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用于中空器官的内表面上的体内组织再生的方法和装置

摘要

本公开的方面涉及用于治疗相对于例如食管等中空器官的内表面存在的创伤的方法和合成细胞递送装置。

著录项

  • 公开/公告号CN112867513A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-05-28

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 博奥司时代有限责任公司;

    申请/专利号CN201980065532.4

  • 发明设计人 蒙灵辉;胡顺福;W·佛多尔;

    申请日2019-10-04

  • 分类号A61L27/16(20060101);A61L27/18(20060101);A61L27/38(20060101);A61L27/56(20060101);

  • 代理机构11277 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人刘新宇;李茂家

  • 地址 美国马萨诸塞州

  • 入库时间 2023-06-19 11:06:50

说明书

交叉引用

本申请要求2018年10月5日提交的美国临时专利申请系列号62/741,544、和2018年10月4日提交的美国临时专利申请系列号62/740,962的优先权和权益,前述的全部公开内容通过引用结合在此。

技术领域

本申请涉及促进和/或实现靠近例如食管等中空器官的表面的区域上的体内组织再生的细胞递送装置。

背景技术

虽然食管损伤可能是相对罕见的事件,但损伤的发生是严重的并且在缺乏早期检测和治疗的情况下可先发生进一步的并发症。食管创伤的原因可包括穿透伤或钝性损伤、医源性损伤、来自尖锐物体的摄入的撕裂伤、或继发于吞咽腐蚀性物质的组织破坏。食管损伤还可随着例如酸自胃的逆流(胃食管逆流疾病或GERD)等病况逐渐发生。

有效的治疗通常涉及外科手术,其中在与例如冷冻疗法、光动力疗法、或射频消融术等过程相结合的例如内窥镜检查等过程中从受影响的部位去除受损或患病组织。一旦去除受损组织,恢复通常取决于食管的愈合过程。该愈合过程慢并且可提供用于局部和/或全身感染以及其它并发症的载体。

因此,期望提供用于在例如食管等中空器官中治疗和促进体内组织再生的方法和装置,其可用以替代或补充例如所概述的那些等过程。期望呈现可提供中空器官中受损的上皮细胞的局部修复的最小切口法。期望提供避免通过传统手术方法去除局部受损组织的方法。期望提供比局部方法更小手术侵入性的方法和装置。

发明内容

本文公开的是一种治疗位于限定在中空器官的内表面上的区域上的局部创伤的方法,其包括以下步骤:以与位于限定在中空器官的内表面上的区域上的局部创伤呈覆盖(overlay)关系的方式施加合成细胞递送装置,所述递送装置具有器官接触表面和粘附至所述器官接触表面的至少一种定植细胞系;以足以使至少一种定植细胞系发信号并与靠近所述局部创伤的细胞组织相互作用的时间间隔,使施加的递送装置保持与所述位于限定在中空器官的内表面上的区域上的局部创伤接触,来在靠近局部创伤的细胞组织中实现引导性组织生长;和在引导性组织生长已发生和所述时间间隔已期满后,从与中空器官的内表面的接触部移除合成细胞递送装置。

还公开一种合成细胞递送装置,其包括:主体部,所述主体部具有第一端和与第一端相对的第二端、限定在第一端和相对的第二端之间的第一面、和相对的第二面,所述第一面配置为覆盖中空器官的内表面的一部分,其中主体部的第一面具有至少一个由纺丝聚合物纤维组成的区域,所述纺丝聚合物纤维具有15nm和10微米之间的平均纤维直径,所述纺丝聚合物纤维的至少一部分具有15nm和10微米之间的平均纤维直径,所述纺丝聚合物纤维的至少一部分连结来形成具有小于50微米的平均直径的孔并限定多孔区域;和至少一种定植细胞系粘附至限定在主体部的第一面上的多孔区域。

本公开提供用于内窥镜插入物的递送装置,其增加组织生长而无需受损器官组织的永久性假体替换。所述递送装置提供精确引导的细胞生长,其临时插入至器官以由电纺丝结构递送期望的细胞。本公开进一步提供用于在临时时段内插入递送装置、引导局部区域的细胞生长、以及移除实质上无细胞材料的递送装置的方法。所述方法特别有利之处在于,递送装置提供横向和轴向支承受损器官并提供用于进行引导性细胞生长的平台。

在下文中的实施方案的详细描述、所附权利要求和附图中公开本公开的这些和其它方面。

附图说明

结合附图阅读时,从以下详细描述最好地理解本教导。要强调的是,根据惯例,图中的各种特征不是按比例绘制的。相反,为清楚起见,各种特征的尺寸可被任意扩大或缩少。

图1A是概述根据本文所公开的方法治疗位于中空器官中的局部创伤的方法的图;

图1B是概述根据本文所公开的方法生产非管状合成细胞递送装置的方法的图;

图2是1000X的放大率下的图1C的合成细胞递送装置的实施方案的主体的纺丝表面的实施方案的局部表面的扫描电子显微镜(“SEM”)图;

图3是根据图1C中概述的方法生产的如本文所公开的合成细胞递送装置的管状体的实施方案和根据结合图1C概述的方法限定的弧形体的实施方案的侧视图;

图4是如本文所公开的非管状合成细胞递送装置的实施方案的顶视图;

图5是根据本文所公开的方法的实施方案收集的自体来源的干细胞的细胞培养扩增的扫描;

图6是根据图1C的过程生产的合成细胞化递送装置的实施方案的细胞化表面的200X放大率下的SEM图;

图7是图6中区域的1000X放大率下的SEM图;

图8是图6中区域的2000X放大率下的SEM图;

图9是如本文所公开的合成细胞递送装置的实施方案的透视图;

图10是如本文所公开的合成细胞递送装置的实施方案的替代透视图;

图11是使用位置中的如本文所公开的递送装置的实施方案的侧视图;

图12是图11中描述的实施方案的截面图;

