器官和组织的脱细胞化和再细胞化制造技术

本发明专利技术提供了使实体器官脱细胞化和使这类脱细胞器官再细胞化成实体器官的方法和材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及器官和组织，更具体说，涉及使器官和组织脱细胞化和再细胞化的方法和材料。
技术介绍
组织工程和再生领域已经对生物来源的基质进行了研究。然而，目前为止，所研制的基质通常没有理想的基质结构和/或没有显示出能有效重建器官或组织的血管床。本专利技术描述了使器官和组织脱细胞化和再细胞化的方法。 专利技术概述本专利技术提供了使器官或组织脱细胞化的方法和材料，以及使脱细胞的器官或组织再细胞化的方法和材料。一方面，本专利技术提供了脱细胞的哺乳动物心脏。脱细胞的哺乳动物心脏包括脱细胞心脏的具有外表面的胞外基质。脱细胞心脏的所述胞外基质基本上保留脱细胞前的胞外基质的形态，所述胞外基质的外表面基本完整。具有代表性的心脏包括但不限于啮齿类的心脏、猪的心脏、家兔的心脏、牛的心脏、绵羊的心脏或狗的心脏。另一种具代表性的心脏是人的心脏。所述脱细胞心脏可以是尸体的心脏。一些实施方式中，所述脱细胞心脏是完整心脏的一部分。例如，完整心脏的一部分包括而不限于心肌片层(cardiac patch)、主动脉瓣、左房室瓣、肺动脉瓣、右房室瓣、右心房、左心房、右心室、左心室、隔膜、冠状动脉、肺动脉或肺静脉。在另一方面，本专利技术提供了一种实体器官。本文所述的实体器官包括上述脱细胞心脏和附于其上的再生细胞群。在一些实施方式中，所述再生细胞是多能细胞。一些实施方式中，所述再生细胞是胚胎干细胞、脐带细胞、成体干细胞或祖细胞、骨髓衍生的细胞、血衍生细胞、间质干细胞(MSC)、骨骼肌衍生的细胞、多能成体祖细胞(MAPC)、心脏干细胞(CSC)或多能成体心脏干细胞。一些实施方式中，所述再生细胞是心脏成纤维细胞、心脏微血管细胞或主动脉内皮细胞。一般来讲，附于脱细胞心脏上的再生细胞的数量至少有约1，000。在一些实施方式中，附于脱细胞心脏上的再生细胞的数量约为1，000-10，000，000个细胞/毫克组织(湿重；即，脱细胞前的重量)。在一些实施方式中，所述再生细胞与所述脱细胞心脏是异源的。在另一些实施方式中，将要将所述实体器官移植入患者体内，所述再生细胞与该患者自体同源。还有另一个方面，本专利技术提供了制备实体器官的方法。这种方法通常包括提供本文所述的脱细胞心脏，使所述脱细胞心脏在一定条件下接触再生细胞群，该条件下，所述再生细胞能植入所述脱细胞心脏，并在其上增殖和/或分化。在一个实施方式中，将所述再生细胞注射或灌注进所述脱细胞心脏中。还有另一个方面，本专利技术提供了使心脏脱细胞的方法。这种方法包括提供心脏，在一个或多个空腔、血管和/或管道处插管得到插管心脏，用第一细胞破裂介质通过一个或多个套管对所述插管心脏进行灌注。例如，所述灌注可以从每个插管的空腔、血管和/或导管处多方向进行。一般来讲，所述细胞破裂介质含有至少一种去污剂，如SDS、PEG或TritonX。这种方法还可以包括用第二细胞破裂介质通过多个套管对插管心脏进行灌注。一般来讲，所述第一细胞破裂介质可以是阴离子去污剂，如SDS，所述第二细胞破裂介质可以是离子去污剂,如Triton X。这种方法中，所述灌注可以持续约2_12小时/克(湿重)心脏组织。除非在其它地方另外限定，本文所用的所有技术和科学术语均具有与本专利技术所述领域普通技术人员的通常理解相同的含义。尽管下面将描述合适的方法和材料，然而在本专利技术实践或试验中还可以采用与本文所述相似或等效的方法和材料。此外，所述材料、方 法和实施例仅为说明性而非限制性的。本文提到的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文 献均以其全文纳入本文作为参考。在发生冲突的情况下，以本说明书，包括定义为准。下面结合附图和描述对本专利技术的一个或多个实施方式进行详细描述。本专利技术的其它特征、目的和益处可以从附图、详述部分和从权利要求书中显见。