專利名稱：活性階段細胞或者組織的取樣裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供植入物，細胞或者組織的裝置和方法，例如用作組織工程或者細胞治療的移植物物或者體外研究培養(yǎng)物。本發(fā)明尤其適用于足量生成具有高增殖和/或分化能力，適合于組織工程、修復(fù)手術(shù)或者治療的特異性細胞群，尤其適用于人類。本發(fā)明也涉及制備這種裝置的方法，及其尤其是用于治療組織損傷的應(yīng)用，以及試劑盒，移植物，組織或者生物制品。
哺乳動物細胞用于實驗研究(遺傳研究，毒性研究等)和藥學(xué)及治療目的(細胞治療，組織修復(fù)等)的應(yīng)用越來越廣泛。到目前為止，已經(jīng)發(fā)展了多種獲得細胞或者組織的方法，尤其是主要基于活體組織檢查的取樣和離體處理制備原代細胞培養(yǎng)物。通常，傳統(tǒng)活體檢查技術(shù)的特征在于樣品取自成熟組織的事實。目前，后者含有大量的細胞間基質(zhì)并且常常含有較少的細胞。此外，樣品中含有的細胞大部分是靜息的。因此，這種細胞不在用于組織修復(fù)的最佳生理狀態(tài)。
本發(fā)明提供了制備細胞，移植物，組織以及，更通常包括哺乳動物細胞的生物材料的新的方法，尤其是鑒于其體內(nèi)移植或者其用于研究試驗或者工業(yè)或者藥物基因組篩選。
尤其是，本發(fā)明提供了通過受控的手術(shù)損傷以及隨后的愈合期激活的細胞的恢復(fù)，以及以令人驚訝的方式促進所述回收的方法。
尤其是，本發(fā)明的一個目的是用于提供植入物，細胞或者組織的裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種裝置，其應(yīng)用優(yōu)選由時間限制，如上所述包括由限定一個空間的生物相容性材料制成的壁，所述壁含有允許細胞定殖于所述空間的孔。
本發(fā)明還涉及制備植入物，組織或者細胞培養(yǎng)物的方法，包括(i)將上述裝置導(dǎo)入受試者的組織，(ii)保持裝置足夠的時間使得細胞在所述裝置上的定殖表現(xiàn)出需要的特性，以及(iii)移去裝置并回收細胞，所述細胞可被培養(yǎng)，保藏，包裝和/或移植。
因此，本發(fā)明涉及如上所述用于制備移植物，組織或者細胞培養(yǎng)物的裝置。
本發(fā)明進一步涉及用于制備實施人體治療或者手術(shù)治療的方法，尤其是細胞治療的方法的組合物的本發(fā)明裝置的應(yīng)用。
本發(fā)明還涉及用于制備受試者的細胞和/或組織體內(nèi)取樣的試劑盒的本發(fā)明裝置的應(yīng)用。
本發(fā)明還涉及含有上述裝置的試劑盒。還進一步涉及手術(shù)用具，通常是單獨使用，所述用具與也可以試劑盒形式存在的各種類型的裝置相關(guān)。
本發(fā)明還涉及包括通過上述方法獲得的細胞培養(yǎng)物，細胞制備物，植入物或者含有細胞的組織。
本發(fā)明的裝置和方法通過使在自然生理條件下進行最適培養(yǎng)來促進細胞增殖和分化，細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，組織構(gòu)成和成熟。因此，圍繞著裝置的植入部位的組織保證了裝置中待重建的增殖組織的同源性和合適的營養(yǎng)以及生長，其自身的同源性。
裝置的描述如上所述，本發(fā)明基于制備生物材料的新方法。尤其是，本發(fā)明基于能從目標(biāo)組織體內(nèi)回收活化階段細胞的裝置和方法。因此，本發(fā)明描述了一種具體的裝置，可以在體內(nèi)移植，通過所述裝置捕獲目的細胞。本發(fā)明的裝置進一步提供了細胞生長的空間，所述的空間不擁擠或者并沒有由于周圍組織的壓力而變得狹窄。所述裝置能夠很容易的回收在其中已經(jīng)增殖的組織和細胞。因此，所述裝置的應(yīng)用優(yōu)選受限于時間，因為回收以后，所述裝置從其所放置的組織回收。
更具體地，本發(fā)明的裝置包括由限定一個空間的生物相容性材料制成的壁，所述壁含有允許細胞定殖于所述空間的孔。
所述孔優(yōu)選具有足夠的面積從而使裝置壁的通透性可以允許快速定殖。它們的面積必須不能太大從而避免過長時間的停留在組織中或者難于從組織抽取裝置。實際上，去除可能導(dǎo)致嵌入裝置內(nèi)部空間的組織拉傷并且缺失部分的所述組織?？椎目偯娣e和裝置壁總的外部面積之間的比例可以根據(jù)組織和愈合需要的階段而變化。所述比例優(yōu)選低于0.5，尤其是在0.1和0.5之間，通常在0.1和0.4之間。例如對于骨頭和韌帶而言優(yōu)選0.2的比例。
