器官和組織的脫細胞化和再細胞化制造技術

本發明專利技術提供了使實體器官脫細胞化和使這類脫細胞器官再細胞化成實體器官的方法和材料。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及器官和組織，更具體說，涉及使器官和組織脫細胞化和再細胞化的方法和材料。
技術介紹
組織工程和再生領域已經對生物來源的基質進行了研究。然而，目前為止，所研制的基質通常沒有理想的基質結構和/或沒有顯示出能有效重建器官或組織的血管床。本專利技術描述了使器官和組織脫細胞化和再細胞化的方法。 專利技術概述本專利技術提供了使器官或組織脫細胞化的方法和材料，以及使脫細胞的器官或組織再細胞化的方法和材料。一方面，本專利技術提供了脫細胞的哺乳動物心臟。脫細胞的哺乳動物心臟包括脫細胞心臟的具有外表面的胞外基質。脫細胞心臟的所述胞外基質基本上保留脫細胞前的胞外基質的形態，所述胞外基質的外表面基本完整。具有代表性的心臟包括但不限于嚙齒類的心臟、豬的心臟、家兔的心臟、牛的心臟、綿羊的心臟或狗的心臟。另一種具代表性的心臟是人的心臟。所述脫細胞心臟可以是尸體的心臟。一些實施方式中，所述脫細胞心臟是完整心臟的一部分。例如，完整心臟的一部分包括而不限于心肌片層(cardiac patch)、主動脈瓣、左房室瓣、肺動脈瓣、右房室瓣、右心房、左心房、右心室、左心室、隔膜、冠狀動脈、肺動脈或肺靜脈。在另一方面，本專利技術提供了一種實體器官。本文所述的實體器官包括上述脫細胞心臟和附于其上的再生細胞群。在一些實施方式中，所述再生細胞是多能細胞。一些實施方式中，所述再生細胞是胚胎干細胞、臍帶細胞、成體干細胞或祖細胞、骨髓衍生的細胞、血衍生細胞、間質干細胞(MSC)、骨骼肌衍生的細胞、多能成體祖細胞(MAPC)、心臟干細胞(CSC)或多能成體心臟干細胞。一些實施方式中，所述再生細胞是心臟成纖維細胞、心臟微血管細胞或主動脈內皮細胞。一般來講，附于脫細胞心臟上的再生細胞的數量至少有約1，000。在一些實施方式中，附于脫細胞心臟上的再生細胞的數量約為1，000-10，000，000個細胞/毫克組織(濕重；即，脫細胞前的重量)。在一些實施方式中，所述再生細胞與所述脫細胞心臟是異源的。在另一些實施方式中，將要將所述實體器官移植入患者體內，所述再生細胞與該患者自體同源。還有另一個方面，本專利技術提供了制備實體器官的方法。這種方法通常包括提供本文所述的脫細胞心臟，使所述脫細胞心臟在一定條件下接觸再生細胞群，該條件下，所述再生細胞能植入所述脫細胞心臟，并在其上增殖和/或分化。在一個實施方式中，將所述再生細胞注射或灌注進所述脫細胞心臟中。還有另一個方面，本專利技術提供了使心臟脫細胞的方法。這種方法包括提供心臟，在一個或多個空腔、血管和/或管道處插管得到插管心臟，用第一細胞破裂介質通過一個或多個套管對所述插管心臟進行灌注。例如，所述灌注可以從每個插管的空腔、血管和/或導管處多方向進行。一般來講，所述細胞破裂介質含有至少一種去污劑，如SDS、PEG或TritonX。這種方法還可以包括用第二細胞破裂介質通過多個套管對插管心臟進行灌注。一般來講，所述第一細胞破裂介質可以是陰離子去污劑，如SDS，所述第二細胞破裂介質可以是離子去污劑,如Triton X。這種方法中，所述灌注可以持續約2_12小時/克(濕重)心臟組織。除非在其它地方另外限定，本文所用的所有技術和科學術語均具有與本專利技術所述領域普通技術人員的通常理解相同的含義。盡管下面將描述合適的方法和材料，然而在本專利技術實踐或試驗中還可以采用與本文所述相似或等效的方法和材料。此外，所述材料、方 法和實施例僅為說明性而非限制性的。本文提到的所有出版物、專利申請、專利和其它參考文 獻均以其全文納入本文作為參考。在發生沖突的情況下，以本說明書，包括定義為準。下面結合附圖和描述對本專利技術的一個或多個實施方式進行詳細描述。本專利技術的其它特征、目的和益處可以從附圖、詳述部分和從權利要求書中顯見。