專利名稱：生產(chǎn)用于組織工程的支架的方法，包括錨定單位的應(yīng)用和隨之產(chǎn)生的支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于組織工程和器官工程的支架材料和支架。更具體地，本發(fā)明涉及支架材料和支架的標(biāo)記，其作為醫(yī)學(xué)成像方法如CT、MRI、X-Ray、超聲、閃爍掃描法等的造影劑(contrast agent)。
背景技術(shù)：
組織工程是相對新興的學(xué)科，其目的在于在實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)組織或器官，其可隨后用于修補(bǔ)或置換患者有缺陷的組織或器官。在很多情況中，所述組織或器官利用支架的幫助而產(chǎn)生，支架是三維的基質(zhì)，在體外或體內(nèi)細(xì)胞利用支架作為它們生長和分化的基礎(chǔ)。這樣的支架需要模仿體內(nèi)的環(huán)境，并使細(xì)胞能夠影響其自身的微環(huán)境。為了這樣做，其需要允許細(xì)胞附著和遷移，運(yùn)輸和保持細(xì)胞和生化因子，使必需的細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)和表達(dá)的產(chǎn)物能夠擴(kuò)散，并發(fā)揮某些機(jī)械的和生物的影響以更改細(xì)胞的行為。為了提供植入組織的適當(dāng)?shù)臋C(jī)能，期望的是能夠可視地控制支架的實(shí)際情況。這對于監(jiān)控支架的連續(xù)生物降解和評估在這個(gè)降解過程中結(jié)構(gòu)和機(jī)制的性能可以是特別重要的。但是，在臨床相關(guān)的成像方法(如CT、MRI、X-Ray、閃爍掃描法和/或超聲成像)中，在支架上生長的細(xì)胞及支架本身與周圍的組織相比較提供極少或者甚至沒有造影，因此可以幾乎不顯像。US2006/0204445公開了一種基質(zhì)，其具有相互連接的纖維和孔的三維超微結(jié)構(gòu)以允許細(xì)胞附著并進(jìn)一步包含圖像增強(qiáng)劑。所述圖像增強(qiáng)劑是基于鑭系元素和/或過度元素的MRI成像標(biāo)記物。此基質(zhì)包含生物材料，如膠原蛋白、彈性蛋白、纖維蛋白和/或多聚糖和/或合成聚合物，并例如通過電紡生產(chǎn)。圖像增強(qiáng)劑是在細(xì)胞接種之前被參入支架基質(zhì)內(nèi)或支架基質(zhì)上。當(dāng)被植入的支架形成細(xì)胞的組織層并準(zhǔn)備使用時(shí)，可使用參入劑監(jiān)控人造組織的生長、發(fā)育(development)和重塑。然而，這種方法具有一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)，其中之一是使用的標(biāo)記物的類型必須總在支架生產(chǎn)時(shí)確定的事實(shí)。在一些情況下，例如對于特定的成像裝置或因?yàn)槠鋵μ囟ɑ颊咭鹆嗣庖叻磻?yīng)，給定的標(biāo)記物仍然可表現(xiàn)出不適合。此外，標(biāo)記物漂白可發(fā)生。另一個(gè)缺點(diǎn)可能起因于一旦支架或組織或器官被植入，各自的標(biāo)記物或其代謝產(chǎn)物持久的原位釋放，即由于在生理環(huán)境下各自的結(jié)合的切割和/或標(biāo)記物的代謝降解，例如通過遍在的酯酶和電解質(zhì)的作用。還另一個(gè)缺點(diǎn)可能起因于支架用標(biāo)記試劑裝備先于細(xì)胞植入的事實(shí)。因?yàn)橐鈭D在支架上沉淀下來(settle down)并建立起想要的組織或器官的懸浮細(xì)胞，對于化合物如放射性核素、重金屬、帶電實(shí)體、鹽等(其經(jīng)常被用作標(biāo)記試劑，參見表1)非常地敏感，后者的存在可削弱細(xì)胞向支架的植入或剛植入支架的細(xì)胞的分裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供標(biāo)記用于組織工程或工程化的組織或器官的支架的方法，其克服了至少一些上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供標(biāo)記用于組織工程或工程化的組織或器官的支架的方法，其在成像選擇方面提供比現(xiàn)有技術(shù)方法更多靈活性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供標(biāo)記用于組織工程或工程化的組織或器官的支架的方法，其允許患者具體的個(gè)體化方案。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供標(biāo)記用于組織工程的支架的方法，其降低了削弱支架植入的風(fēng)險(xiǎn)。這些目的通過如獨(dú)立權(quán)利要求所述的方法獲得。從屬權(quán)利要求指出優(yōu)選的實(shí)施方案。在本文中值得注意的是提到以下給定的所有范圍將被理解為其包含定義這些范圍的值。


本發(fā)明的目的的附加的細(xì)節(jié)、特性、特征和優(yōu)點(diǎn)在權(quán)利要求、附圖和各自附圖的以下描述中公開，實(shí)施例以示例性方式顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案。需理解的是實(shí)施例不以任何方式意味著限制本發(fā)明的范圍。圖1顯示用于人工心臟瓣膜的支架。圖2顯示了一些本發(fā)明的元件。圖2b顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，其中錨定單位的附著先于單體的聚合發(fā)生。圖3顯示了未共價(jià)結(jié)合單體的錨定單位與聚合的支架物質(zhì)相混合的過程。圖乜顯示了所謂的施陶丁格連接(Staudinger ligation)。圖4b顯示了所謂的點(diǎn)擊反應(yīng)(click reaction)。圖fe顯示了結(jié)合錨定單位的單鏈寡核苷酸。圖恥顯示了 2個(gè)帶有粘性末端的雙鏈寡核苷酸，其根據(jù)本發(fā)明可用作結(jié)合劑。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明作為結(jié)合劑的其它核苷酸的不同實(shí)例。圖7-9顯示了用包含共價(jià)結(jié)合的錨定單位的點(diǎn)擊化學(xué)法標(biāo)記支架的步驟。