在裝置壁上存在的孔可具有不同的形式，大小和排列。
雖然圓孔適合于一些組織，為了通過將孔的主軸垂直于纖維從而較容易的從纖維性組織中，例如諸如韌帶中去除裝置，優(yōu)選拉長或者橢圓形。因此本發(fā)明提供了其孔眼可以是圓形，拉長和/或橢圓形和/或任何其它適合于目標(biāo)組織的形狀的裝置，尤其是任何促進細胞定殖，組織再生和/或植入或者去除裝置的形狀。相同的裝置可含有基本上相同大小和規(guī)則排列的孔。然而，通常，可以生產(chǎn)含有不同形狀和/或不同大小和/或在壁上不規(guī)則排列的孔的裝置。
根據(jù)待取樣的組織，裝置壁可以是柔軟的或者更硬或者更軟。用于產(chǎn)生裝置的材料必須是生物適應(yīng)性的，以免負干擾細胞增殖。如果裝置不是植入體，換言之不是設(shè)計用于整合到組織中，而是用于提供細胞，植入物或者組織，就不需要選擇使用對壓力有抗性的材料，如果是植入體的情況，例如用于制備植入物的材料應(yīng)該可以代替脊椎盤或者部分脊柱。雖然下列列舉不全面，但是可以使用例如鈦，鈦合金，陶瓷，鉻-鈷合金，鎳-鉻合金，諸如聚四氟乙烷或者聚碳酸酯的聚合物。根據(jù)一個具體的實施方案，本發(fā)明的裝置壁由基于鈦，鈦合金，陶瓷，鉻-鈷合金，鎳-鉻合金，諸如聚四氟乙烷或者聚碳酸酯的聚合物的生物相容性材料制成。
根據(jù)人們想從其中回收細胞的組織，本發(fā)明的裝置可以采用多種外形。所述形狀由裝置壁限定，并且可以是例如圓柱形(尤其是對于骨組織而言)，紡錘形(尤其是對于韌帶而言)，圓錐形槽(尤其是對于牙槽而言)，雙凸透鏡形(尤其是對于真皮，脂肪組織或者腱膜而言)，單凸透鏡形(尤其是對于骨膜而言)，或者其它任何需要的形式。在一個優(yōu)選的方式中，壁給裝置賦予了一種外形，可以是圓柱形，圓錐槽形，紡錘形，雙凸或者單凸透鏡形或者其它的任何適合于從其中回收細胞的組織的形狀。
中空的空間被理解為由裝置壁限定的一個體積，所述體積為空的，或者含有中心支柱從而避免壁不期望的變平或者包括一個支持物允許或者促進細胞的培養(yǎng)或者附著細胞和/或能夠構(gòu)建植入物。所述支持物的形狀可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)植入的部位進行選擇。裝置的支持物或者內(nèi)壁可以是功能化的或者可被進行處理從而有助于定殖或者細胞生長，例如使用生物因子(生長因子等)或者合適的材料。
在一個優(yōu)選的方式中，本發(fā)明的裝置具有包括4到3000mm3之間體積的內(nèi)部中空體積，優(yōu)選在4和250之間，更優(yōu)選在20和100mm3之間。裝置優(yōu)選地具有2和35mm之間的長度，優(yōu)選在5和15mm之間，寬度在2和15mm之間，優(yōu)選地在3和6mm之間，厚度在1和6mm之間，更優(yōu)選在2和4mm之間。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，壁或者裝置在中空空間只與裝置通過孔連通的封閉位置和一個開放位置之間包括一個可移動部分。在開放位置，中空空間與裝置的外部通過回收細胞或者組織的較大通道進行連通。
當(dāng)裝置壁含有可移動部分時，后者根據(jù)裝置的類型可以具有不同的特性和形狀。例如，在裝置為細長形狀(例如圓柱形或者圓錐形)的情況下，壁的可移動部分可以通過位于裝置末端的一個或者多個可移動金屬環(huán)形成。為殼形裝置，例如扁平或者透鏡形的情況下，可移動部分可以是裝置的一半，換言之通過使兩半殼移離和移向彼此的鉸鏈將一半殼與另一半連接起來，所述鉸鏈?zhǔn)且环N閉鎖裝置(或者閉合)，優(yōu)選地保證兩半殼彼此固定。在這個方面，可以固定一些孔優(yōu)選地使線或者任何其它保證壁的可移動部分處于關(guān)閉位置的合適裝置(松緊帶，舌簧等)的固定或者通過。如果線由諸如金屬的可變形材料制成，在出口點的扭轉(zhuǎn)可以作為閉合裝置。如果線不是金屬，單股的和/或合成材料的，為了相同的目的可以打一個結(jié)。閉合(或者閉鎖)裝置也可具有不同的形式并且可以通過例如與裝置模制成一個整體進行生產(chǎn)。