附圖描述圖I圖示了心臟脫細胞化的初步準備。對主動脈、肺動脈和上腔靜脈進行插管(分別為A、B和C)，結扎下腔靜脈、頭肱動脈、左頸總動脈和左鎖骨下動脈。箭頭表示順行和逆行的灌注方向。圖2圖示了脫細胞化/再細胞化設備的一個實施方式。各幅圖中相同的引用標記表示相同的元素。專利技術詳述實體器官通常由3種主要組分組成，即胞外基質(ECM)、包埋進所述胞外基質的細胞、和血管床。本文所述的使實體器官脫細胞是指除去大部分或全部細胞組分而基本上保留胞外基質(ECM)和血管床。然后可以將脫細胞實體器官用作再細胞化的支架。可以從中獲得實體器官的哺乳動物包括但不限于嚙齒動物、豬、家兔、牛、綿羊、犬和人。用于本文所述的方法中的器官和組織可以來自尸體。本文所指的實體器官包括但不限于心、肝、肺、骨骼肌、腦、胰、脾、腎、子宮和膀胱。本文所采用的“實體器官”指具有“基本上封閉”的血管系統的器官。器官的“基本上封閉”的血管系統是指，假設對主血管插管、結扎或用其它方式進行限制下，用液體進行灌注時，所述實體器官能夠容納大部分液體，液體不會漏到實體器官以外。盡管具有“基本上封閉”的血管系統，上面列出的許多實體器官仍然確定了 “入口”和“出口 ”脈管，可以用來引入和除去在灌注期間通過器官的液體。除了上述實體器官外，其它類型的有血管的器官或組織，例如，所有或部分關節(如，膝、肩或髖)、氣管或脊髓也可以用本文所公開的方法進行脫細胞。而且，本文公開的方法還可用來使無血管組織，例如，軟骨或角膜脫細胞。可以將本文所述的有或沒有再細胞化的脫細胞器官或組織(如，心或肝)或其任何部分(如，主動脈瓣、左房室瓣、肺動脈瓣、右房室瓣、肺靜脈、肺動脈、冠狀動脈、隔膜、右心房、左心房、右心室或左心室)移植進患者體內。或者，可以用本文所述的再細胞化器官或組織來檢測，例如，經歷分化的細胞和/或器官或組織的細胞學組成。器官或組織的脫細胞化本專利技術提供了對哺乳動物器官或組織進行脫細胞的方法和材料。如果可能的話，對器官或組織脫細胞的第一步是對器官或組織插管。可以采用本領域已知的方法和材料對器官或組織的血管、導管和/或空腔進行插管。對器官或組織脫細胞的下一步是用細胞破裂介質對插管器官或組織進行灌注。器官灌注可以是多方向的(如，順行和逆行)。本領域對心臟常規采用蘭道夫(Langendorff)灌注，即生理學灌注(也稱為四腔工作模式灌注)。參見例如，《實驗生理學和藥理學方法生物檢測技術(Methods inExperimenta丄 Physiology 和 Pharmacology :Biological Measurement i'echmques) 第 V 版》中的 Dehnert, The Isolated Perfused Warm-Blooded Heart According toLangendorff, Biomesstechnik-Verlag March GmbH,西德，1988。簡單來講，蘭道夫灌注，就是對主動脈插管，與含有細胞破裂介質的貯液器相連。認為是例如通過輸注或滾子泵，或通過恒定的流體靜壓以恒定的遞送流速將細胞破裂介質沿主動脈逆行向下進行遞送的。在兩種方式下，主動脈瓣都被硬性關閉，灌注液直接進入冠狀動脈ロ(從而灌滿心臟的整個心室)，然后通過冠狀竇排入右心房。為了進行工作模式灌注，第二套管與左心房相連，可以將灌注從逆行變為順行。灌注其它器官或組織的方法為本領域已知。例如，以下參考文獻描述了對肺、肝、腎、腦和四肢進行灌注的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種脫細胞哺乳動物器官，包含：所述器官的脫細胞胞外基質，其中所述胞外基質包含外表面，其中所述胞外基質，包括血管網，基本上維持脫細胞前的所述胞外基質的型態，其中所述外表面基本上完整。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：H·奧特，D·泰勒，
申請(專利權)人：明尼蘇達大學董事會，
類型：發明
國別省市：