[发明专利]生物工程化的华通氏胶衍生的细胞外基质

说明书

本发明提供了源自脱细胞的华通氏胶基质(DWJM)的生物工程化的细胞外基质模型以及制备和使用它的方法。脱细胞后，DWJM被均化、冷冻，并在模具中被冻干以形成具有基本均匀的孔隙尺寸、孔隙分布和基质组分分布的模制支架，并且可被修剪和成形为任何所需的尺寸。生物工程化的DWJM能够保持所培养细胞的干细胞特性，这在筛选靶向癌症，特别是癌症干细胞群体的化疗药物方面是有用的。生物工程化的DWJM具有类似于骨造血生态位的基质组分，并且可用于扩增和维持造血干细胞以及促进骨再生和修复。

相关申请的引证

本申请要求2018年3月30日提交的美国临时专利申请第62/650,551号的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

背景技术

华通氏胶是脐带血管周围的粘液样多孔结缔组织。华通氏胶含有大量蛋白质、糖胺聚糖和生长因子，这使它成为合适的天然支架材料。脱细胞后，华通氏胶产生了多孔、可生物降解且生物相容的无细胞支架，并且保留了其细胞外基质蛋白。然而，由于脱细胞的华通氏胶基质(DWJM)的来源是脐带，所以DWJM的尺寸、厚度、组成和蛋白质分布在每根脐带之间，甚至在每根脐带的不同区域之间变化很大，这使得它难以以一致的方式使用。

本领域需要改进的脱细胞华通氏胶基质构建体。本发明满足了这一需求。

发明内容

在一个方面，本发明提供了多孔基质，其包含中位孔隙尺寸范围为约200μm至约350μm的模制的脱细胞华通氏胶基质(DWJM)。

在一个实施方案中，中位孔隙尺寸范围为约230μm至约330μm。在一个实施方案中，中位孔隙尺寸为约235μm、约275μm、约290μm、约300μm、约310μm、约320μm或约330μm。在一个实施方案中，孔隙尺寸分布不超过中位孔隙尺寸的50％或17％。在一个实施方案中，该基质的体积孔隙率在约80％与95％之间。

在一个实施方案中，所述基质还包含均匀分布的基质组分，所述基质组分选自由以下组成的组：胶原蛋白、纤连蛋白、肌腱蛋白C(TN-C)、原纤蛋白、基膜聚糖蛋白、透明质酸(HA)、多功能蛋白聚糖(versican)、纤维蛋白原γ链、肌球蛋白-9、肌球蛋白-10、paladin、细丝蛋白、纽蛋白、膜突蛋白、骨膜蛋白、层粘连蛋白、踝蛋白-1及其组合。

在一个实施方案中，该基质的纤维蛋白原γ链丰度比在约30与35之间。在一个实施方案中，该基质的肌球蛋白-9丰度比在约10与15之间。在一个实施方案中，该基质的肌球蛋白-10丰度比在约10与15之间。

在一个实施方案中，该基质可被模制或修剪成尺寸适合于细胞培养孔的圆盘形状。在一个实施方案中，该基质还包含至少一个接种细胞的群体。在一个实施方案中，该基质还包含至少一种治疗剂。

在另一方面，本发明提供了制备生物工程化的基质的方法，其包括以下步骤：将脱细胞的华通氏胶基质(DWJM)浸渍在液体介质中；对浸渍的DWJM执行一个或多个均化循环以形成均化的DWJM，每个均化循环包括均化期和休止期；将均化的DWJM成形；将均化的DWJM冷冻；以及将冷冻的DWJM在真空下冻干以形成生物工程化的基质。

在一个实施方案中，液体介质是蒸馏水。在一个实施方案中，对保存在冰上的浸渍的DWJM执行一个或多个均化循环。在一个实施方案中，每个均化周期包括约30秒的均化期和约120秒的休止期。在一个实施方案中，每个均化期包括在浸渍的DWJM中激活分散混合器。在一个实施方案中，执行至少30个均化循环。在一个实施方案中，使用3D打印来对将均化的DWJM成形。在一个实施方案中，使用模具使均化的DWJM成形。在一个实施方案中，在约-80℃与-180℃之间执行冷冻步骤。在一个实施方案中，在约-20℃与-60℃之间、在约0.05毫巴下执行冻干步骤。

在另一方面，本发明提供了促进受试者的骨再生的方法，其包括以下步骤：提供本发明的多孔基质；在该基质中载入一种或多种成骨和血管生成生长因子；以及将该多孔基质植入在受试者的骨缺损处。