用于制备无细胞有机组织的方法和设备技术

本项发明专利技术涉及制备通过再植活细胞来实现再生的无细胞有机组织的方法，该方法包括下列步骤：在基本平坦的表面上制备无细胞组织，在该组织的表面上产生多个孔，其分布于整个所述表面上，并排布成至少穿透该组织的部分厚度。所述孔适于包含再植的活细胞。本发明专利技术还包括用于实施所述方法的设备，其特征在于包含：－排列在固定器（２０）中的一个或多个针；－与所述一个或多个针相连的电功率源（４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备无细胞有机组织的方法和设备本专利技术涉及制备用于再生(revitalisation )的无细胞有机组织的方 法，以及实施该方法来制备用于再生之组织的设备。众所周知，在医学领域中，更具体而言在外科领域中，越来越重要 的是拥有可用于移植至活体的组织，以满足对置换部分器官或完整器官 的日益增长的需求。在实验室制备生物学替代物并移植至动物或人类受体是一种被称 为组织工程的医学过程。根据一种已知的技术，在实验室中通过将细胞植入基质中来制备用 于移植的組织，所述基质由通称为支架的无机支持介质构成。用于补偿受治器官的物质损失的支架，，有利于细胞的三维组织， 直到完全形成新组织。支架必须随后自然发生降解过程，直至其完全消失，并被所述支架 中所植入的细胞形成的再生组织代替。可以使用该方法获得移植物，其中使用人工或者可得自人类或动物 的天然支架(即，从供体得到)，比如食管壁。为了将从供体获得的天然支架移植至另一个人，该组织必须首先经 过处理，以将所有存在于结締组织纤维之间的细胞去掉，然后再植入属 于该移植物预定受者(宿主)的人细胞，以避免排斥现象。以从供体获得组织为起点的支架(即无细胞基质)制备技术已为人 所熟知，因此不在此详细描述；简言之，它们包括将待处理的组织浸泡 于包含酶类物质的液体中，这些酶类物质能够消化和破坏组织中包含的 活细胞，而不损伤组织的结締组织。在制备了可容纳得自宿主的细胞的无细胞组织基质或支架之后，将 该组织或支架在所谓的培养皿(或类似容器)中进行制备，所述培 养皿是一种生物实验室中常用的盘，将待再生的组织置于其底部。如下对组织进行再生植入未来受体的干细胞，并用可培养该细胞 的细胞培养液为细胞提供养分，保持它们存活，使它们能够增殖和分散。基本上，最初放置于组织上表面的干细胞移动通过支架组织中的天 然间隙一一之前被供体细胞占据的间隙。在经过给定的时间之后，在受控的温度下并在培养液中的营养物质 存在下，活细胞将其自身重新安置在组织间隙中，其后该组织可用于移 植入受体器官中。必须指出，通常用于使支架再生的细胞是干细胞，其随后开始分化 (或者可能已经分化)并获得移植有该再生组织之器官的特定功能。移植通过这种方法所制备组织的成败取决于细胞在组织基质中的 毛细扩散。如果这种扩散困难，或在表面而不是向深处进行，则移植的组织未 充分再生，坏死过程开始，导致移植失败。基于上述考虑，很明显，确保组织的每一部分向深处再生(尤其是 在其整个厚度上)对于成功而言即便不是必不可少，也是非常重要的。目前，即便将制备和再生处理应用足够长的时间，仍然无法确保结 果可靠到足以保证不会发生任何移植失败。这是由于支架中所植入活细胞的穿透不足。从实践上讲，这一缺点严重限制了制备适于移植的组织的机会，这 是由于较厚的组织在移植后未完全再生，因为它们不能被穿透至足够的 深度。因此，很明显，目前的技术仅适于移植厚度非常有限的组织，比如， 不超过约O.lmm。本专利技术的目的是开发一种制备克服了上述缺点的无细胞组织的方法。更具体而言，本专利技术的目的是开发一种用于制备无细胞有机组织的 方法，使得在用干细胞对该组织进行再生时，所述细胞更易于穿透并在结締组织纤维网络的所有可能的空间定殖，以基本上重现与组织失活之 前相同的环境。本专利技术的另一目的是，显著和重要地减少加入活细胞后再生无细胞 支架以制备移植组织所需的处理时间。本专利技术的目的通过权利要求1所述制备无细胞有机组织的方法来实现。更准确的说，该方法包括在所制备组织的表面上产生多个孔；这些 孔至少穿透部分厚度，优选地穿透该组织的全部厚度。这些孔是通过含有针的装置来获得，其中通过适当的电流，但不在 在所产生孔周围的结締组织中诱发任何改变(撕裂、坏死、厚度减少或 增加、液体含量改变或者凝固)。可以通过多种装置和方法来产生穿入组织厚度的这些孔，只要这些 孔的制备过程不对孔周围的结締组织和支架整体产生任何损害即可。基于以下描述，本专利技术的目的以及就组织中所制备孔的质量而言的 最佳结果可通过以下步骤实现对用于制备每个孔的每个针的尖端施加 高频电压(一般为4MHz)，以引起弱电流通过，但其强度足以打开结 締组织中分子之间的键，从而造成孔，但不引起任何分子断裂。这产生直径狭窄的孔，基本上与所插入针的规格相当。重要的是使用规格非常窄(例如50pm的级别)但是足以帮助细胞 穿入所述孔内而使周围组织再生的针。合乎逻辑并且很明显的是，产生大量的孔意味着为移植细胞进入组 织最深处提供了新的途径，从而保证该组织的完全再生。