裝置壁的可移動部分可以設(shè)計成任何其它合適的形式。例如它可以是與裝置的剩余部分通過機械斷層線連接的壁的一部分。因此，用合適的工具撕破或者切割的包套可以組成壁的可移動部分。
最終，如果壁不含有可移動部分，裝置的破壞使其被打開以回收在其內(nèi)部空間增殖的細胞。
在一個優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明的裝置另外含有優(yōu)選方式的牽引裝置，設(shè)計用于促進裝置的去除而且最底可能性的損壞周圍組織。一方面，牽引裝置使裝置能夠從其所植入的組織中抽出，另外還用于指導(dǎo)操作者清理裝置。
因此可以利用牽引裝置作為向?qū)в帽〉镀宄街谘b置的組織。
因此牽引裝置通常為裝置的一個突出部分，諸如導(dǎo)向器，帶，線，舌簧等，通過其抓緊和/或定位裝置。
在第一個具體的實施方案中，牽引裝置包括一個例如通過穿過裝置的一個孔固定到裝置的線。線可以由可變形的材料或者不可變形的材料，合成的或者天然的材料制成。其特性可以是金屬的，天然的(膠原)或者合成的(例如，聚合物)。其長度優(yōu)選由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)在體內(nèi)植入裝置后可以觸及一游離端進行選擇。
因此，一旦體內(nèi)階段完成后，用牽引線去除裝置。線的延伸或者更普遍的牽引裝置的延伸可以與取樣部位有一段距離并且可以通過其它縫合固定在上皮細胞以下，從而當(dāng)抽出裝置時可以很容易的發(fā)現(xiàn)。
牽引線可以與固定裝置到閉合位置的線相同。
牽引裝置可以具有不同的形式。例如，它可以模壓到裝置上作為一個整體，尤其是當(dāng)后者由聚合物制成時。
在這種情況下，本發(fā)明的裝置優(yōu)選包括諸如上述定義的壁和牽引裝置和/或閉合器，所述部件由生物相容性材料制成，優(yōu)選選自鈦，鈦合金，陶瓷，鉻-鈷合金，鎳-鉻合金，諸如聚四氟乙烷或者聚碳酸酯的聚合物。部件可以通過模壓成一個整體進行制備，或者通過分別模壓和裝配進行制備。此外，如上所述，牽引裝置和閉合裝置可以是一個并且相同的部分，例如一根線。
本發(fā)明的一個具體裝置包括一個中空的套管，所述套管由壁的主要部分和一個或者多個套圈組成，每個套圈代表或者構(gòu)成密封套管一個末端壁的可移動部分(參見圖1)。每個套圈適合中空的套管，沒有出現(xiàn)任何伸出的部分，因此不參與組織中裝置的插入以及隨后的抽出和/或因此不會產(chǎn)生由于組織損傷引起的炎癥區(qū)域。由套圈組成的壁的可移動部分以及密封套管根據(jù)取樣的組織可以是例如半圓形，圓錐形或者扁平形。對于柔軟和易碎的組織，諸如脂肪組織優(yōu)選半圓形，對于組織的組分為細長形的組織，諸如韌帶和肌肉優(yōu)選圓錐形，并且對于骨組織優(yōu)選帶有圓形邊緣的扁平形。
根據(jù)本發(fā)明另一個具體的裝置，包括組成整個壁的雙凸或者單凸透鏡狀體，所述的整個壁通過鉸鏈連接分成兩半部分(參見圖6)。優(yōu)選地，這種裝置另外含有連接兩半部分之一的抽取把柄。優(yōu)選地，抽取把柄是彈性可變形的并且在靜止?fàn)顟B(tài)中穿過在另一半透鏡狀體中的夾縫，從而防止這兩半彼此舒展開。
本發(fā)明進一步涉及含有諸如上述的允許進行受試者細胞和/或組織體內(nèi)取樣的裝置的試劑盒。本發(fā)明進一步涉及與每種類型的裝置相關(guān)的單獨使用的手術(shù)用具，所述每種類型的裝置也可以試劑盒的形式提供。所述試劑盒含有-一個裝載管，其內(nèi)橫截面對應(yīng)于待植入的裝置的外橫截面，并且允許在最低操作難度和污染危險性的條件下就會將裝置運送到需要的受試者的部位；在優(yōu)選的方式下，對于圓柱形裝置而言所述裝載管為圓形的，對于表現(xiàn)相同特征的裝置而言為扁平形的；和/或-裝入裝載管的活塞，使裝置可以擠出裝載管并插入受試者的部位，所述活塞優(yōu)選包括允許牽引裝置通過的“U”形部分。
如果牽引裝置為一根線，可以預(yù)先固定到裝置上并且如果需要閉合的話可以另外保證其閉合，從而使其較容易的回收。
操作裝載管和活塞可以由任何合適的材料制成，例如一種聚合材料，優(yōu)選在操作中透明的可以進行觀察，例如聚碳酸酯。
裝置組合件及其操作附件優(yōu)選地以組裝的及無菌的方式提供在兩個小袋中。