图13是如本文所公开的合成支架的第二实施方案的侧透视图的使用位置中的如本文所公开的合成细胞递送装置的替代实施方案的侧视图;和

图14是描述用于如本文所公开的典型合成细胞递送装置的移除方法的实施方案的食管区域的截面图。

具体实施方式

本文公开使用用于局部递送细胞材料的递送装置来促进空腔的内表面的受影响区域的体内再生的新方法,所述细胞材料可包括例如自体来源的细胞等干细胞材料。期望或需要时,自体细胞可包括例如脂肪来源的间充质干细胞(aMSC)等间充质干细胞(MSC)。已发现,非常出乎意料地,当例如脂肪来源的间充质干细胞(aMSC)等干细胞被部署成与例如食管等中空器官的内部的目标区域接触时,可支承目标受影响区域的组织再生并从周围环境中保护例如伤口等受影响的或目标区域。已发现,当将如本文所公开的递送装置以与中空器官的内表面的受影响区域覆盖接触的方式定位时,当将例如间充质干细胞(MSC)等细胞保持在例如限定在递送装置上的细胞支承面等细胞支承面上时,促进并改善组织再生和伤口愈合。在某些实施方案中,中空器官为通过存在于受试者体内的天然限定的孔口与受试者体内的外部直接或间接连通的中空器官。在某些实施方案中,中空器官为存在于胃肠道或呼吸系统中的中空器官。在某些实施方案中,中空器官为食管。

本公开的方面部分地涉及以下值得注意的发现,插入起到合成支架功能的临时递送装置,与受试者的身体的外部相连通的中空器官的目标或受影响的区域例如受试者的受影响的或作为目标的食管区域相接触,可促进或增强新组织的再生而不并入食管组织(例如,受试者中例如食管等相应中空器官中的完全或功能性器官组织,而不将支架完全并入至再生的组织)。

因此,在一些实施方案中,本公开提供用于促进或增强食管组织的生长的方法,所述方法包括:将临时合成支架组件递送至受试者的食管区域,其中临时合成支架组件的递送导致在受试者的该区域中桥连受试者中的吻合(anastomosis)的新分化的组织的生长。在一些实施方案中,所述方法涉及治疗位于限定在中空器官的内表面中的区域上的局部创伤,其导致包括以下步骤:以与存在于中空器官中的局部创伤呈覆盖关系的方式施加递送装置。递送装置具有器官接触面和粘附至递送装置的器官接触面的至少一种定植细胞系。在一些实施方案中,以足以使存在于递送装置上的至少一种定植细胞系发信号和/或与靠近局部创伤的中空器官组织相互作用的时间间隔,使施加的装置保持与存在于中空器官中的局部创伤的区域接触,来在靠近局部创伤的中空器官组织中实现引导性组织生长。在其中已完成引导性组织生长的时间间隔后,从与例如食管等中空器官的接触部移除合成细胞递送装置。

在一些方面,本公开部分地基于以下令人惊讶的发现:本文所描述的方法导致例如食管组织等中空器官的组织以有序的方式再生,包括中空器官特异性肌肉组织、神经系统组织、或二者。

本文公开使用接种有可包括例如脂肪来源的间充质干细胞(aMSC)等间充质干细胞(MSC)的细胞的合成递送装置、用于中空管状器官中受影响的组织的体内再生的方法和装置。在某些实施方案中,细胞接种在合成聚合物结构上并由合成聚合物结构支承。

在某些实施方案中,中空器官是管状器官。在一些实施方案中,中空器官是使外部与待治疗的生物体的身体连通的管状器官。与待治疗的生物体的身体外部连通定义为通过天然限定在生物体的身体中的孔口与待治疗的生物体的身体的外部位置直接或间接结构连通。此类中空器官结构和天然限定的孔口(一个或多个)的实例是在例如呼吸系统和消化系统等系统中发现的那些。在某些实施方案中,中空器官将是如下的中空器官:当以轴向截面观察时,其特征为粘膜层、粘膜下层和固有肌层(muscularis propia layer)。在某些实施方案中,中空器官是食管。

如本文所公开的细胞递送装置,当与中空器官的内表面上的受影响的区域呈覆盖关系丁定位时,支承中空器官的受影响的区域上的组织再生。在某些实施方案中,中空器官的受影响的区域可以是在损伤、创伤、疾病、例如活组织检查和清创等医学治疗或干预后与至少中空器官的内表面相关的组织区域。在某些实施方案中,中空器官将是如下的中空器官:当以轴向截面观察时,其特征为粘膜层、粘膜下层和固有肌层。在某些实施方案中,中空器官可为食管。

如本文所公开的细胞递送装置包括主体部。主体部具有第一端和与第一端相对的第二端,以及第一面和与第一面相对的相对第二面。

在某些实施方案中,递送装置的第一面配置为当递送装置在使用位置中时覆盖中空器官的内表面的一部分。在某些实施方案中,主体部的第一面包括至少一个由纺丝聚合物纤维组成的区域。在某些实施方案中,预期主体部的整个第一面可由纺丝聚合物纤维组成。在某些实施方案中,主体部的第一面的多达90%的区域可由纺丝聚合物纤维组成。在某些实施方案中,主体部的第一面的多达75%的区域可由纺丝聚合物纤维组成。在某些实施方案中,主体部的第一面的10%和90%之间的区域可由纺丝聚合物纤维组成。在某些实施方案中,主体部的第一面的10%和75%之间的区域可由纺丝聚合物纤维组成。在某些实施方案中,主体部的第一面的10%和50%之间的区域可由纺丝聚合物纤维组成。

在某些实施方案中,纺丝聚合物纤维具有15nm和10微米之间的平均纤维直径。在某些实施方案中,纺丝聚合物纤维可以具有15nm和1微米之间;25nm和1微米之间;35nm和1微米之间;50nm和1微米之间;50nm和2微米之间;50nm和5微米之间;50nm和6微米之间;50nm和8微米之间;50nm和10微米之间;1微米和10微米之间、2微米和10微米之间;3微米和10微米之间;5微米和10微米之间的平均纤维直径。

在某些实施方案中,纺丝聚合物纤维可以是电纺丝聚合物纤维。在某些实施方案中,电纺丝聚合物纤维部分可根据期望或需要由单个连续的聚合物纤维或多个连续的纤维组成。

在某些实施方案中,纺丝聚合物纤维可由以下的聚合物材料的至少一种组成:聚偏二氟乙烯、间规聚苯乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚(丙烯腈)、聚丙烯腈和丙烯酸的共聚物、聚丙烯腈和甲基丙烯酸酯的共聚物、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚(氯乙烯)的共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯。在某些实施方案中,至少一层为包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氨酯的共混物的聚合物材料。所述材料可全部或部分地为电纺丝。

在某些实施方案中,纺丝聚合物纤维可构成与主体部的第一面相关联的几层。

在某些实施方案中,存在于递送装置的主体部的第一面中的纺丝聚合物纤维连结以形成多个孔。在某些实施方案中,孔限定在主体部的第一面上并向其内部延伸。在某些实施方案中,孔可具有小于50微米的平均孔径。在某些实施方案中,平均直径值是在第一面的表面测定的直径。在某些实施方案中,至少一部分的孔可彼此连通。在某些实施方案中,孔配置为在主体部的第一面上限定至少一个多孔区域。