应用本专利技术的方法，对可制备用于移植之组织的厚度实际上没有限 制，因为孔可以制成贯穿组织的厚度并遍布其整个表面，从而由于再植 到无细胞支架中的活细胞可以穿透整个组织而保证其完全再生。本专利技术还包括用于实施制备本专利技术所述有机组织的方法的设备，其 主要特征描述于权利要求11中。本专利技术的更多特征和具体特点将在对本专利技术优选实施方案(在本文 中作为非限制性实例提供)以及用于实施该方法的相应设备的描述中更 详细地凸显出来。下文借助于附图描述本专利技术，其中图l显示了包含带有针阵列之固定器的设备的横截面图，所述针阵 列置于准备用于再生之组织的厚度上；图2显示固定器中的一根针；图3显示针阵列的布局；图4显示用于移动针固定器的设备的示意图。根据本专利技术，将之前经处理的无细胞有机组织(所谓的支架)置于 培养亚(或类似的容器)底部，以使其在一个平面上展开。将多个针(比如图2中标记l所指的针)排列成阵列，比如形成图 3中标记3所指的正方形，以确保针的有序排列，优选以相同距离分开 (即，彼此距离相等)。每根针1的头部11是电连通的，比如通过与所述针阵列的固定器 20相连的金属导体盘2。该盘2与电线21连接，从而接受发生器4的输出。该发生器4是电压发生器，优选产生200-230伏特，但波频为4MHz， 其使用电路获得，这是公知的，为了简洁起见在本文中不再描述。在发生器4的输出41可提供的电压正弦波优选为失真正弦波，因 此至少具有一次、二次和三次谐波。将发生器4的功率调整成使每个电极1尖端的电流为2到2.5mA。如前所述，当每个针的尖端被放置于有机组织5的表面51上时， 每根针1的尖端和有机组织的接触允许通过约2-2.5mA的电流。该电流将能量传递至周围的分子，其对应于(通过实验证明)所谓 的分子共振。这一能量刚好足以使电流通过所影响的分子之间的键断裂，而在周 围区域不造成断裂、撕裂、坏死、厚度减少或增加、流体含量变化、凝 固或其他组织变性。基本上，这种在分子键之间造成的开口相当于产生了小孔，在实践中其直径与每根针l相等，即约50-55nm。当然，也可以使用不同的更大或更小规格的针，只要使用者铭记针 的最小规格不能小于用于再生的细胞的直径即可。接着以足够慢的速度沿着针的指向推动针阵列3的固定器20，以使 针在前进时针尖能够找到已经由于电流流过及其后分子键断裂所产生 的孔。容易看出，这样不会撕裂结締组织，从而获得了与插入针的规格相 当的窄孔。如前所解释，这是尤其重要和有用的，因为这样再植到组织中的细 胞可以完全穿透整个组织的深度并移植到孔壁上，它们在这里增殖并且 非常迅速地使全部厚度的有机组织再生。如图l所示，针l优选(但不必须)斜插到固定器5的本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备用于通过植入活细胞而进行再生的无细胞有机组织的方法，其特征为它包括下列步骤：　－在基本平坦的表面上制备所述无细胞组织；　－在该组织的表面上产生多个孔，其遍布整个所述表面并且至少穿透该组织的部分厚度，所述孔适于容纳再植进来的所 述活细胞。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IT 2007-5-31 VI2007A0001591.制备用于通过植入活细胞而进行再生的无细胞有机组织的方法，其特征为它包括下列步骤-在基本平坦的表面上制备所述无细胞组织；-在该组织的表面上产生多个孔，其遍布整个所述表面并且至少穿透该组织的部分厚度，所述孔适于容纳再植进来的所述活细胞。2. 权利要求l的方法，其特征在于，所述多个孔是通过与电源相 连的一个或多个金属针产生的，所述电源在每个针的尖端形成电流，其 强度和波形使得所提供的能量足以使所述针的尖端附近的有机组织所 包含分子之间的键断裂，每个孔均由所述电流产生，并且其大小足以使 所述针的尖端进入由于所述分子键打开而形成的空间。3. 权利要求1或2的方法，其特征在于，通过基本为正弦波形且 频率约4MHz的交流电为所述一个或多个金属针提供电力。4. 权利要求3的方法，其特征在于，提供给所述一个或多个金属 针的电力具有至少达三次的谐波。5. 权利要求3或4的方法，其特征在于，对所述一个或多个金属 针施加的电压为200-300伏特。6. 权利要求3的方法，其特征在于对每个金属针施加的电流为 2國2.5mA。7. 前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述孔的深度对 应于该有机组织的整体厚度。8. 权利要求1至6中任一项的方法，其特征在于，所述孔的长度 大于该无细胞有机组织的厚度。9. 权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，所述多个孔以 与该组织的表面基本垂直的方向排布。10. 权利要求8的方法，其特征在于，所述多个孔倾斜于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛里齐奥马尔扎罗，
申请(专利权)人：毛里齐奥马尔扎罗，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]