生物材料的制備本發(fā)明提供了如上所述裝置尤其優(yōu)選用于體外或者離體以及體內(nèi)制備組織，細胞培養(yǎng)物，移植體或者植入體的應(yīng)用。它可以是哺乳動物的組織尤其是人的組織。更具體地，它可以是例如骨頭，韌帶，軟骨，肌肉，血管或者上皮連接組織。
本發(fā)明描述的裝置或者“細胞捕捉器”優(yōu)選利用目標(biāo)組織中生物學(xué)，細胞學(xué)或者分子學(xué)的動態(tài)愈合。
尤其是，本發(fā)明提供了通過合適的手術(shù)創(chuàng)傷獲得一個部位的方法，所述部位中的目標(biāo)組織將經(jīng)歷不同的愈合階段和不同的細胞狀態(tài)，本發(fā)明還提供了在最佳條件下，換言之體內(nèi)在選擇的時間點在該部位取得需要的細胞的方法。也作為本發(fā)明的一個目的的具體裝置的植入構(gòu)建了最初的手術(shù)創(chuàng)傷并且能夠“捕捉”定殖于裝置空間的活性階段的細胞，所述活性階段的細胞是由原位釋放大量生長因子激活的。
外傷，感染，手術(shù)或者燙傷的傷口愈合遵循相同的過程，條件是病因消失并且不持續(xù)較長時間。在手術(shù)或者外傷的情況下，愈合的持續(xù)現(xiàn)象被分成幾個重疊的階段第一個階段對應(yīng)于血凝塊形成。在這個步驟，由于出血血流攜帶纖維蛋白(構(gòu)成彼此交連的纖維網(wǎng))和血小板，所述血小板通過聚集密封切開的血管并允許形成促進細胞遷移的臨時基質(zhì)。這些血小板是生長因子和細胞因子的儲存器。實際上，一旦激活，血小板就釋放這些作為修復(fù)傷痕的啟始信號的分子。它們引發(fā)炎癥細胞向傷口的補充，然后上皮形成，形成粒狀組織和血管形成。
早期炎癥階段是第二個階段對應(yīng)于血液中多形核嗜中性白細胞的大量到達，所述多形核嗜中性白細胞被細胞因子吸引，吞噬外來顆粒、殘骸和細菌。通過產(chǎn)生酶和氧自由基，嗜中性白細胞中和這些元素，所述氧自由基甚至對于周圍的組織具有破壞作用。嗜中性白細胞也釋放促炎細胞因子吸引并活化臨近的成纖維細胞和角質(zhì)細胞，以及其它的免疫細胞，尤其是成為組織巨噬細胞的血液單核細胞。
晚期炎癥階段一方面包括繼續(xù)嗜中性白細胞的作用，另一方面包括能夠吞噬外來核組織碎片以及細菌的巨噬細胞的聚集。在血小板和嗜中性白細胞后，它們持續(xù)合成并分泌生長因子和細胞因子從而繼續(xù)產(chǎn)生愈合過程所需的分子信號。巨噬細胞清除所有損傷組織的區(qū)域。
因此，組織破壞發(fā)生在這些炎癥階段期間。當(dāng)本發(fā)明的裝置被植入時，通常優(yōu)選地等待直到最初愈合階段的末期抽出裝置并回收組織或細胞。
實際上，酶(血纖蛋白溶酶)隨后逐漸降解纖維蛋白凝塊，使得細胞，尤其是成纖維細胞和角質(zhì)細胞遷移。蛋白酶誘導(dǎo)組織基質(zhì)組分，尤其是膠原蛋白的再吸收從而促進細胞遷移。最終，其它信號對需要修復(fù)的細胞產(chǎn)生趨化作用。
顆?；M織階段大約在第四天開始，并且是細胞尤其是成纖維細胞和新毛細血管強烈增殖和分化，伴有巨噬細胞和松散的結(jié)締組織持續(xù)存在的階段。
因此顆粒化組織組成了具有趨化性，有絲分裂性和調(diào)節(jié)特性的細胞因子的復(fù)合存儲器。在這個階段，在細胞組之間具有重要的依賴性形成用于細胞支架和心血管形成的成纖維細胞，其本身提供有高度活化的細胞所需的營養(yǎng)。成纖維細胞也具有至少部分相關(guān)于由組織內(nèi)的拉伸限制引起的細胞功能激活的自分泌調(diào)節(jié)。
下一個階段-組織重建-是在上一階段增殖的所述組織的細胞分化和產(chǎn)生細胞外基質(zhì)的階段，所述細胞外基質(zhì)修復(fù)并重建損傷的組織。在這個階段成纖維細胞依然存在。在骨組織的情況下，成骨細胞在這個階段被激活并且參與組織修復(fù)。組織逐漸成熟并且在修復(fù)臨近完成時調(diào)節(jié)減少了細胞的數(shù)量。
組織取樣根據(jù)是成熟致密的組織或者是愈合階段新近損傷的組織，以及在第二個階段根據(jù)創(chuàng)傷后的時間間隔，產(chǎn)生非常不同的結(jié)果。
創(chuàng)傷后約7天(根據(jù)組織和動物種類的不同這個時期有所改變)，顆?；M織階段達到最大化，在這個階段取樣將產(chǎn)生最大量的增殖階段的細胞。
