[发明专利]向移植细胞运输氧的设备

说明书

相关申请交叉引用

本申请：

(a)是Stern和Rozy的于2008年9月7日提交的题为″Air gap for supporting cells″的PCT专利申请PCT/IL08/001204的部分继续申请，其要求于2007年9月7日提交的题为″Air gap for supporting cells″的Rozy和Stern的美国临时专利申请60/993,052的优先权；并且

(b)是于2008年11月26日提交的题为″Apparatus for transportation of oxygen to implanted cells″的Stern等人的美国专利申请12/315,102的部分继续申请，并主张其优先权。

以上申请全部通过援引并入本文。

技术领域

本发明的一些应用概括地涉及可植入的医学装置。具体地，本发明的一些应用涉及产生氧并向移植的细胞(如移植的胰岛中的细胞)提供氧的可植入装置。

背景技术

氧对包括有氧代谢在内的许多生理和代谢过程不可缺少。移植细胞的供氧不足常导致细胞损伤或死亡。供氧在维持移植的细胞中是至关重要的因素。

在健康的个体中，调节胰岛素释放，以使血糖水平保持在约70-110毫克/分升的范围。在糖尿病患者中，根本不产生胰岛素(I型糖尿病)，或者身体细胞对产生的胰岛素作出不适当的反应(II型糖尿病)。其结果增高血糖水平。

由于移植物-宿主排斥，以及向移植物供氧不足产生的缺血性状况，而损及许多细胞移植的成功。植入细胞后，从身体组织，在一些情况中，从借助于血管生成因子例如VEGF和bFGF围绕移植的细胞形成的血管结构，向植入的细胞供氧(主要通过扩散)。但是，自然的扩散速度太慢，不能向细胞提供可观的所需量的氧。

Vardi等人的PCT公开WO 01/50983及其进入国家阶段的美国专利申请10/466,069(通过援引并入本文)，描述了可植入的装置，其包含容纳功能性细胞的室以及向所述功能性细胞供氧的氧发生器。在一个实施方案中，所述氧发生器被描述为包含在被照射时将二氧化碳转变成氧的光合细胞。在另一个实施方案中，所述氧发生器被描述为包含通过电解产生氧的电极。

Rotem的美国专利申请公开2005/0136092(通过援引并入本文)描述了包括适合于植入个体身体中的室的设备，所述室包括功能性细胞和含叶绿素的元件(其包含专性光能自养生物的叶绿素)。典型地，所述含叶绿素的元件包括完整的光合细胞和/或分离的叶绿体。所述含叶绿素的元件向所述功能性细胞供氧，和/或消耗所述功能性细胞产生的二氧化碳。所述室具有一面或多面的壁，所述壁经过调节可以渗透营养物和所述细胞产生或分泌的物质。所述壁典型地还免疫隔离所述细胞与身体的组成。所述室适应于植入所述对象的皮肤下，或者腹膜中。所述设备还包含适应于向所述含叶绿素的元件提供光照的光源。所述室可包含氧传感器，其检测在所述功能性细胞的邻近，和/或在所述含叶绿素的元件的邻近的氧浓度。提供一系列脉冲式光通常降低所述设备的耗能，和/或提供对所述含叶绿素的元件产氧量的控制，和/或提供对所述含叶绿素的元件消耗二氧化碳量的控制。在本发明的一些实施方案中，所述室包含氧储存器，其典型地包含例如响应于所述氧储存器附近的氧浓度而储存和释放氧的材料。所述氧储存器典型地储存由所述含叶绿素的元件产生的超出所述功能性细胞目前所需的氧，并且若后来所述含叶绿素的元件产生的氧不足则释放储存的氧。

Evron等人的PCT公开WO 06/059322描述了设备，其包括适合于植入个体身体的室。所述室包括功能性细胞和含叶绿素的元件(其包含专性光能自养生物的叶绿素)。还描述了其他实施方案。

授予Neuenfeldt等人的美国专利5,713,888描述了用于宿主组织的植入组件。所述植入组件包含袋状物，所述袋状物包括界定用于容纳第二元件的室的壁构件。所述壁构件包括外血管化膜(outer vascularizing membrane)，所述外血管化膜的构造引起血管结构在所述宿主组织附近，所述血管化膜与宿主组织之间的界面的附近生长。所述组件包括第二元件，其可移动地被插入所述室中，所述室包括用于接收细胞的内部以及界定免疫隔离膜(其从所述宿主组织的免疫反应隔离所述细胞)的壁构件。