[发明专利]用于产生流体流动以刺激组织生长的系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月1日提交的美国临时申请号61/238,770、2008年12月31日提交的美国临时申请号61/142,053和2009年12月31日提交的美国临时申请号61/142,065的权益，所有这些临时申请在此通过引用被并入。

背景

1.发明领域

本发明一般涉及组织工程，尤其是涉及适合于在组织的处理中使用的支架、系统和方法。

2.相关技术的描述

临床研究和实践已经显示，在接近组织部位处提供减压加强和加速组织部位处的新组织的生长。这种现象的应用有很多，但减压的应用在处理伤口方面尤其成功。这种处理(在医学界经常被称为“负压伤口治疗”、“减压治疗”或“真空治疗”)提供了很多益处，包括更快地愈合和增强肉芽组织的形成。减压通常通过多孔垫或其他歧管装置被应用于组织。多孔垫包含能够将减压分配至组织并且能够引导从组织抽取的流体的孔。多孔垫经常被并入具有有助于处理的其它成分的敷料中。支架也可被放入缺损中，以支持组织生长入缺损中。支架通常是生物可吸收的，使新组织留在其位置。

用于减压处理的支架在例如WO08/091521、WO07/092397、WO07/196590、WO07/106594中进行描述。可以根据当前的伤口愈合知识来评价目前的减压处理用支架的合适性。对身体组织的伤害导致伤口愈合随愈合的时序阶段做出响应，该愈合的时序阶段包括止血(几秒至几小时)、发炎(几小时至几天)、修复(几天至几周)和重塑(几周至几个月)。对于伤口愈合的早期阶段，在大多数组织类型中存在高度的同源性。然而，由于包含不同类型的生长因子、细胞因子或细胞，各种组织的愈合阶段随着时间的推移开始出现差异。由于响应的每个组成部分的时间模式的和响应的每个组成部分之间的相互关系的增强的复杂性，伤口愈合响应的后期阶段取决于前期阶段。

帮助受损组织的功能的正常修复、再生和恢复的策略已经集中于支持和加强在该愈合响应中的特定步骤，特别是该愈合响应后期的各方面的方法。为此目的，生长因子、细胞因子、细胞外基质(ECM)类似物、外生细胞和各种支架技术已被单独地或彼此组合地应用。虽然使用这种方法已获得某种程度的成功，但仍然存在某些关键性的挑战。一个主要的挑战是，在伤口愈合响应内的每个细胞因子和生长因子的时序与协调的影响使得在适当的时间且以正确的协调模式添加个体外生因子的能力变得复杂。由于外生细胞的潜在的免疫原性以及保持细胞活力方面的难度，外生细胞的引入还面临另外的复杂性。

合成支架和生物支架已用于提供用于增强内源性细胞附着、迁移和定居的三维框架。迄今为止，几乎所有的支架都根据它们能够被制造成按照生物学起作用的思想被设计。然而，传统的支架技术依赖于内源性蛋白、细胞因子、生长因子和细胞被动流入多孔支架的间质内。由此，内源性细胞定居在支架中受到距离血管元件的距离的限制，血管元件在支架的扩散限制内提供营养支持，而与组织类型无关。另外，支架可引起免疫原性响应或异物响应，该免疫原性响应或异物响应导致修复过程和植入物周围的纤维囊的形成延长。概括起来，这些复杂情况全都能够导致损伤部位处减弱的功能组织再生。

因此，提供另外的系统来进一步引导愈合和组织生长将是有利的。本发明提供了这种系统。

概述

本文所描述的示例性实施方式的支架、系统和方法被设计成通过植入的支架来提供组织再生的主动引导(active guidance)。在一个实施方式中，提供了一种用于处理哺乳动物中的组织部位处的组织的系统，该系统包括：支架，该支架适合于邻近组织部位布置，并且适合于被流体地连接至哺乳动物的血管以用于从血管接收血液；和阀，其适合于被流体地连接至血管，并且在开启位置和关闭位置之间是可控制的以用于调节从血管至支架的血液的流量。在该系统中，当阀处于开启位置时，该阀允许血液从血管流入支架中，并且当阀处于关闭位置时，该阀阻止血液流入支架中。

在另一个实施方式中，提供了一种用于促进患者的组织部位处的组织的生长的系统，该系统包括：支架，其适合于植入在组织部位处以便为组织的生长提供结构基质，并且还适合于被流体地连接至患者的血管；阀，其在开启位置和关闭位置之间是可控制的以便调节从血管至支架的血液的流量；以及控制器，其被可操作地连接至阀，以在开启位置和关闭位置之间改变阀。在该系统中，当阀处于开启位置时，该阀允许血液从血管流入支架中，并且当阀处于关闭位置时，该阀阻止血液流入支架中。