在某些实施方案中,根据期望或需要,主体部的第二面与第一面相对,并且可由纺丝聚合物纤维组成。期望或需要时,纺丝聚合物纤维由与第一面中采用的材料相同或不同的聚合物材料组成。期望或需要时,纺丝聚合物纤维可具有与第一面中采用的纺丝聚合物材料中所采用的相同或不同尺寸。

在某些实施方案中,递送装置还包括粘附至主体区域的第一面的多孔区域的至少一种定植细胞系。在某些实施方案中,粘附至主体区域的第一面的多孔区域的至少一种定植细胞系可作为一个或多个离散的集落存在。在某些实施方案中,递送装置的主体区域的第一面包括多个存在于主体区域的第一面上的离散细胞系集落。在某些实施方案中,离散细胞系集落在主体区域的第一面上为彼此随机间隔关系。

至少一种定植细胞可粘附至主体部的第一面的外表面。在某些实施方案中,多个离散细胞系集落可以以随机间隔关系粘附至主体部的外面。

在某些实施方案中,细胞系可源自例如自体来源的干细胞等干细胞。在某些实施方案中,细胞系可包括间充质干细胞(MSC)。在某些实施方案中,细胞系可包括脂肪来源的间充质干细胞(aMSC)。

在某些实施方案中,递送装置的主体部包括从主体部的第一端延伸至主体部的第二端的侧边缘。在某些实施方案中,侧边缘可是彼此相对的第一侧边缘和第二侧边缘。在某些实施方案中,第一侧边缘和第二侧边缘彼此平行设置。

在某些实施方案中,主体部可配置为第一面在外弯曲表面取向的弯曲构件。

图1A中图像描述了治疗位于限定在中空器官的内表面上的区域上的局部创伤的方法的实施方案。在某些实施方案中,预期方法100包括以与位于中空器官的内表面中的局部创伤呈覆盖关系的方式施加合成细胞递送装置的步骤,如附图标记110。施加的合成细胞递送装置具有器官接触表面和粘附至器官接触表面的至少一种定植细胞系。

施加步骤可通过合适的方法,例如通过内窥镜插入是一个非限制性实例的无切口技术来实现。预期可通过任何合适的方式将合成细胞递送保持在相对于局部创伤的区域的位置。此类定位方式的非限制性实例包括缝合、组织胶、生物胶带、或合适定位的内支架(stent)。如本文所用,术语“内支架定义为例如临时食管内支架等管状网状物装置。

在图1A中公开的方法中,至少一种定植细胞可粘附至合成细胞递送单元的第一面并且可全部或部分地由间充质干细胞(MSC)组成。在某些实施方案中,间充质干细胞可为脂肪来源的间充质干细胞(aMSC)。在某些实施方案中,MSC或aMSC可为源自经受治疗的个体的自体干细胞。

在图1A中概述的方法中,以足以使至少一种定植细胞系发信号和与靠近局部创伤的中空器官组织相互作用的时间间隔,使施加的合成细胞递送装置保持与位于限定在中空器官的内表面上的区域上的局部创伤的接触,以在靠近局部创伤的中空器官组织中实现引导性组织生长,如附图标记120。在某些实施方案中,时间间隔将为足以发信号和诱导引导性组织再生和生长的时间间隔。适当地,术语“引导性组织再生和生长:如本公开中所用的该术语定义为对诱导粘膜、粘膜下细胞生长以及基质细胞生长的相关中空器官特异性的分化组织的结构性组织生长。在某些实施方案中,时间间隔为1和40天之间。在某些实施方案中,时间间隔为5和30天之间。在某些实施方案中,时间间隔为10和27天之间。

在其中以覆盖关系将合成细胞递送装置置于中空器官中的局部创伤的放置时间间隔完成后,可从与中空器官的内表面的接触部移除合成细胞递送装置,如附图标记130。在某些实施方案中,在已完成引导性组织生长后移除装置。在某些实施方案中,通过例如内窥镜法等合适的非切口方法完成移除。

还公开了用于治疗位于限定在中空器官的内表面上的区域上的局部创伤的方法的实施方案,如图1B中图像描述。在图1B中概述的过程中,通过合适的方法合成具有电纺丝纳米纤维的聚合物结构,如参考210。本公开中概述合适的合成方法的非限制性实例。在某些实施方案中,电纺丝纳米纤维可以是本公开中概述的聚合物材料的一种或多种连续的线料。在某些实施方案中,电纺丝聚合物材料可以是以下的一种或多种:聚偏二氟乙烯、间规聚苯乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚(丙烯腈)、聚丙烯腈和丙烯酸的共聚物、聚丙烯腈和甲基丙烯酸酯的共聚物、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚(氯乙烯)的共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯。在某些实施方案中,电纺丝聚合物材料可以是聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及聚氨酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物。

图1B中公开的方法还包括从合适的来源收集干细胞的步骤,如附图标记220。在某些实施方案中,干细胞可获得自来自寻求治疗的个体的一种或多种自体干细胞集合。在本公开的范围内,也可采用其它干细胞来源。

获得的干细胞可以在干细胞扩增的合适的方法下适当地处理来获得细胞培养扩增,从而获得合适的细胞群用于接种在所生产的聚合物电纺丝结构的表面,如附图标记222。合适的细胞扩增技术是本领域技术人员公知的。在某些实施方案中,细胞扩增技术可提供富有例如脂肪来源的间充质干细胞(aMSC)等间充质干细胞(MSC)的培养物。可将所得材料引入合适的生物反应器,如附图标记224。所生产的聚合物管状结构也可引入至生物反应器,如附图标记212。在某些实施方案中,将产生的聚合物管状结构附接至能够在位于限定在生物反应器中腔室中的灌注有扩增的细胞材料的液体介质浴中旋转的支承体。期望或需要时,旋转机构可包括磁力驱动器,其允许支承体连同附接的支架围绕其纵向轴在液体浴中旋转。

通过使细胞溶液沉积在支架外表面上,使聚合物管状结构与液体介质接触,以使所生产的聚合物管状结构接种有例如MSC或其它干细胞等细胞。随着支架在生物反应器腔室中的液体介质浴中旋转,在存在于支持细胞生长的液体介质中的液体生长培养基中孵育接种的支架。孵育时间间隔可以是足以完成至少一个细胞集落粘附至聚合物管状结构的第一面或外面的时间间隔。在某些实施方案中,孵育时间间隔在24小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在36小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在48小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在72小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在96小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在120小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在144小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在168小时和336小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在36小时和240小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在36小时和216小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在36小时和192小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在36小时和168小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在72小时和240小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在72小时和216小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在72小时和192小时之间。在某些实施方案中,孵育时间间隔在72小时和168小时之间。

