[发明专利]形成血管的植入材料

说明书

本发明涉及植入宿主中的材料。特别是，本发明涉及一种材料，该材料促进在至少一部分植入材料和宿主的界面处形成血管结构。

对于从研究到治疗范围内的各种应用而言，最理想的是在软组织中植入一个物体或装置。这种植入物可以包括体内（indwelling）导管、体内传感器和用于保持被植入体内的组织的装置。

如果用植入的装置来保持组织，那么在许多这样的应用中，就必须将植入的组织从宿主的免疫反应中隔离（免疫隔离）。例如，当植入的组织是异种移植物，即移植物细胞来自另一物种的供体，或者植入的组织是同种移植物，即移植物细胞来自同一物种但遗传组成不同时，这种免疫隔离是很关键的。如果不能适当地隔离这种组织将会导致排斥植入物细胞的宿主细胞或宿主免疫基因因子的侵入。在某些其它应用中，象自体移植，即细胞预先从要植入的病员组织上分离的情况，必须把植入组织与宿主隔离开，这不是因为细胞会排斥，而是因为细胞可能含有给病员带来危险的逆病毒媒介物。相应地，还需将这种细胞包在某种结构中，这种结构能阻断细胞通过的通道。

在某些其它移植应用中，最理想的是提供一种区域或结构，该区域或结构对于受液体排斥的细胞植入物以某种方式进行的分子扩散是选择性不渗透的，或者在非传输机能方面具有非渗透性，例如为穿过皮肤的导管提供一个表面。

在植入生物材料时，宿主的炎性细胞（巨噬细胞、巨生细胞和成纤维细胞）产生被称为异体反应的炎性反应。这种反应常常在植入材料的周围产生无血管形成区。该异体反应是人体试图排除或分离异体的反应（Anderson，J.M.，“移植的炎性反应”，Trans。Am.Soc.Artif.Interm.Ograns.Vol  ⅩⅩⅩⅣ：101-107（1988））。

在异体反应期间，来自宿主的巨噬细胞试图吞食异体。在某些情况下，巨噬细胞聚合形成多核巨生细胞。随着宿主试图隔离异体，而使这种植入物形成为增加了厚度和强度的成纤维细胞层。这样便产生了细胞和胶原纤维性囊。

参照图1，所提供的显微照片（1（a））和附图（1（b））表示对异体植入的传统的组织反应。图1表示典型的组织切片，该切片取自植入Sprague-Dawley鼠背部皮下近三个星期后分离的组织段。如图所示，植入物10由与其相邻接形成的异体被膜12所包围。典型的异体被膜12由三层构成。

如图所示，异体被膜12的第一层13包括位于植入物10和组织之间的界面18上的巨噬细胞14和异体巨生细胞16。由巨噬细胞14组成的该第一层13通常为约5-15微米厚。

异体被膜的下一层，或第二层15包括成纤维细胞20。成纤维细胞20的朝向平行于植入物10的表面，而且包埋在胶原基质中，该基质包括胶原纤维，胶原纤维的朝向也与植入物的表面平行。由成纤维细胞20和胶原纤维构成的第二层15通常具有约30-200微米的厚度。整个异体被膜12的第一层13和第二层15通常是完全无血管的。

在异体被膜12的外部区域，有很少的血管构造24开始出现在成纤维细胞第二区15的外部。在第三层17上离植入物10的表面约30-200微米的地方有松散连接的组织，即更完善的血管。第三层17是无定形的，其厚度随组织植入后的位置和时间发生很大变化。

如图1所示，传统的异体反应所产生的结果是，包围植入物10的异体被膜12在接近植入物表面的部位不含血管构造。

虽然由异体反应产生的异体被膜最好或至少是无害的，但是对某些植入物来说，象例如硅前胸植入物和胶原植入物，这种异体被膜就会使某些应用和使用这类植入物进行治疗受到阻碍。例如，用于糖尿病中葡萄糖分析的体内（indwelling）传感器，由于异体反应使这种传感器用不了几天就会关闭。的确，异体被膜变得如此之厚，以致于抑制了葡萄糖扩散到阻碍传感器发挥作用的膜表面。

同样，当把胰岛植入半渗透膜中治疗糖尿病时，它们通常会在几天或几周内死亡。由于异体被膜的厚度导致供给胰岛的营养缺乏而使胰岛失去作用。同样，由于异体被膜明显阻碍了营养素从毛细管向包在植入膜中的细胞的传输，所以其它植入宿主中的组织也不能保持存活。