創(chuàng)傷后約14天，基質(zhì)形成階段達到最大化，在這個階段取樣將產(chǎn)生最大量的活化階段的分化的細胞。
任何中間階段的取樣(或者在最初炎癥階段以后)也提供了具有完全有益的增殖特性和/或活性的細胞群。與這些不同的目的位置相比，在成熟致密組織中的取樣將只提供很少的具有較低活性或者靜態(tài)的束縛于致密基質(zhì)中的細胞，所述細胞置于培養(yǎng)時可能很難捕捉。在這種類型的取樣中，損失的細胞的百分比可以高達存在的細胞群的90-95％。
因此本發(fā)明提供了通過上述的具有諸如如下特征的裝置來制備組織，細胞培養(yǎng)物或者植入物的方法能夠在愈合的過程中發(fā)展天然再生能力。
因此，本發(fā)明的裝置可以植入到目的組織中，所述組織優(yōu)選是健康的，換言之在移植之前沒有其它的損傷，從而獲得組織的同源再生。在想要獲得細胞樣品的目標(biāo)組織中產(chǎn)生一個創(chuàng)傷，諸如例如一個切口，形狀適合于目標(biāo)組織的裝置例如通過本發(fā)明的裝載管和活塞的方式放置于所述組織中。然后進行縫合將裝置穩(wěn)定在目標(biāo)組織中。在一個優(yōu)選的實施方案中，任選存在的牽引裝置通過在遠離裝置，并且遠離取樣部位的另外的縫合處進行穩(wěn)定化，并且使后者更簡單的定位。
去除裝置后(例如在第二個手術(shù)過程)，在無菌條件下打開，內(nèi)容物為-直接作為存在用同一類型的組織處理的傷口或者組織缺陷的另一個手術(shù)部位的移植體，-或者放置在培養(yǎng)或者轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基中，用于細胞治療方法，組織工程或者研究。
-如果裝置的內(nèi)容物作為移植體，后者優(yōu)選移植到其自身已經(jīng)事先準(zhǔn)備好的部位上，目的在于處于具有為移植組織供應(yīng)營養(yǎng)的新血管形成的組織重建階段。然后將所有的條件結(jié)合來獲得非?？焖俸透涌煽康挠?。
本發(fā)明的另一個方面涉及諸如上述的用于制備治療組織損傷的組織或者移植體的裝置的優(yōu)選應(yīng)用。
本發(fā)明的另一個方面涉及修復(fù)組織損傷或者治療受試者的方法，所述方法包括如下步驟a)從人們想要獲得細胞樣品的組織產(chǎn)生外傷，并根據(jù)本發(fā)明將一個裝置移植到所述組織中(這兩個階段通常同時發(fā)生，例如通過切開插入裝置形成了外傷。裝置的插入通常包括將裝置固定在目標(biāo)組織而進行的縫合步驟)；b)在限定的時間點回收裝置，組織的細胞在所述的時間點具有需要的特征，例如在切開后包括5和21天的5和21天之間，優(yōu)選在包括6和14天的6和14天之間；以及c)直接或者在培養(yǎng)和/或調(diào)節(jié)后，回收裝置中的細胞或組織并將它們植入到需要組織修復(fù)的受試者的可接受部位或允許來治療受試者。
在本發(fā)明的修復(fù)的具體方法中，在重建階段期間的約14天去除裝置。所述方法適合于修復(fù)骨頭，韌帶，肌肉，腱，結(jié)締組織，血管組織等。
在一個優(yōu)選的實施方案中，取樣的細胞是自體細胞。在這種情況下，直接從需要組織修復(fù)的受試者提取細胞。它們可以是收集自與需要治療的受試者一樣的雙胞胎的同基因的細胞，或者是來自相同種類(相關(guān)的或者不相關(guān)的)的另外一個受試者的異基因的細胞，換言之在治療人類患者的情況下的另一個人。
本發(fā)明的其他方面的優(yōu)點將根據(jù)下列的實施例而顯而易見，所述實施例的給出是為了說明的目的而非限制的方式，


如下-圖1是本發(fā)明的第一個實施方案中的圓柱形裝置的分解的前視圖；-圖2是沿著圖1的II-II的縱向切面圖；-圖3是沿著組裝的裝置的II-II的縱向切面圖；-圖4是穿過圖1的IV的側(cè)視圖；-圖5是圖1的穿過V的側(cè)視圖顯示套圈的內(nèi)表面；-圖6顯示本發(fā)明另一個實施方案中處于打開狀態(tài)的裝置；-圖7是沿著圖6的VII-VII的剖面圖；-圖8類似于圖6，只是裝置處于關(guān)閉狀態(tài)；以及-圖9是沿著圖8的IX-IX的剖面圖。
在圖1所示的實施方案中，裝置包括一個圓柱形套管1，其側(cè)壁用使細胞定殖于裝置內(nèi)表面的孔2穿孔。