在孵育后,所得的聚合物管状结构将具有粘附至其第一表面或外表面的细胞的至少一个集落。在某些实施方案中,所得构建体可具有分散在聚合物管状结构的外表面上的多个离散的细胞集落。在某些实施方案中,细胞材料可在合适的生物材料中作为多个离散的细胞集落存在。在某些实施方案中,所得支架包括与聚合物管状结构的外表面呈覆盖关系的细胞鞘。在某些实施方案中,细胞鞘可具有足以为鞘层提供结构完整性的厚度。鞘层可为连续的或不连续的。在某些实施方案中,鞘可由平均1和100个细胞厚之间的内衬(lining)组成。某些实施方案可具有10和100个细胞之间;10和30个细胞之间;20和30个细胞之间;20和40个细胞之间;20和50个细胞之间;10和20个细胞之间;30和50个细胞之间;30和60个细胞之间;40和60个细胞之间;40和70个细胞之间;70和90个细胞之间的细胞厚度。

在某些实施方案中,期望或需要时,在如附图标记240所示的细胞化后,可将聚合物管状结构保持在生物反应器中一段时间,其后可将所得的管状结构调整为合适的非管状构造,如附图标记250。

在某些实施方案中,聚合物管状结构的外表面将具有多孔表面区域,所述多孔表面区域将使一个或多个细胞跨越纤维之间的区域。在某些实施方案中,表面可在表面开口区域中具有多个范围为约10nm至约100微米的孔。在某些实施方案中,孔可为不规则形状的且由覆盖的且位置不同的电纺丝纤维限定。不受任何理论的限制,认为聚合物管状结构的表面结构是由如本文所述的方法生产的,孔径可促进细胞化和/或至少一个细胞集落的细胞粘附。还认为当如本文所公开的细胞递送装置就位时,如本文所采用的孔径和/或孔构造可预防或减少受试者中的免疫应答或其它不希望的宿主应答。在一些实施方案中,孔具有小于50微米、小于40微米、小于30微米、小于20微米、或小于10微米(例如,约5、约10、或约15微米)的平均孔径。预期使用计算机和/或实验技术(例如,使用孔隙度测定法)计算和/或估算孔径。然而,应理解,在制品的表面上还可存在其它大小的孔。

聚合物管状结构的实施方案的表面的非限制性实例可通过本文所公开的方法来合成和/或可用于合成细胞递送装置并可组成图2中所示的本文所公开的合成细胞递送装置的主体的第一面的至少一部分。图2中所示的表面300的实施方案包括彼此为覆盖熔合关系的多个电纺丝聚合物纤维部分。各电纺丝纤维部分包括支承并直接地连接至位于最表面-一次纤维(surface-most primary fiber)部分310正下方的最表面-二次纤维(surface-most secondary fiber)部分310’的多个最表面-一次纤维部分310。例如上部中间纤维部分312等上部中间纤维可位于最表面-二次纤维部分310’之下并且可与最表面-二次纤维部分310’的一个或多个为熔合关系。应理解的是,在某些实施方案中,各纤维部分310、310’、312可由连续的电纺丝纤维组成。在某些实施方案中,各纤维部分310、310’和312将以通过所生产的聚合物管状结构的外表面中的纤维提供通道和连通的方式覆盖另外的内部纤维部分。在某些实施方案中,表面将具有多个限定在最外表面上的表面孔324。在某些实施方案中,至少一部分的孔324可以是非圆形的并且包括由至少两个纤维部分的交叉(intersection)限定的至少一个角域326。不受任何理论的限制,认为如本文所公开的构造出乎意料地提供在所得细胞递送装置的合成期间促进改善的细胞粘附的结构,包括但不限于例如图3和4中所示的最终的非管状构造的任何剪切和形成。

合成细胞递送装置还如本文所公开。在某些实施方案中,如本文所公开的细胞递送装置可配置为如图9和10中所示。如图9中所示,合成细胞递送装置10的实施方案的透视图由具有第一端12和与第一端12相对的第二端14的主体部11组成。主体11具有配置为覆盖合适的中空器官的内表面的一部分的第一面16,本公开所用的术语中空器官是通过存在于受试者体内中的天然限定的孔口、与受试者体外直接或间接连通的中空器官。在某些实施方案中,中空器官为存在于胃肠道或呼吸系统中的中空器官。在某些实施方案中,中空器官是食管。

主体11还具有与第一面16相对的第二面18,如图9中所示。主体部11的第一面16具有至少一个由纺丝聚合物纤维组成的区域。在某些实施方案中,预期至少50%的第一面16将由纺丝聚合物纤维组成,而在其它实施方案中,至少90%的第一面16将由纺丝聚合物纤维组成。纺丝聚合物纤维将以主体部11的厚度的至少20%的深度存在。在某些实施方案中,主体部11的整体厚度可由纺丝聚合物纤维组成。期望或需要时,纺丝聚合物纤维可以是电纺丝聚合物纤维并且可以以前述方式由一个或多个连续的电纺丝聚合物纤维组成。

在某些实施方案中,合成细胞递送装置10可包括具有3至10微米的平均纤维直径的电纺丝材料并且由以下聚合物材料的至少一种组成:聚偏二氟乙烯、间规聚苯乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚(丙烯腈)、聚丙烯腈和丙烯酸的共聚物、聚丙烯腈和甲基丙烯酸酯的共聚物、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚(氯乙烯)的共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯。在某些实施方案中,至少一层为含有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氨酯的共混物的聚合物材料。

合成细胞递送装置10的主体部11可包括至少一部分的可具有15nm和10微米之间的平均纤维直径的纺线纤维(一个或多个)。在某些实施方案中,至少一部分的纺丝聚合物纤维将具有15nm和10微米之间的平均纤维直径。在某些实施方案中,至少一部分的纺丝聚合物纤维互连以形成具有如前述的平均表面积的孔。在某些实施方案中,孔的平均表面积可为小于50微米。纺丝聚合物纤维可为电纺丝并可互连并至少形成主体部的外层。期望或需要时,至少一部分的孔可如前所述配置。

在某些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11可由两层或多层组成。在图10所示的实施方案中,当合成细胞递送装置在使用位置中时,主体部11可由两层20、22组成,其中至少一个第二层与第一层20相对,使得第一层20插入至中空器官的第一面16和第二层18之间。在各种实施方案中,第二层18可由聚合物网状物、聚合物编织支承材料、固体聚合物构件、和电纺丝层中的至少一种组成。不受任何理论的限制,在某些实施方案中,认为例如图10中所示的多层可提供细胞递送装置,所述装置提供增强的细胞递送。

