本发明专利技术公开了具有附着于其的多层胰岛细胞或小胰岛细胞簇的支架和用于培养胰岛的具有凹坑的微型模具，其中胰岛形成受所述凹坑的形状和尺寸的影响。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是2006年10月30日提交的美国申请11/589,063的部分继续申请。上述申请通过引用并入。关于联邦资助的研究或开发的声明不适用
本专利技术一般地涉及用于建立可存活的胰岛细胞、胰岛和小胰岛细胞簇的组合物和方法。
技术介绍
在美国，糖尿病病例的增加已经被称作流行性的。糖尿病是第三大疾病致死原因，仅次于心脏病和癌症成为美国公民的主要杀手。由于无法解释的原因，1型糖尿病的发生在世界上日益增加，在过去的十年中发病年龄已经下降了3-5年，所以许多儿童现在在入学以前发生糖尿病。结果是，许多糖尿病患者将在他们的大部分寿命中面临发生与1型糖尿病有关的慢性并发症的风险。由于大部分与糖尿病有关的慢性并发症的发生风险与血糖控制有关，大量注意指向新颖的疗法（诸如胰岛移植），以改善血糖控制。在二十世纪八十年代首次尝试了胰岛移植。胰岛移植在人类中的最初成功率是令人失望的，仅5%的接受移植物的患者取得部分功能。参见Sutherland等人,Evolution of kidney,pancreas,and islet transplantation for patients with diabetes at the University of Minnesota,Am.J.Surg.166:456491(1993)。失败包括，孤立的个体成功史实现了长期反转他们的糖尿病1-2年的时段，这鼓舞研究人员继续该方案来治疗糖尿病。在2000年，使用省略糖皮质激素的抑制方案（现在称作埃德蒙顿方案），在7位糖尿病患者上成功地进行了胰岛移植。参见Ridgway等人,Pancreatic islet cell transplantation:progress in the clinical setting,Treat.Endocrinol.2(3):173-189(2003)。因而，胰岛移植结果已经限制改善。参见Shapiro等人,Clinical results after islet transplantation,J.Investig.Med.49(6):559-562(2001);Balamurugan等人,Prospective and challenges of islet transplantation for the therapy of autoimmune diabetes,Pancreas 32(3):231243(2006)。然而，尽管这些结果产生了乐观，仍然存在使用胰岛移植作为糖尿病的实际治疗的屏障，考虑到大多数个体需要多个移植物来实现胰岛素独立性，一个屏障是有限数目的供体器官。许多因素可能影响移植成功，包括胰岛的物理特征。约20年前，研究人员详细地描述了胰岛的大小和形状，并确定了估测胰岛体积的方法。参见Bonnevie-Nielsen等人,Pancreatic islet volume distribution:direct measurement in preparations stained by perfusion in situ,Acta Endocrinol.(Copenh)105(3):379-84(1984)。多年来，由于下述几个原因，传统上已经认为大胰岛是移植部位所希望的：(1)认为大胰岛的存在是良好胰消化的标志，因为胰岛可通过过度消化而破碎，和(2)使用体积来确定移植所需的胰岛的最小数目，且因为胰岛直径的倍增等同于它的体积的8倍增加，大胰岛对制品中的胰岛等效物的数目做出巨大贡献。近年来，研究人员已经将氧、葡萄糖和胰岛素在胰岛中的运输模型化。参见Dulong等人,Contributions of a finite element model for the geometric optimization of an implantable bioartificial pancreas,Artif.Organs 26(7):583-9(2002)。如果周围细胞的氧消耗速率超过氧扩散进胰岛中的速率，氧的有限运输可以扩大胰岛核心中的细胞死亡。例如，最近的研究指示，当暴露于低氧条件时，更大的胰岛表现出增加的坏死。实际上，当胰岛直径超过100-150μm时，几乎所有的β细胞死亡。