加上兩個套圈3完成這個裝置。每個套圈的直徑略小于套管的內(nèi)直徑，使其可以強有力的捏合于其中并且十分牢固。每個套圈3包括一個末端輪緣4，當(dāng)套圈在適當(dāng)?shù)奈恢脮r通過其沒有銳利邊緣的圓形的形狀將套管的側(cè)面與套圈的外表面連接從而靠在套圈的邊緣5并且伸出后者的外表面。
所述外表面通過根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成裝置壁可移動部分的橫隔板6形成。
在顯示的實例中，隔板6與套圈的剩余部分連接成為一個整體。
相同于或者類似于套管側(cè)壁孔2的孔7排列在每個套圈的橫隔板上，如圖4和5所示。
可以看出由隔板6形成的壁的可移動部分可以位于關(guān)閉狀態(tài)，其中套圈咬合在套管上。然后裝置的內(nèi)部空間可以與外面僅僅通過在打開位置的孔2，7連通，在所述打開位置套圈被去除。在后者的情況下，裝置的內(nèi)部空間通過其橫截面大小的通道向外打開。
圖3顯示了形成穿過套圈的孔7的環(huán)的縫合線。通過在其從裝置伸出點的纏繞，縫合線在兩個套圈3之間拉緊從而將所述套圈固定連接到套管1。
縫合線8的延伸9用作捕獲階段后抽出裝置的牽引線。
在改變的情況下，線可以用打結(jié)代替纏繞。
在圖6到9顯示的實施方案中，裝置具有由兩個半殼11，12通過柔軟的鉸鏈13連接形成的扁平殼形狀10。
每個半殼壁用定殖孔14進行穿孔。
每個半殼相對于彼此是可移動的。通過排列，半個殼12被認為是構(gòu)成了裝置壁的可移動部分。
根據(jù)本發(fā)明，半個殼12可以調(diào)解到圖8和圖9表示的關(guān)閉位置，其中裝置的內(nèi)部空間只與外部通過孔14連通，在圖7顯示的打開位置，其中內(nèi)部通過整個橫截面與外部連通，所述橫截面顯示在其主平面。
在其主平面，如圖6所示，殼具有完整的矩形橫截面。在垂直面，尤其如圖7和9所示，裝置具有一個圓錐形橫截面。
一個半殼11含有，相對的鉸鏈13，終止于固定孔16的牽引柄通過所述柄可用于后來回收的上皮縫合。
如圖7和9所示，牽引柄15由兩個臂構(gòu)成，其中一個臂15a是短臂，另一個15b為長臂，彼此垂直。短臂15a從半個殼11內(nèi)伸出，并且上升垂直于沿著其邊緣17相對鉸鏈13的半個殼的主要平面。長臂15b位于半個殼邊緣的較短距離并且與短臂15a形成一個直角。
另外的半個殼含有沿著邊緣19相對鉸鏈13的一個狹縫18，其長度略微大于牽引柄15的寬度。
牽引柄類似于裝置的剩余部分由柔軟的塑料材料制成。它的可變形性足以能夠在其自身上彈性地彎曲，從而使其具有固定孔16地游離端當(dāng)兩個半個殼通過繞著鉸鏈13的旋轉(zhuǎn)合在一起時扣住狹縫18的路徑。當(dāng)柄與狹縫吻合時，其嚙合于其中并且裝置繼續(xù)關(guān)閉直到兩個半個殼緊緊地彼此靠緊。正好在關(guān)閉裝置之前，狹縫消除了由兩個柄臂形成的直角。然后牽引柄恢復(fù)到其靜止位置從而將裝置固定到關(guān)閉的位置，如圖9所示。
在打開裝置去除已經(jīng)定殖其中的細胞之后進行反向運動有助于通過柄上的變形操作將兩個半個殼舒展開。
為了防止當(dāng)裝置處于關(guān)閉位置時裝置被擠碎，兩個半個殼中的一個11含有一個中心柱20其位于另外半個殼的內(nèi)表面，也參見圖9。
實施例實施例1-骨細胞的取樣通過取樣骨頭上一個至少4厘米的切口取樣，例如上頜骨的無牙頂部或者脛骨的前內(nèi)側(cè)邊緣。然后分離粘膜-骨膜。在頂端處1cm，利用沖洗法對骨頭逐漸的轉(zhuǎn)孔，每mm從2到5mm直徑，以及10mm深，從而符合“細胞收集器”的尺寸。后者置于如此制備的牙槽中的“收集器支持物”，而且牽引線緊靠骨的表面直到切口的另一端?？p合皮膚或者粘膜從而皮下或者在粘膜內(nèi)固定收集器牽引線的末端環(huán)。
指導(dǎo)組織再生的膜可任選地放置在牙槽開口，收集器和線上靠著骨表面，至少伸出牙槽每一側(cè)5mm從而預(yù)防軟組織的入侵。
然后發(fā)生骨組織愈合的不同階段，伴有生長因子釋放和細胞激活。
在移植后14天可以去除“收集器”以從那里抽出來自周圍骨組織并且分化為成骨細胞的細胞群。
所述細胞可采用更加有利的方式進行體外培養(yǎng)，而不必等到細胞從骨組織移植物的遷移。
組織也可以移植在需要的部位。
實施例2-腱和韌帶成纖維細胞的取樣使用一個帶有圓錐形末端的小的(長度8mm，直徑3mm)圓柱形收集器。在穿過皮膚和逐步切開的切割以后將其移植到腱或者韌帶中。
