[发明专利]多孔聚合物制品

说明书

技术领域

本发明总的涉及多孔聚合物制品，更具体而言，涉及用于组织工 程和器官替代的多孔聚合物制品。

背景技术

组织工程和器官移植主要涉及因损伤或疾病而失去功能的组织和 器官的替代。在针对该目标的一种方法中，器官被移植到患者中。但 移植的副作用可能令人讨厌并可能危及器官受赠人的健康。在另一方 法中，细胞在生物可降解的聚合物支架上体外培养以形成组织或新器 官，所形成的组织或新器官然后在所需的解剖部位处被植入体内。

关于组织生长用支架的形成，人们已提出若干技术。例如， Borenstein等的名为“Tissue Engineering of Three-Dimensional Vascularized Using Microfabricated Polymer Assembly Technology”的 美国专利公开2002/0182241描述了用高精度模制工艺制备的二维模 板。这些模板然后被粘合形成具有封闭腔的三维支架结构。Vacanti 等的名为“Vascularized Tissue Regeneration Matrices Formed by Solid Free Form Fabrication Techniques”的美国专利6,176,874描述了 用来制备允许组织再生以及接种和植入细胞以形成器官和结构部件的 装置的固体自由成型方法。Hollister等的名为“Design Methodology for Tissue Engineering Scaffolds and Biomaterial Implants”的美国专利公 开2003/0069718描述了具有不均匀材料性质(包括互连孔)的解剖学成 型支架结构。

虽然作了上述努力，但与许多内部物理结构特别是中空和上皮器 官相关的显著发展仍有限，并且需要改进。特别地，制备用于组织工 程和器官替代的孔径小而均匀的制品的新方法将是有益的。

发明内容

提供了多孔聚合物制品，更具体而言，提供了用于组织工程和器 官替代的多孔聚合物制品。在一个方面，提供了一系列制备用作细胞 生长模板的结构的方法。在一个实施方案中，所述方法包括将至少第 一和第二聚合物组分溶解在前体溶剂中以形成结构前体材料、将所述 结构前体材料成型为适宜用作细胞生长模板的结构、使所述第一聚合 物组分交联、和从结构中除去至少部分前体溶剂从而在结构中形成多 个孔。

在另一实施方案中，提供了一种制备用作细胞生长模板的结构的 方法。所述方法包括提供包含至少第一、第二和第三组分的结构前体 材料、将所述结构前体材料成型为适宜用作细胞生长模板的结构、使 所述第一组分交联、使所述第二组分在沉淀介质中沉淀、和在所述沉 淀介质中从所述结构中除去第三组分从而在结构中形成多个孔。

在另一实施方案中，提供了一种制备用作细胞生长模板的结构的 方法。所述方法包括将至少第一和第二聚合物组分在前体溶剂中混合 以形成均匀的结构前体材料(其中所述第一和第二聚合物组分及前体 溶剂在25摄氏度和1atm下可混溶)、印刷所述结构前体材料以形成适 宜用作细胞生长模板的三维结构、和从所述结构中除去前体溶剂从而 在结构中形成多个孔。

在另一实施方案中，提供了一种制备用作细胞生长模板的结构的 方法。所述方法包括形成包含至少第一和第二聚合物组分及流体载体 的细胞生长模板前体结构、使所述第一聚合物组分交联从而形成自支 承结构、和从所述自支承结构中除去至少部分流体载体从而在适于模 板化细胞生长的结构中形成多个孔，其中所述多孔结构形成为适于模 板化细胞生长的形状。

在另一实施方案中，提供了一种制备用作细胞生长模板的结构的 方法。所述方法包括将至少第一和第二聚合物组分溶解在前体溶剂中 以形成结构前体材料、将所述结构前体材料成型为适宜用作细胞生长 模板的结构、将所述结构前体材料暴露于UV辐射下、和从所述结构 中除去至少部分前体溶剂从而在所述结构中形成多个孔。

在另一方面，提供了一种用作细胞生长模板的制品。所述制品包 含含有至少一个限定空腔的壁的结构，和形成在至少部分所述壁中的 平均孔径小于或等于20微米的多个孔，其中所有孔中不超过约5％的 孔的尺寸与所述多个孔的平均孔径偏离超过约20％，其中所述结构构 造和布置来用作细胞生长的模板。