参见Giuliana等人,Central necrosis in isolated hypoxic human pancreatic islets;evidence for postisolation ischemia,Cell Transplantation 14767-76(2005);MacGregor等人,Small rat islets are superior to large islets in in vitro function and in transplantation outcomes,Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab.290(5):E771-779(2006)。得到的氧化性应激可以加重细胞凋亡和对移植的免疫应答。参见Bottino等人,Response of human islets to isolation stress and the effect of antioxidant treatment,Diabetes 53(10):2559-68(2004)。甚至在尚未发生细胞死亡的情况下，胰岛核心中的代谢速率可能降低。葡萄糖和胰岛素的迟缓运输也会降低胰岛的功能性。与在胰岛核心中包含的那些细胞相比，在胰岛内的葡萄糖梯度会造成周围细胞接触到远远更高的葡萄糖浓度。参见Kauri等人,Direct measurement of glucose gradients and mass transport within islets of Langerhans,Biochem.Biophys.Res.Commun.304(2):371-7(2003)。该梯度的形状与胰岛直径和葡萄糖代谢速率直接相关。增加胰岛直径会增加在胰岛内的所有平面中的该扩散和消耗屏障。为了发现生产胰岛素的β细胞的其它来源，还已经尝试在体外培养β细胞。这些方法已经聚焦于：培养来自胎儿组织的β细胞，或从生产胰岛的干细胞或祖细胞衍生出这样的细胞。参见，例如Peck等人,美国专利号6,703,017;Brothers,WO 93/00411(1993);Neilsen,WO 86/01530(1986);Zayas,EP 0363125(1990);Bone等人,Microca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】2010.04.06 US 12/798,5291.一种可植入的装置，其包括：
基本上平面的由生物材料构成的支架，所述支架具有主表面；和
附着于所述生物材料支架的所述表面以形成胰岛细胞多层的单个胰岛细
胞或小胰岛细胞簇，所述单个胰岛细胞或小胰岛细胞簇衍生自成年完整胰岛，
其中所述小胰岛细胞簇具有小于125μm的直径。
2.一种用于形成可植入的装置的方法，所述方法包括：
从胰腺得到完整胰岛；
从所述完整胰岛衍生出单个胰岛细胞或小胰岛细胞簇；和
使所述单个胰岛细胞和小胰岛细胞簇以多层附着于基本上平面的可植入
的生物材料支架的主表面。
3.一种用于培养细胞的表面，所述表面包括：
基质，所述基质具有基本上平面的顶部表面，其中所述表面包括多个凹坑；
其中每个凹坑包括内部底部表面和内部侧壁表面，其中所述底部表面是圆
形的，且其中每个凹坑具有100-200μm的直径(±20%)和50-150μm的深度
(±20%)；
其中细胞分布在各个凹坑中。
4.一种用于培养细胞的装置，所述装置包括根据权利要求3所述的表面，
且另外包括用于容纳所述平面表面的系统，其中所述系统形成底部表面和内部
侧壁表面和内部体积，所述底部和侧壁基本上不透过液体，其中细胞和培养基
分布在所述内部体积中。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述细胞是胰岛细胞。
6.根据权利要求3所述的装置，其中所述细胞是非胰岛细胞。
7.根据权利要求3所述的装置，其中所述凹坑具有100μm(±20%)的直径
和60μm(±20%)的深度。
8.根据权利要求3所述的方法，其中所述平面表面由玻璃制成。
9.根据权利要求3所述的装置，其中所述平面表面由生物相容的材料制
成，且适合植入人患者中。
10.根据权利要求3所述的装置，其中所述装置是可灭菌的。
11.一种用于培养细胞的方法，所述方法包括：将细胞引导至包括多个凹
坑的表面，其中每个凹坑具有100至200μm的直径(±20%)和50至150μm的
深度(±20%)，并将所述装...
【专利技术属性】
技术研发人员：库里·波克兰德，利萨·A·斯德诺比特尔，特纳·西汉，卡丁克·拉马查德朗，
申请(专利权)人：堪萨斯大学，
类型：
国别省市：
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