合成细胞递送装置10还可包括粘附至限定在主体部11的第一面16上的至少一个多孔区域的至少一个细胞系集落。在某些实施方案中,至少一个细胞系集落可设置为至少一个离散的细胞系集落。在某些实施方案中,至少一个细胞系集落可配置为随机设置于第一面16的表面上的多个离散的细胞系集落。在某些实施方案中,细胞系集落可配置为由细胞材料组成的至少一个鞘层,细胞系集落单元通过鞘或以连续或半连续群体预设为离散浓度。

在某些实施方案中,细胞材料可由存在于限定层中的间充质细胞和干细胞组成。限定层可为1和100个细胞厚之间。在某些实施方案中,间充质细胞可为脂肪来源的间充质干细胞(aMSC)。单独地或与例如生长因子等合适的非细胞生物材料组合。在某些实施方案中,在例如电纺丝过程和/或细胞接种过程等制造过程中,例如蛋白质、生长因子、和抗生素药物等促进一种或多种组织愈合过程的活性成分可加载至合成细胞递送装置的主体部11。

在某些实施方案中,合成细胞递送装置10可衍生自具有内表面和相对的外表面的管状体,其中至少一部分的外表面具有限定在其上的多孔区域。合成细胞递送装置10还包括覆盖外表面的、特别是覆盖至少一部分的多孔区域的至少一层细胞。覆盖外表面的细胞可至少部分地衍生自其中可移除地植入合成细胞递送装置的相关患者。

在某些实施方案中,主体部11可配置为如图9和10中所示的弧形构件。限定主体部的弧形构件可具有弧值,例如具有15°和350°之间的值的弧值Θ。在某些实施方案中,弧形构件可具有15°和220°;15°和180°之间的值的弧Θ。

还公开了用于治疗位于患者的中空器官的内表面中的受损组织的方法,该术语如本文所定义的。在某些实施方案中,中空器官可为食管。如本文所公开的方法包括以下的步骤:以与位于限定在中空器官的内表面上的区域上的局部创伤呈覆盖关系的方式施加细胞递送装置,使得器官接触表面具有粘附至其的至少一种定植细胞系。不受任何理论的限制,认为在将如本文所公开的合成细胞递送装置10定位成与存在于中空器官的内表面中的创伤的局部区域呈覆盖接触后,所述至少一种定植细胞系从递送装置扩散开,因此至少一种定植系可整合至局部创伤区域和/或位于靠近此类区域或与此类区域相互作用的未受损组织的区域。

在一些实施方案中,合成递送装置10可包括在生理条件下(例如,在相当近似于组织再生所需时间的时间段内)为可吸收或可溶解的区域。在一些实施方案中,至少一部分的合成细胞递送装置10在合适的生理条件下是可吸收或可溶解的。例如,预期在形成再生的功能性食管组织后,递送装置可溶解,并且溶解的递送装置可落入胃肠道或类似的中空器官。溶解的递送装置可通过上皮组织吸收。

在一些实施方案中,在例如局部创伤的位置处形成例如食管组织等再生的功能性组织后,从受试者中移除合成细胞递送装置10。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10配置为通过具有以下的至少一者而可容易取回:a)一种或多种比缝合线更容易移除的可逆附件(attachment),从而例如在组织再生完成后帮助从周围组织分离;和/或b)可例如在已从周围组织(例如,相邻食管组织)分离后用于帮助取回递送装置的一个或多个特征。可逆附件的非限制性实例包括机械机构(例如钩和环,诸如内支架等连接器,或可分离的其它机械附件)和/或化学机构(例如可生物降解的或可吸收的附件和/或可通过化学或酶促手段选择性去除的附件)。在一些实施方案中,可使用可吸收钉(absorbable staple)。在一些实施方案中,可吸收钉包括例如聚乳酸-聚乙交酯(polylactide-polyglycolide)的共聚物,或材料的任何其它可吸收的共混物。

在如各附图所示的实施方案中,可逆附件可通过将递送装置的主体插入在合适的内支架、装置之间来实现。在如图11所示的实施方案中,其中中空器官待处理,预期内支架可配置为食管内支架50,并且中空器官的受损区域的内表面位于其内面。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置和内支架的手术植入和/或取回可使用合适的内窥镜程序镜下(intrascopically)进行,以胸腔镜辅助。在一些实施方案中,分离的内支架和或递送装置可以内窥镜移除。在一些实施方案中,分离的递送装置可通过其它合适的手段移除。

在一些实施方案中,例如食管组织等新再生的组织的生长导致受试者中愈合的器官区域的形成。在一些实施方案中,新和/或再生的组织不将递送装置并入再生的食管壁。在一些实施方案中,装置被设计并制造成在食管组织再生后可吸收和/或可容易取回。在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11被设计为至少部分地可吸收的。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11的大小和形状近似于中空器官的内表面的患病的、切除的、或受损的区域的大小和形状。在某些实施方案中,递送装置的主体可超过待治疗的损伤的表面积,使得单细胞递送装置10的主体部11的边缘区域与受损部位周围的组织区域边缘相接触,同时具有存在于其中的相关细胞材料的主体部11的第一面16的中心区域接触并覆盖存在于例如食管等中空器官中的局部创伤的区域。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10可由单层的合成聚合物材料组成。然而,在本公开的范围内,单细胞递送装置10还可包括多于一层的合成聚合物材料。例如,单细胞递送装置10可包括至少一个聚合物层、至少两个聚合物层、至少三个聚合物层、至少四个聚合物层、或至少五个聚合物层。期望或需要时,一层或多层可全部或部分地由纺丝聚合物材料组成。期望或需要时,一层或多层可全部或部分地由电纺丝聚合物材料组成。

因此,在一些实施方案中,递送装置10可由多层(例如,2层或多层,例如2、3、4、5层或更多层)组成。在一些实施方案中,一层或多层由相同材料组成。在一些实施方案中,不同层由不同材料制成(例如,不同聚合物和/或不同的聚合物排列)。

