-在所述基体的第一空腔组中接种胰腺细胞。
12、能够形成容纳基体的基体可以至少包括多孔体，该多孔体包括：
13、-第一空腔组，旨在包含胰腺细胞，并且更特别地没有胰腺细胞，
14、-第二空腔组，没有胰腺细胞，
15、-第一空腔组和第二空腔组没有相互流体连接，且没有胰腺细胞。
16、半透壁可以例如在胰腺细胞接种后添加。能够形成容纳基体的基体可以是根据第一方面的没有胰腺细胞的容纳基体。更具体地，第一空腔组可以没有胰腺细胞。
17、本专利技术的第三方面涉及一种输送胰岛素的方法，包括将根据第二方面的人工胰腺装置植入人体或动物体内。
18、根据另一个方面，本专利技术涉及一种能够容纳胰腺细胞的容纳基体，包括-至少部分地限定内部容积的半透壁，
19、-布置在内部容积中的多孔体，所述多孔体优选至于至少一种聚合物，所述多孔体包括
20、o第一空腔组，旨在容纳胰腺细胞，
21、o第二空腔组，旨在不容纳胰腺细胞，
22、第一空腔组和第二空腔组没有相互流体连接。
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1.用于容纳胰腺细胞的基体(1)，包括：
2.根据前一权利要求所述的基体(1)，其中第一组(120)和/或第二组(121)包括多个空腔(1200)(1210)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中对于取自第一方向(A)的所述第一组(120)的每两个连续空腔(1200)，所述第二组(121)的空腔(1210)布置在所述第一组(120)的所述两个连续空腔(1200)之间。
4.根据前一权利要求所述的基体(1)，其中对于取自第二方向(B)的所述第一组(120)的每两个连续空腔(1200)，所述第二组(121)的空腔(1210)布置在所述第一组(120)的所述两个连续空腔(1200)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中取自所述第一组(121)的空腔(1200)的中心到所述第二组(121)的至少一个空腔(1210)的中心的，所述第二组(121)的至少一个空腔(1210)与所述第一组(120)的至少一个直接相邻的空腔(1200)之间的距离(D1)为0.5mm到3cm。
6.根据前述权利要求中任一
7.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述第二组(121)包括多个相互连接的空腔(1210)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述第一组(120)的每个空腔(1200)的横截面的最小尺寸(D1200)基本上大于胰腺细胞(13)的尺寸或胰腺细胞的胰岛(13)的尺寸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述第一组(120)和所述第二组(121)的空腔(1200、1210)按照主延伸方向以相互平行的方式延伸，其长度(L1200、L1210)基本上大于或等于多孔体(12)长度(L12)的70％，优选基本上大于或等于80％。
10.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述多孔体(12)基于壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚(对苯基对苯二甲酰胺)、芳纶纳米纤维、聚乙烯醇。
11.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述壁(10)的截留阈值基本上为5.8kDa至8kDa。
12.人工胰腺装置(2)，用于植入人体或动物体内，其包括根据前述权利要求中任一项所述的用于容纳胰腺细胞(13)的基体(1)。
13.根据前一权利要求所述的装置(2)，还包括流体模块(20)，配置为在基体(1)周围和/或内部形成液体流。
14.根据前一权利要求所述的装置(2)，其中所述流体模块(20)包括基体的涂层(200)，例如在所述基体的所述壁上形成的、基于电活性聚合物的涂层，所述涂层能够使基体(1)变形。
15.根据前述两项权利要求中任一项所述的装置(2)，其中所述流体模块(20)与第二空腔(1210)组(121)流体连接，所述第二组(121)优选包括多个相互连接的空腔(1210)。
16.根据前一权利要求所述的装置(2)，其中所述流体模块(20)包括储存器(201)和泵(202)，所述泵(202)被配置为引导液体从所述储存器(201)流向所述第二组(121)的空腔(1210)内部。
17.根据前一权利要求所述的装置(2)，其中所述储存器(201)包括胰腺细胞(13)的营养物质和抗炎化合物中的至少一种。
18.根据权利要求15所述的装置(2)，其中所述流体模块(20)包括泵(202)，配置为将液体流从装置的外部引导至第二组(121)的空腔(1210)内部。
19.根据前六项权利要求中任一项所述的装置(2)，其中所述流体模块(20)包括调节器(203)，配置为调节所述流体模块(20)形成流的至少一个参数。
20.根据前八项权利要求中任一项所述的装置(2)，还包括至少一个阳极(21)和至少一个阴极(22)、电源(23)，所述阳极(21)和阴极(22)与电源(23)电连接，使得在体液存在时形成闭合电路，以便通过电解体液在阴极(22)处产生氢气，在阳极(21)处产生氧气，阴极(22)和阳极(21)中至少一个布置在至少部分地由基体(1)的壁(10)限定的内部容积(11)中。
21.根据前一权利要求所述的装置(2)，其中阴极(22)和阳极(21)中至少一个布置在基体(1)的多孔体(12)中。
22.根据前述两项权利要求中的任一项所述的装置(2)，其中阴极(22)和阳极(21)中至少一个布置在、优选直接布置在基体(1)的多孔体(12)上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于容纳胰腺细胞的基体(1)，包括：
2.根据前一权利要求所述的基体(1)，其中第一组(120)和/或第二组(121)包括多个空腔(1200)(1210)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中对于取自第一方向(a)的所述第一组(120)的每两个连续空腔(1200)，所述第二组(121)的空腔(1210)布置在所述第一组(120)的所述两个连续空腔(1200)之间。
4.根据前一权利要求所述的基体(1)，其中对于取自第二方向(b)的所述第一组(120)的每两个连续空腔(1200)，所述第二组(121)的空腔(1210)布置在所述第一组(120)的所述两个连续空腔(1200)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中取自所述第一组(121)的空腔(1200)的中心到所述第二组(121)的至少一个空腔(1210)的中心的，所述第二组(121)的至少一个空腔(1210)与所述第一组(120)的至少一个直接相邻的空腔(1200)之间的距离(d1)为0.5mm到3cm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述第一组(120)包括相互连接并与注射通道(14)流体连接的多个空腔(1200)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述第二组(121)包括多个相互连接的空腔(1210)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述第一组(120)的每个空腔(1200)的横截面的最小尺寸(d1200)基本上大于胰腺细胞(13)的尺寸或胰腺细胞的胰岛(13)的尺寸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述第一组(120)和所述第二组(121)的空腔(1200、1210)按照主延伸方向以相互平行的方式延伸，其长度(l1200、l1210)基本上大于或等于多孔体(12)长度(l12)的70％，优选基本上大于或等于80％。
10.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述多孔体(12)基于壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚(对苯基对苯二甲酰胺)、芳纶纳米纤维、聚乙烯醇。
11.根据前述权利要求中任一项所述的基体(1)，其中所述壁(10)的截留阈值基本上为5.8kda至8kda。
12.人工胰腺装置(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿卜杜卡迪尔·泽达，菲利普·辛奎因，阿瓦特夫·本塔哈尔，埃米莉·塔布斯，皮尔伊芙·本哈木，桑德里娜·拉布朗什，
申请(专利权)人：格勒诺布尔阿尔卑斯大学，
类型：发明
国别省市：
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