[发明专利]用于制备无细胞有机组织的方法和设备

说明书

本发明涉及制备用于再生(revitalisation)的无细胞有机组织的方 法。

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 于移植的组织，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，以将所有存在于结缔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，而不损伤组织的结缔组织。

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——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0.1mm。

美国专利5122354公开了骨同种异体移植物的制备，其中首先除去 全部软组织，接着对表面进行加工以产生孔结构，其适于促进骨的去矿 化并增加用于与其后引入的间充质发生相互作用的表面。所述孔通过激 光或机械钻孔产生。

发明概述

本发明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，本发明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 结缔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。

本发明的另一目的是，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。

本发明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缔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)。