如本文所公开的合成细胞递送装置10可包括装配以形成支承细胞层的单细胞递送装置的两个或多个不同组件(例如,在细胞化和/或移植之前)。在一些实施方案中,合成细胞递送装置10包括例如通过用于制造合成细胞递送装置10的合成技术使彼此接触的两层或多层。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11可使用涉及几个步骤的技术来合成,所述步骤导致一层或多层聚在一起(例如,将电纺丝材料层施涂在预先制作的支架的一部分上,例如电喷涂材料前层(prior layer of electro sprayed material)、电纺丝材料前层、并入至合成细胞递送装置10的主体的不同组件(例如,编织管(braided tube)或网状物)的表面、或其两者或多者的组合)。递送装置的一层或多层可通过足以支承主体的任何手段组合。一层或多层可被缝合、结合、编织、胶合、压制、挤出、或其任何组合。可连接一层或多层,使得当将递送主体内窥镜插入至人中空器官中时,轴向或可旋转的活动不使各个层移动。

期望或需要时,合成细胞递送装置10的主体部11可具有大致均匀的壁厚。然而,在一些实施方案中,壁厚可在主体部11的特定区域变化。在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11的一端部或两端部12、14的壁厚与主体部11的中心部(未示出)的壁不同(例如,更厚)(即,包含的层可不具有均匀厚度)。在一些实施方案中,当将递送装置连接至例如食管组织等周围中空器官组织时,较厚的壁区域更坚固且为连接至合成细胞递送装置10的一端部或两端部12、14的缝合线提供更大的支承。较厚的壁区域(一个或多个)还可包括有利于缝合的离散构造。此类构造的非限制性实例包括管、孔洞、圆柱体、锥形体、开口、由壁限定的空隙(void)、凹口、压痕等。

纤维取向

电纺丝纤维可以是各向同性的或各向异性的。在一些实施方案中,不同层中的纤维可具有不同的相对取向。例如,不同层中的纤维可以以华夫格(waffle)、垂线、交联型图案、或其任何组合重叠。在一些实施方案中,不同层中的纤维可具有实质上相同的取向。例如,相同取向的纤维可以是平行的、编织的、波浪形的、或其任何组合。此外,纤维取向可以在复合物或夹式装置的每一层中改变。

在一些实施方案中,可使用具有不同孔隙率的主体的合成细胞递送装置。在一些实施方案中,合成细胞递送装置的主体部的一层或多层允许实质上完全的细胞渗透和均匀接种。在一些实施方案中,装置的一层或多层可例如通过密集包装纤维来构建成防止一种或多种细胞类型的渗透。密集包装纤维可减慢一种或多种细胞类型的渗透。由于孔隙率随纤维直径的变化而变化,控制纤维直径可用于改变递送装置孔隙率。可选地,不同聚合物的共混物可以电纺丝在一起并优先溶解一种聚合物以增加合成细胞递送装置10的主体部11的孔隙率。可控制纤维的性质来优化纤维直径、纤维间距或孔隙率、例如纤维的孔隙率或长径比等各纤维的形态以及将形状从圆形变为带状。在一些实施方案中,可例如通过改变纤维的组成、降解速率、和/或生物吸附速率来控制或优化各纤维的机械性能。

在某些实施方案中,电纺丝纤维材料可提供起伏的表面(contoured surface),例如图4中所示。在某些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11中的至少一个电纺丝层可以是例如聚碳酸酯-聚氨酯等聚合物纤维材料,并且可通过在例如六氟异丙醇(HFIP)等合适的溶剂中溶解聚碳酸酯-聚氨酯、纺丝并干燥来制造。

可配置电纺丝纤维材料的间距和孔隙率,使得接种在外层上的细胞可粘附在递送装置的主体的表面上,即在各纤维之间呈覆盖关系,以允许接种的细胞材料在其上形成片。

合成细胞递送装置的分层

本公开的方面涉及非管状合成递送装置的生产方法。在一些实施方案中,非管状合成主体(例如,合成食管装置)通过首先在芯轴上生产管状聚合物装置(例如,通过电喷涂和/或电纺丝沉积材料)、其后构成非管状合成细胞递送装置来生产。

在一些实施方案中,递送装置的一层或多层为装置的主体提供结构支承,赋予合成细胞递送装置10的主体部11期望的机械性能。在一些实施方案中,可在有机溶剂中涂布编织物(braid)(例如,通过浸涂或其它技术)以帮助其附接至递送装置10的一个或多个其它层。

在一些实施方案中,递送装置的一层或多层可在主体中提供屏障,在内部空间(例如,腔空间)和外部空间之间产生间隔(例如,相对不可渗透的间隔)。在一些实施方案中,屏障可以是电喷涂的聚氨酯(PU)层。

在一些实施方案中,合成递送装置10的主体部11的一层或多层可包括一种或多种聚合物(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PU、或其共混物)。在某些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11可使用支架支承体或芯轴形成。在一些实施方案中,在沉积一层或多层PU、PET、或其组合之前,可用材料(例如,PLGA或其它聚合物)涂布支架支承体或芯轴。

合成细胞递送装置生产-纤维材料

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部的一层或多层可由纤维材料构建。在一些实施方案中,主体部11可包含一种或多种类型的纤维(例如,纳米纤维)。在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11包括除了一种或多种合成纤维以外的一种或多种天然纤维、一种或多种聚合物、或其任何组合。应理解,可将不同材料(例如,不同纤维)用于本文所述的方法和组成。在一些实施方案中,所述材料是生物相容性的,使得其可支承细胞生长。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部包含电纺丝材料(例如,微米纤维或纳米纤维)。在一些实施方案中,电纺丝材料包含PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯(有时写作聚(对苯二甲酸乙二醇酯))。在一些实施方案中,电纺丝材料包含聚氨酯(PU)。在一些实施方案中,电纺丝材料包含PET和PU。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11可包括以下材料的任何一种或多种:弹性聚合物(例如,一种或多种聚氨酯(PU),例如聚碳酸酯和/或聚酯)、丙烯酰胺聚合物、尼龙、可吸收的聚砜类聚合物及其混合物。在一些实施方案中,装置10的主体11可包括聚乙烯、聚丙烯、聚(氯乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯(和其它丙烯酸系树脂)、聚苯乙烯、及其共聚物(包括ABA型嵌段共聚物)、聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、交联和非交联形式的、不同水解程度(例如,87%至99.5%)的聚乙烯醇。在某些实施方案中,聚合化合物还可包括增加聚合物的亲水性的化合物或处理。在某些实施方案中,这可涉及混入例如基于环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物等化合物。还可预期,如果期望或需要,可通过合适的等离子体处理来提高聚合物的亲水性。

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部可包括嵌段共聚物。在某些实施方案中,例如聚偏二氟乙烯、间规聚苯乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯等加聚物,例如聚(丙烯腈)和其与丙烯酸和甲基丙烯酸酯的共聚物、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)及其各种共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)及其各种共聚物、和PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯(有时写作聚(对苯二甲酸乙二醇酯)))等非晶性加聚物,可以进行溶液纺丝或电纺丝,并与本文所公开的任何其它材料组合以生产递送装置的主体。在一些实施方案中,例如聚乙烯和聚丙烯等高度结晶性聚合物可以进行溶液纺丝或与本文所公开的任何其它材料组合来生产主体。