通過縫合將其固定在韌帶中。利用另一次縫合也穩(wěn)定牽引線并且進行皮下固定。然后縫合皮膚。
在14天后通過去除“細胞收集器”收集細胞樣品，從而收集最大量的定殖在收集器內(nèi)部的分化的細胞。在收集器的套圈中相當(dāng)大的開口(18)可以促進其功能的激活并且因此增強細胞分化。
一旦去除收集器，重新進行縫合。
如同骨頭一樣，這樣獲得的細胞在能夠培養(yǎng)之前不必從致密的基質(zhì)脫離，這樣能夠加速體外培養(yǎng)。
所述細胞也可根據(jù)其修復(fù)緊靠韌帶的傷口。
實施例3-牙周韌帶的細胞取樣拔掉牙以后，可以將圓錐槽“收集器”放置于牙槽中收集牙周韌帶的細胞。實際上，如果沒有清除牙槽，任何的拔取后所述細胞在牙槽洞的表面可以快速增殖。
一周以后，所述細胞可以分化成成骨細胞。在收集器放置的時間段內(nèi)測定所收集的細胞的特性。在將收集器移植到拔掉的牙的牙槽內(nèi)以后，在整個時期內(nèi)，粘膜片狀物應(yīng)該覆蓋并且密封牙槽。
縫合的原則是一樣的，并且牽引線被拉到距離“收集器”大約3cm的位置。
實施例4-骨膜細胞的取樣優(yōu)選扁平的單凸“收集器”。取樣部位臨近骨表面(脛骨，上顎)。在脫去4cm的骨膜以后需要進行整體切割從而將“收集器”滑入準(zhǔn)備的“口袋”。與骨具有良好的接觸是非常重要的。通過將牽引線的末端環(huán)固定到切口的另一端將平面(腱膜和皮膚)再次縫合。
獲得足夠的成骨細胞群需要14到21天的時間。然后，利用牽引線作為指導(dǎo)去除“收集器”。
權(quán)利要求
1.提供植入物，細胞或者組織的裝置，所述裝置包括由生物相容性材料制成、形成一個中空空間的壁，所述壁含有使細胞定殖于所述中空空間的孔(2，7，14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中孔(2，7，14)的所有面積和壁的所有外表面的比例小于0.5，尤其是在0.1和0.5之間，通常在0.1和0.4之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2任一項的裝置，其中壁在關(guān)閉位置和打開位置之間含有一個可移動部分(3，12)，其中在關(guān)閉位置的中空空間僅僅通過孔(2，7，14)與裝置的外部連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項的裝置，其中所述裝置包括一個牽引裝置(9，15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一項的裝置，其中壁賦予裝置一種外形圓柱形，圓錐槽形，紡錘形，雙凸或者單凸形或者其它任何適合于人們想從其中取細胞樣品的組織的形狀。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項的裝置，其中壁和牽引裝置由基于鈦，鈦合金，陶瓷，鉻-鈷合金，鎳-鉻合金，或者諸如聚四氟乙烷或者聚碳酸酯的聚合物的生物相容性材料制成。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項的裝置，其中孔(2，7，14)為圓形，細長形和/或橢圓形和/或其它任何適合于組織的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項的裝置，其中所述裝置的內(nèi)部中空體積在4到3000mm3之間，優(yōu)選在4和250之間，更優(yōu)選在20和100mm3之間，所述中空體積的長度在2和35mm之間，優(yōu)選在5和15mm之間，寬度在2和15mm之間，優(yōu)選在3和6之間，而厚度在1和6mm之間，更優(yōu)選在2和4mm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8任一項的裝置，其中一些孔(7)的排列滿足牽引裝置的固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求4到9任一項的裝置，其中牽引裝置為通過穿過幾個孔(7)將壁的可移動部分(6)固定在閉合位置的一根線(8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4到10任一項的裝置，其中牽引裝置被設(shè)計成與取樣部位具有一定的距離并且通過另外易于定位的縫合固定在上皮下。