[发明专利]具有受控的孔隙度或机械性质的组织基质

说明书

本申请根据35U.S.C.§119要求2015年4月16日提交的美国临时申请号62/148,532和2015年1月21题提交的美国临时申请号62/105,971的优先权，两者通过引用整体并入本文。

本公开内容涉及组织产品，更具体地，涉及已经用其他材料进行改性或组合以提供期望的模量(压缩或拉伸)或其他受控的机械性质同时允许细胞向内生长和组织再生的组织基质。本公开内容还包括包含一个或多个改变的(例如，提高的)纤维密度和/或改变的机械性质的区域的组织治疗产品，以及制备这种产品的方法。

各种组织来源的产品被用于再生、修复或以其他方式治疗患病或受损的组织和器官。这样的产品可以包括组织移植物和/或处理的组织(例如，来自皮肤、肠或其他组织的无细胞组织基质，其具有或不具有细胞接种)。这样的产品通常具有由组织来源(即源自其的组织类型和动物)决定的性质以及用于产生组织产品的处理参数。由于组织产品通常用于外科应用和/或组织置换或增大，所以产品应该支持组织生长和再生，如所选择的植入部位所期望的。

然而，为了提供期望的生物学特性，组织产品(包括细胞外组织基质)必须具有结构和功能性质，包括合适的孔隙率和化学组成，以促进细胞向内生长和组织再生，而无过度纤维化或瘢痕形成。此外，为了作为组织填充物，组织产品必须具有足够的刚度以防止植入时的不希望的压缩或变形，同时允许有利的手感或美观外观。

然而，对于某些应用，目前可获得的组织产品(例如无细胞组织基质或合成材料)可能具有不太优化的机械性质或者可能在植入后在体内变化太快(例如，由于蛋白酶活性而变弱)。例如，某些组织产品可能太容易被压缩、或者可能会变弱或不具有足够的某些承重应用所需的抗拉强度而不能用作组织填充物。

此外，现有的细胞外基质产品设计可能不太适合治疗某些病状。例如，现有设计可能太硬而不能用于治疗软组织，或者太软或无弹性而不能保持持久的软组织再生所需的体积和孔径。此外，持久的再生软组织填充物必须通过抵抗外部压缩力来保持其体积，同时提供适当的细胞机械线索以用于向支架中重新填充软组织(例如脂肪)而不是更硬的纤维或矿化组织。

此外，一些现有的细胞外基质产物可能具有各种机械性质，包括手感、拉伸性或柔韧性，其可以针对某些用途可以改善。例如，一些基于胶原的材料或细胞外基质产物可以在所谓的脚趾区域中显示初始拉伸(参见图1的Sun等人的美国专利公开号US20090306790A1)。并且对于某些应用，这种初始拉伸可能是不期望的，因为在用于承重应用的植入期间可能需要额外的努力来适当地张紧材料。

本公开内容提供了具有期望的压缩或拉伸模量(包括改进的操作性质)和/或保持支持细胞向内生长和组织再生的能力的改进的组织产品，。

概述

本公开内容提供了用于治疗组织的改进的装置。所述装置可以包括一个或多个(第一)组分，其被选择以允许在多个解剖部位使细胞向内生长和组织再生。另外，所述装置可以包括一个或多个额外(第二)组分或改变的区域，其包括密度、化学结构、强度、弹性模量和孔隙率中的一种或多种的变化。第一组分和第二组分可以形成三维结构(例如，作为复合材料)，所述三维结构具有被选择用于期望应用(例如，作为组织填充物来代替在切除肿瘤切除术或其他手术期间移除的组织)的受控的宏观机械性质(例如，受控的压缩模量)。另外，在植入后的相关期间提供期望的机械性质的同时，装置可以允许细胞向内生长和组织再生。

根据多个实施方案，提供了组织产品。所述组织产品可以包含第一组分，所述第一组分包含当植入患者时能够支持细胞向内生长和组织再生的含胶原的基质。此外，组织产品可以包含包括三维结构的第二组分，其中所述第一组分嵌入在所述第二组分的网格框架中，并且其中所述第二组分具有大于所述第一组分的压缩模量的压缩模量。

根据某些实施方案，提供了组织产品。所述产品可以包含第一组分，所述第一组分包含当植入患者时能够支持细胞向内生长和组织再生的含胶原的细胞外组织基质。另外，所述产品可以包含在整个所述第一组分中隔开的一组较高模量区域，其中所述较高模量区域由含胶原的细胞外基质形成，并且已被处理使得所述区域具有比所述组织产品的其他部分更高的胶原纤维密度。