本發明專利技術的一個目的是提供一種細胞三維構建體，其具有足以用于組織再生的厚度并包括在其中均勻分布的細胞。本發明專利技術提供包括具有生物相容性的聚合物塊和細胞的細胞構建體，其中多個聚合物塊被布置在多個細胞之間的空間內。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及包括具有生物相容性的聚合物塊和細胞的細胞構建體，其中多個聚合物塊以鑲嵌模式布置在這樣的多個細胞之間的空間內。本專利技術還涉及制備所述細胞構建體的方法。
技術介紹
幫助陷于功能障礙或功能不全的活組織/器官再生的再生醫學的實際應用目前正在進行中。再生醫學是新的醫療技術，其使用3種因子(即細胞、支架和生長因子)來使活組織恢復與原有組織中相同或相似的形式或功能，所述活組織不再僅通過生物體內在具有的自然愈合能力來恢復。近年來，已經逐漸實現使用細胞的治療。其實例包括使用自體細胞培養的表皮，使用自體軟骨細胞的軟骨治療，使用充質干細胞的骨再生治療，使用成肌細胞的心肌細胞片層(sheet)治療，使用角膜上皮片層的角膜再生治療，以及神經再生治療。這些新型治療與基于人造材料(骨修補材料或透明質酸注射)的常規替代醫學不同，其幫助活組織的修復或再生并且因此產生高的療效。實際上，產品如使用自體細胞培養的表皮或培養的軟骨已經被投放市場。然而，因為要被移植的細胞主要以薄片形式移植或以懸浮液狀態移植，所以目前的技術不能提供具有足夠厚度的組織。活組織原本是厚的，并且由于其厚度所以使得肌肉能夠迫使心臟搏動或允許在關節軟骨處的平滑運動。對于一般的使用細胞的組織再生，不能提供厚的組織被認為是主要的問題。例如，使用細胞片層的心肌再生被認為需要細胞片層的多層構建體以再生厚的組織。Okano等最近已經使用溫度應答性培養皿開發了細胞片層。該細胞片層不需要用酶如胰蛋白酶處理并且因此保持細胞-細胞結合以及黏著蛋白(非專利文獻I至6)。預期這樣的細胞片層制備技術可用于心肌組織的再生。因為之前的細胞片層不能形成血管網絡，所以難以再生足夠厚的組織(非專利文獻5和7)。這是因為向中心部分的細胞的營養供應在被允許變厚的細胞片層中喪失，由此細胞死亡。Okano等也認為200 μ m以上的厚度不可能達到，并且正在開發細胞片層，所述細胞片層還含有引入其中的血管上皮細胞以在細胞片 層中形成血管網絡(非專利文獻8)。然而，這不能充當實際的解決方案，原因在于存在以下問題除了目標細胞，必須制備另一個細胞源，即血管內皮細胞；難以在細胞片層中均勻地誘導血管；并且即使可以通過這種方式提供營養物的遞送路徑，在該方法中，準備的營養遞送路徑也必須精確地連接到外部營養遞送路徑。同樣，對于骨再生，已經開發了包含被添加到基質中的培養的細胞的骨再生片層。已經提出了通過將包含被培養成片狀形狀的充質干細胞的培養的細胞片層和包含形成片狀形狀的生物可降解物質的生物可降解片分層放置制備的骨再生片層(專利文獻I)。此外，存在用于誘導間充質組織再生的片層，其中分化自間充質細胞的間充質組織前體細胞和胞外基質附著到多孔片上(專利文獻2)。這些專利技術是這樣的方法，其涉及將附著有培養的成骨細胞的片層放置到身體中并通過體內的膜骨化由成骨細胞形成骨皮質。然而，成骨細胞樣細胞不能在分層狀態中培養，并且由于此問題，具有成骨細胞層的片層不能提供細胞層的厚度超過100 μ m的再生片層。然后，專利文獻3已經報道了可以通過培養方法的發展/優化形成厚度為200 μ m以上的片層，但是根據此報道，僅實現了約210 μ m的骨皮質組織層的形成。如上所述，為許多組織修復提供作為厚的組成物的細胞是有難度的挑戰。其主要原因是僅通過擴散到由細胞組成的三維構建體中，營養物的滲透是不足夠的。已經設計了使用膠原的凝膠包埋培養作為解決該問題的一種方法(非專利文獻9)。然而，包埋在凝膠中的細胞不能從根源上解決該問題，原因在于細胞從凝膠的中心部分向外部區域移動并且因此，不均勻地存在于凝膠中以致中心部分的細胞密度降低。此外，通過凝膠包埋制備的三維細胞構建體不能與另一個三維構建體結合/融合并且因此，形成的三維構建體的尺寸不 能在在細胞接種時制備的尺寸之上。因此，不能采取制備小的凝膠然后將該凝膠彼此融合以制備細胞均勻分布于其中的構建體的方法。此外，專利文獻4描述了通過使用無機陶瓷小珠連接細胞來實現三維培養。然而，無機陶瓷在水保持、溶液交換、營養物擴散和緩沖能力方面較差并且實際上不能提供厚的細胞組成物。實際上，在專利文獻4的實施例中，細胞結合成150至460 μ m的顆粒，在其上有厚的PLLA無紡布層(Icm)，該層僅增加了外觀厚度。實際包含細胞的層僅是在無機陶瓷小珠的表面上的最厚為數十μ m的層。即使不具有細胞的Icm PLLA無紡布被認為是構建體，它也僅僅是具有明顯不均勻的細胞分布的構建體。因此，目前為止僅提供有具有在構建體中的不均勻的細胞分布的三維細胞構建體或具有非常薄的細胞層的構建體。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利公布(Kokai)號2003-275294A(2003)專利文獻2 :日本專利公布(Kokai)號2006-116212A (2006)專利文獻3 :日本專利公布(Kokai)號2009-240766A (2009)專利文獻4 :日本專利公布(Kokai)號2004-267562A (2004)非專利文獻非專利文獻I Shimizu, T.等，Circ. Res. 90，e40_48 (2002)非專利文獻2 :Kushida, A.等，J. Biomed. Mater. Res.(生物醫學材料研究雜志)51，216-223(2000)非專利文獻3 :Kushida, A.等，J. Biomed. Mater. Res.(生物醫學材料研究雜志)45，355-362 (1999)非專利文獻4 Shimizu, T. , Yamato,M. , Kikuchi,A. & Okano, T. , Tissue Eng.(組織工程)7,141-151 (2001)非專利文獻5 Shimizu, T等,J. Biomed. Mater. Res.(生物醫學材料研究雜志)60,110-117(2002)非專利文獻6 Harimoto, Μ.等，J. Biomed. Mater. Res.(生物醫學材料研究雜志)62，464-470(2002)非專利文獻7 Shimizu, T. , Yamato, M. , Kikuchi, A. & Okano, Τ.，Biomaterials (生物材料)24，2309-2316 (2003)非專利文獻8 :Inflammation and Regeneration (炎癥和再生)卷 25Νο· 32005,p. 158-159. The 26th annual meeting of the Japanese Society ofInflammationand Regeneration (日本炎癥和再生協會第 26 屆年會)-Pursuing fusion betweeninflammation research and regenerative medicine (追求炎癥研究和再生醫學間的融合)-Mitsuo Okano非專利文獻 9 !Sustained growth and three-dimensional organization ofprimary mammary tumor epithelial cells embedded in collagen gel本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：中村健太郎，
申請(專利權)人：富士膠片株式會社，
類型：
國別省市：
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