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11任一項的裝置，其中所述裝置包括一個構(gòu)成壁的主要部分的中空套管(1)，以及一個或者多個各自構(gòu)成密封套管一端的壁的可移動部分(6)的套圈(3)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中每個套圈(3)適合于中空的套圈(1)，因此沒有突出部分，從而不干擾將裝置插入組織及其的抽出。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或者13任一項的裝置，其中由套圈構(gòu)成的壁的可移動部分(6)對于柔軟的和易碎的組織諸如脂肪組織而言是半圓形，對于其構(gòu)成組分為細長形的組織，諸如韌帶和肌肉而言為圓錐形，而對于骨組織而言為帶有圓形邊緣的扁平形。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到11任一項的裝置，其中所述裝置包括一個構(gòu)成整個壁的雙凸或者單凸透鏡狀體以及，優(yōu)選地，一個連接到兩半之一的牽引柄(15)，所述整個壁被分成由鉸鏈(13)連接彼此的兩半(11，12)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中牽引柄(15)是彈性可變形的并且在靜止?fàn)顟B(tài)時穿過在另一半透鏡狀體中的狹縫(18)，從而防止這兩半彼此舒展開。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項的裝置在體外或者離體制備組織，細胞培養(yǎng)物或者植入體中的應(yīng)用。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到16任一項的裝置在制備用于受試者體內(nèi)取細胞和/或組織樣品的試劑盒中的應(yīng)用。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到16任一項的裝置在制備用于實施人體治療或者手術(shù)方法的組合物，尤其是實施細胞治療方法的組合物中的應(yīng)用。
20.根據(jù)權(quán)利要求17到19任一項的應(yīng)用，以制備哺乳動物組織尤其是人的組織。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的應(yīng)用，其中哺乳動物組織為骨頭，韌帶，軟骨，肌肉，血管或者上皮-結(jié)締組織。
22.試劑盒，其中含有權(quán)利要求1到16任一項的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的試劑盒，其中除了權(quán)利要求1到16任一項的裝置外，還含有(i)一個裝載管，其內(nèi)橫截面對應(yīng)于待插入的裝置的外橫截面，并且允許所述裝置運送到接受部位，和/或(ii)裝入裝載管(i)的活塞，其允許所述裝置被擠出裝載管并插入接受部位，所述活塞優(yōu)選具有允許牽引裝置通過的“U”形部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的試劑盒，其中裝載管和活塞為聚合物材料制成，優(yōu)選透明的材料，例如聚碳酸酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及提供植入物，細胞或者組織的裝置和方法，例如用作組織工程或者細胞治療的移植物或者體外研究培養(yǎng)物。本發(fā)明尤其適用于足量生成具有高增殖和/或分化能力適合于恢復(fù)手術(shù)或者治療，尤其適用于人類的組織工程的特異性細胞群。本發(fā)明也涉及制備這種裝置的方法，及其尤其是用于治療組織損傷的應(yīng)用，以及試劑盒，移植物，組織或者生物制品。
文檔編號A61F2/08GK1602350SQ02825435
公開日2005年3月30日 申請日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月19日
發(fā)明者菲利普·高爾特 申請人:天然植入物公司