附图描述图I图示了心脏脱细胞化的初步准备。对主动脉、肺动脉和上腔静脉进行插管(分别为A、B和C)，结扎下腔静脉、头肱动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉。箭头表示顺行和逆行的灌注方向。图2图示了脱细胞化/再细胞化设备的一个实施方式。各幅图中相同的引用标记表示相同的元素。专利技术详述实体器官通常由3种主要组分组成，即胞外基质(ECM)、包埋进所述胞外基质的细胞、和血管床。本文所述的使实体器官脱细胞是指除去大部分或全部细胞组分而基本上保留胞外基质(ECM)和血管床。然后可以将脱细胞实体器官用作再细胞化的支架。可以从中获得实体器官的哺乳动物包括但不限于啮齿动物、猪、家兔、牛、绵羊、犬和人。用于本文所述的方法中的器官和组织可以来自尸体。本文所指的实体器官包括但不限于心、肝、肺、骨骼肌、脑、胰、脾、肾、子宫和膀胱。本文所采用的“实体器官”指具有“基本上封闭”的血管系统的器官。器官的“基本上封闭”的血管系统是指，假设对主血管插管、结扎或用其它方式进行限制下，用液体进行灌注时，所述实体器官能够容纳大部分液体，液体不会漏到实体器官以外。尽管具有“基本上封闭”的血管系统，上面列出的许多实体器官仍然确定了 “入口”和“出口 ”脉管，可以用来引入和除去在灌注期间通过器官的液体。除了上述实体器官外，其它类型的有血管的器官或组织，例如，所有或部分关节(如，膝、肩或髋)、气管或脊髓也可以用本文所公开的方法进行脱细胞。而且，本文公开的方法还可用来使无血管组织，例如，软骨或角膜脱细胞。可以将本文所述的有或没有再细胞化的脱细胞器官或组织(如，心或肝)或其任何部分(如，主动脉瓣、左房室瓣、肺动脉瓣、右房室瓣、肺静脉、肺动脉、冠状动脉、隔膜、右心房、左心房、右心室或左心室)移植进患者体内。或者，可以用本文所述的再细胞化器官或组织来检测，例如，经历分化的细胞和/或器官或组织的细胞学组成。器官或组织的脱细胞化本专利技术提供了对哺乳动物器官或组织进行脱细胞的方法和材料。如果可能的话，对器官或组织脱细胞的第一步是对器官或组织插管。可以采用本领域已知的方法和材料对器官或组织的血管、导管和/或空腔进行插管。对器官或组织脱细胞的下一步是用细胞破裂介质对插管器官或组织进行灌注。器官灌注可以是多方向的(如，顺行和逆行)。本领域对心脏常规采用兰道夫(Langendorff)灌注，即生理学灌注(也称为四腔工作模式灌注)。參见例如，《实验生理学和药理学方法生物检测技术(Methods inExperimenta丄 Physiology 和 Pharmacology :Biological Measurement i'echmques) 第 V 版》中的 Dehnert, The Isolated Perfused Warm-Blooded Heart According toLangendorff, Biomesstechnik-Verlag March GmbH,西德，1988。简单来讲，兰道夫灌注，就是对主动脉插管，与含有细胞破裂介质的贮液器相连。认为是例如通过输注或滚子泵，或通过恒定的流体静压以恒定的递送流速将细胞破裂介质沿主动脉逆行向下进行递送的。在两种方式下，主动脉瓣都被硬性关闭，灌注液直接进入冠状动脉ロ(从而灌满心脏的整个心室)，然后通过冠状窦排入右心房。为了进行工作模式灌注，第二套管与左心房相连，可以将灌注从逆行变为顺行。灌注其它器官或组织的方法为本领域已知。例如，以下參考文献描述了对肺、肝、肾、脑和四肢进行灌注的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱细胞哺乳动物器官，包含：所述器官的脱细胞胞外基质，其中所述胞外基质包含外表面，其中所述胞外基质，包括血管网，基本上维持脱细胞前的所述胞外基质的型态，其中所述外表面基本上完整。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·奥特，D·泰勒，
申请(专利权)人：明尼苏达大学董事会，
类型：发明
国别省市：