在一些实施方案中,在合成之后、但细胞化和/或植入之前,对一种或多种聚合物进行改性以降低其疏水性和/或增加其亲水性。

在某些实施方案中,电纺丝纤维可具有小于10微米的直径。在某些实施方案中,电纺丝纤维可具有3和10微米之间的直径。在某些实施方案中,电纺丝纤维可具有3和5微米之间的直径。

在某些实施方案中,预期任何可选编织层中的材料可全部或部分地由例如聚(乳酸-羟基共聚物)(“PLGA”)等生物可吸收材料制成。还预期,在某些构造中,所述编织材料可以是可促进和/或支承组织生长和再生的负载材料(loaded material)和化合物。此类化合物和材料的非限制性实例包括抗生素、和生长因子的一种或多种。

电纺丝

在一些实施方案中,生产的某些递送装置的主体包括通过电纺丝产生的(例如,PU和/或PET的)一层或多层。电纺丝材料可用于各种应用,包括用于组织工程化的装置。电纺丝聚合物的合适的方法可包括在以下文献中描述的那些方法:Doshi和Reneker.Electrospinning process and application of electrospun fibers.JElectrostat.1995;35:151–60.;Reneker DH,Chun I.Nanometer diameter fibers ofpolymer produced by electrospinning.Nanotechnology.1996;7:216–23;DzenisY.Spinning continuous fibers for nanotechnology.Science.2004;304:1917–19;或Vasita和Katti.Nanofibers and their applications in tissue engineering.IntJ.Nanomedicine.2006;1(1):15-30,其中涉及电纺丝的内容通过引用结合在此。电纺丝是一种可用于生产具有基本上任何化学性质和从nm级(例如,约15nm)至微米级(例如,约10微米)范围内的直径的随机取向或排列的纤维的通用技术。

在一些实施方案中,本文所用的电纺丝和电喷涂技术涉及使用高压电场来使聚合物溶液(或熔融物)带电,所述聚合物溶液(或熔融物)通过喷嘴(例如,作为聚合物溶液射流)递送并沉积在目标表面上。目标表面可以是静止板的表面、转筒(例如,芯轴)的表面、或导电且电接地的其它形式的收集器(collector)的表面,使得带电聚合物溶液向表面移动。

在一些实施方案中,所采用的电场通常为几kV的量级,喷嘴和目标表面之间的距离通常为几cm以上。聚合物溶液的溶剂在离开喷嘴和到达目标表面之间(至少部分地)蒸发。这导致聚合物纤维沉积在表面上。典型的纤维直径范围为几纳米至几微米。纤维的相对取向可受到目标表面相对于喷嘴的移动的影响。例如,如果目标表面是旋转芯轴的表面,则纤维将沿旋转方向在表面上(至少部分地)对齐。在一些情况下,喷嘴可在旋转芯轴的两端之间来回扫描。

在一些实施方案中,聚合物纤维的尺寸和密度、纤维对齐的程度、电纺丝材料的其它物理特性可受到以下因素的影响,所述因素包括但不限于:聚合物溶液的性质、喷嘴的尺寸、电场、喷嘴和目标表面之间的距离、目标表面的性质、喷嘴和目标表面之间的相对移动(例如,距离和/或速度)、和可影响溶剂蒸发和聚合物沉积的其它因素。

电纺丝和电喷涂过程可用于在可在细胞化后修剪为一定尺寸的芯轴上生产连结的聚合物纤维支架(例如,中空合成支架)。

支承体/芯轴

在一些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11可使用在其上可形成合成细胞递送装置10的非管状主体部11的管状前体的支承体(例如,固体或中空支承体)来生产。例如,支承体可以是静电纺丝收集器,例如芯轴、或管、或任何其它形状的支承体。应理解,支承体可具有任何尺寸或形状。然而,在一些实施方案中,支承体的尺寸和形状设计为生产将支承与宿主中待替换或补充的食管组织(或其一部分)相同或相似尺寸的人造组织的主体。应理解,用于电纺丝的芯轴应具有导电表面。在一些实施方案中,电纺丝芯轴由导电材料制成(例如,包括一种或多种金属)。然而,在一些实施方案中,电纺丝芯轴包括覆盖非导电中心支承体的导电涂层(例如,包括一种或多种金属)。

支架性质

应理解,本公开的方面用于增强任何支架型结构的物理和功能性质,例如基于电纺丝和/或电喷涂纤维的主体。在一些实施方案中,一种或多种主体组件可以是具有不同尺寸的薄片、圆柱体、厚肋(thick rib)、实心块、分支网格等、或其任何组合。在一些实施方案中,一体的和/或组装的递送装置的尺寸与待替换的组织或器官的尺寸相似或相同。在一些实施方案中,递送装置的主体的单个组件或层具有更小的尺寸。例如,纳米纤维层的厚度可为几nm至100nm、至1-1000微米、或甚至几mm。然而,在一些实施方案中,一个或多个主体组件的尺寸可为约1mm至50cm。然而,可如本文所述制造更大、更小、或中等尺寸的结构。

在一些实施方案中,递送装置10的主体11可形成为管状或弧形结构,所述结构可接种有细胞以覆盖中空器官、即食管中的损伤区域。应理解,管状区域可以是具有均匀直径的圆柱体。然而,在一些实施方案中,管状区域可具有任何合适的管状形状(例如,包括沿管状区域的长度具有不同直径的部分)。管状区域还可包括分支或一系列分支。

在一些实施方案中,递送装置10的主体部11设计为具有多孔表面,所述多孔表面具有直径在约10nm至约100微米范围内的、可促进细胞化的孔。在一些实施方案中,孔具有小于50微米、小于40微米、小于30微米、小于20微米或小于10微米的平均直径。孔可具有大于1微米、大于3微米、大于5微米、或大于7微米的直径。例如,孔可为约5微米、约10微米、或约15微米。在一些实施方案中,孔具有20-40微米的平均直径。在一些实施方案中,对孔径进行选择以防止或减少受试者中的免疫应答或其它不期望的宿主应答。可使用计算机和/或实验技术(例如,使用孔隙度测定法)来估算孔径。然而,应理解,还可包括其它尺寸的孔。

在一些实施方案中,使用包括可在合成期间或之后溶解(例如暴露于溶剂、水溶液,例如水或缓冲液)以留下可溶性颗粒尺寸的孔的一种或多种可溶性颗粒的纤维合成递送装置的表面层。在一些实施方案中,被泵送至电纺丝装置的喷嘴的聚合物混合物中包含所述颗粒。因此,所述颗粒可与所述纤维一起沉积。在一些实施方案中,电纺丝过程配置为沉积厚纤维(例如,具有几微米、约10微米、和更厚的平均直径)。在一些实施方案中,如果纤维以密集模式沉积,一种或多种纤维将在固化前合并以形成更大的宏观结构(例如,10-100微米厚或更厚)。在一些实施方案中,这些宏观结构可缠结两个或多个纤维层和/或来自递送装置的主体的两个或多个不同组件的部分(例如,纤维),从而增加主体的机械完整性。在一些实施方案中,当在合成期间的一个或多个阶段中形成(例如,通过本文所述的电纺丝)此类宏观结构(例如,从而连接两个或多个层和/或组件)时,可处理(例如,使用如本文所述的可溶性颗粒蚀刻或使其多孔)宏观结构(一个或多个)的表面来提供适于细胞化的表面。

在某些实施方案中,合成细胞递送装置10的主体部11还可包括源自孵育期间接种在主体部11的第一面上的细胞的细胞层或鞘。细胞层或鞘粘附至合成细胞递送装置10的主体11的第一面16并与其呈覆盖关系。预期存在于细胞鞘或层中的大部分细胞将连接至外表面的最外表面并且将跨越在其上限定的孔来形成连续的或大致连续的表面,使得细胞可均匀地覆盖局部缺损并增加缺损的复原。

在某些实施方案中,细胞层可具有足以为鞘层提供结构完整性的厚度。在某些实施方案中,细胞鞘将由其与主体的外表面接触的许多细胞组成,所述许多细胞足以引导再生细胞与鞘接触以产生覆盖鞘但不与其整合的组织壁。在某些实施方案中,鞘可由平均1和100个细胞厚之间的内衬组成。某些实施方案可具有10和100个之间;10和30个之间;20和30个之间;20和40个之间;20和50个之间;10和20个之间;30和50个之间;30和60个之间;40和60个之间;40和70个之间;70和90个之间的细胞厚度。

具有相关细胞鞘的递送装置10提供了可相对于食管中受损部位定位的可移动的可插入装置。具有与其接触的相关细胞鞘的递送装置10的主体11可被运送至期望的切除部位以进行植入。在某些实施方案中,递送装置10配置为可在切除器官适当再生之后,从植入部位移除。在某些实施方案中,移除的装置将包括与其连接的一些或全部细胞鞘。在一些实施方案中,认为至少一部分的细胞材料将被去除和或在移除递送装置10前被消耗。

本文所公开的治疗方法考虑以下的步骤:以与位于限定在例如食管等中空器官的内表面上的区域上的局部创伤呈覆盖关系的方式施加递送装置,所述递送装置具有器官接触表面和粘附至器官接触表面的至少一种定植细胞系。

在某些实施方案中,本文所公开的方法还包括以下的步骤:将递送装置保持在受损部位足以沿递送装置的主体的第一面实现引导性组织生长的一段时间。在某些实施方案中,引导性组织生长源自存在于中空器官中的损伤周围的组织中的组织并与其接触。在某些实施方案中,引导性组织生长将与相关器官的相关区域相邻。在某些实施方案中,引导性组织生长将表现分化的组织。在某些实施方案中,引导性组织生长将与细胞化鞘层的外表面平行在其向外的位置处。在某些实施方案中,引导性组织生长源自中空器官中的受损部位周围的组织并与其接触,并且将与受损中空器官的相关区域相邻。引导性组织生长将表现分化的组织生长并且与细胞化鞘层的外表面在其向外的位置处平行。

在已实现引导性组织生长后,本文所公开的治疗方法可包括移除递送装置的步骤。在某些实施方案中,移除步骤以使引导性组织生长与保留在受试者中的器官的目标部分保持接触的方式进行。在某些实施方案中,移除过程可包括从引导性组织生长内部内窥镜地移除合成支架。

在某些实施方案中,递送装置可全部或部分地由聚合物材料构成。在此类情况下,本文所公开的方法可包括以下的步骤:使合成细胞化主体保持与受损组织之间的接触足以沿合成主体实现引导性组织生长的时间间隔,使得在足以沿递送装置的主体的第一面实现引导性组织生长的时间段内,至少一部分的合成主体在切除部位被吸收。在其中主体完全由生物可吸收材料构成的某些实施方案中,主体将配置为单独地或与合适的内支架组合地在引导性组织生长期间维持结构完整性。在某些实施方案中,其中装置在选定区域中由生物可吸收材料构成,预期在已实现引导性组织生长后,可通过合适的程序移除主体的剩余部分。

引导性组织生长可通过合适的手段监测。在某些实施方案中,组织生长可在内窥镜下监测。

在本文所公开的方法的某些实施方案中,方法还可包括将细胞材料赋予至递送装置的主体的聚合物表面并允许细胞材料生长以形成细胞鞘层的步骤,然后在移除步骤之前发生赋予和允许细胞材料生长步骤。

在某些实施方案中,本文所公开的方法中采用的递送装置包括其中第一表面包含纺丝聚合物纤维的主体。在某些实施方案中,纺丝纤维可由例如本公开中所描述的那些合适的方法进行电纺丝。在某些实施方案中,细胞化层跨越向外定位的电纺丝纤维的至少一部分。细胞化层可由细胞材料组成,所述细胞材料包括间充质细胞、干细胞、多能细胞中的至少一种。细胞材料可从受试者自体来源的或可为同种异体来源的。

不受任何理论的限制,认为植入例如本文所公开的各种递送装置,特别是接种有覆盖的细胞鞘的递送装置,促进与植入的递送装置的位置接触或靠近的受试者组织的生长、再生和分化。认为具有相关细胞鞘层的递送装置可促进或刺激切除的组织的再生生长,同时最小化组织排斥反应。还认为,细胞鞘层的存在可以在生长和分化过程中降低或最小化再生组织对鞘层的渗透。在某些实施方案中,组织再生从相应的端部向中间进行。一旦再生的组织就位,可移除递送装置。在某些实施方案中,一经移除合成支架,再生的组织结构将缺乏内上皮层。

虽然已结合某些实施方案描述了本发明,但应理解的是,本发明不限于所公开的实施方案,相反,本发明旨在覆盖所附权利要求的范围所包含的各种修改和等效变形,所附权利要求的范围应得到最广泛的解释,以包括法律所允许的全部这些修改和等效结构。

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