圖10-12顯示了借助于Gd標(biāo)記的寡核苷酸來標(biāo)記支架的步驟。圖13顯示了幾種寡核苷酸結(jié)合劑連接到球形珠子上的實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，提供生產(chǎn)用于組織和/或器官工程的支架材料和/或支架的方法，所述方法包括將至少一種對于標(biāo)記試劑的錨定單位添加到至少一種支架材料和/或至少一種支架上。生產(chǎn)支架材料和/或支架的基本方法是本領(lǐng)域眾所周知的，其中一些在下文中描述。所述方法給予標(biāo)記過程更多的靈活性，因?yàn)槠湓试S推遲標(biāo)記試劑將被用于更遲的時(shí)間點(diǎn)的決定并將其從支架生產(chǎn)過程中去耦合。這再一次允許對標(biāo)記試劑進(jìn)行更好的患者特異性的選擇，以便于在其中解決潛在的過敏等。此外，這允許根據(jù)潛在的成像裝置選擇標(biāo)記試劑。這是特別有用的，因?yàn)槌上裱b置和標(biāo)記試劑兩者都是廣泛的研究和發(fā)展的課題，以便獲得更好的圖像和改進(jìn)診斷和檢查的質(zhì)量，同時(shí)減低成本、對患者的副作用及環(huán)境問題。根據(jù)本發(fā)明的方法因此對未來參入具有更好性能的標(biāo)記試劑也是開放的。如本文中所用的術(shù)語“對于標(biāo)記試劑的錨定單位”涉及多種成分系統(tǒng)的成分，其中所述成分(即至少對于標(biāo)記試劑的錨定單位和標(biāo)記試劑)可被彼此共價(jià)地或非共價(jià)地附著在一起。在這個(gè)多成分系統(tǒng)中，錨定單位被附著或參入到支架上，而標(biāo)記試劑隨后共價(jià)地或非共價(jià)地附著在錨定單位上。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，被提供的是此方法進(jìn)一步包括將至少一種標(biāo)記試劑結(jié)合到至少一種對于標(biāo)記試劑的錨定單位上的步驟。標(biāo)記試劑在大多數(shù)情況下包含允許結(jié)合所述錨定單位的實(shí)體。這個(gè)實(shí)體在下文中也被稱為“互補(bǔ)結(jié)合單位”。互補(bǔ)結(jié)合單位可被結(jié)合到標(biāo)記試劑上或其可形成標(biāo)記試劑的部分。因此，術(shù)語“標(biāo)記試劑”應(yīng)被理解為
a)結(jié)合到單獨(dú)的互補(bǔ)結(jié)合單位上，或者
b)包含互補(bǔ)結(jié)合單位(作為一個(gè)整體的部分)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述標(biāo)記試劑可從下表中被選出，其不應(yīng)理解為限制本發(fā)明關(guān)于標(biāo)記試劑所提及的范圍。注意用上標(biāo)數(shù)標(biāo)記的試劑是放射性的。表 權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)用于組織和/或器官工程的支架材料和/或支架的方法，所述方法包括將至少一種對于標(biāo)記試劑的錨定單位添加到至少一種支架材料和/或到至少一種支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括將至少一種標(biāo)記試劑結(jié)合到至少一種對于標(biāo)記試劑的錨定單位上的步驟，其中所述將至少一種標(biāo)記試劑結(jié)合到至少一種錨定單位上的步驟借助于生物正交化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中聚合的支架材料和/或支架通過至少一種選自以下的方法生產(chǎn)a)電紡，b)快速原型，c)編織和/或d)相分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述支架材料是可生物降解的材料，并且在聚合前將錨定單位加入反應(yīng)混合物中，其中所述錨定單位附著在支架從中形成的聚合物上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述錨定單位在支架形成之后附著，其中所述錨定單位的附著是共價(jià)結(jié)合步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述錨定單位的附著是非共價(jià)結(jié)合步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述標(biāo)記試劑在體內(nèi)結(jié)合到錨定單位上。
8.一種支架材料，其對用于組織和/或器官工程的支架的制備是有用的，其特征在于所述支架材料具有至少一種對于標(biāo)記試劑的錨定單位。
9.一種對組織和/或器官的制備有用的支架，其特征在于所述支架具有至少一種對于標(biāo)記試劑的錨定單位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法獲得的支架材料和/或支架。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9的支架，其被用于生產(chǎn)至少一種選自以下的組織和/或器官a)人工心臟瓣膜，b)血管移植物，c)皮膚，d)神經(jīng)組織，e)器官，f)膀胱，g)血管，h)軟骨組織，和/或i)骨組織。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9的支架用于制備組織和/或器官的用途。
13.一種包含根據(jù)權(quán)利要求8或9的支架的組織和/或器官。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的組織和/或器官，其特征在于所述組織和/或器官選自以下的至少一種a)人工心臟瓣膜，b)血管移植物，c)皮膚，d)神經(jīng)組織，e)器官，f)膀胱，g)血管，h)軟骨組織，和/或i)骨組織。
15. 一種根據(jù)權(quán)利要求8-10標(biāo)記用于組織和/或器官工程的支架材料和/或支架的方法，所述方法包括將至少一種標(biāo)記試劑結(jié)合到所述錨定單位上的步驟，其中至少一種標(biāo)記試劑借助于生物正交化學(xué)反應(yīng)結(jié)合到所述錨定單位上，其中至少一種標(biāo)記試劑在體內(nèi)被結(jié)合到所述錨定單位上，以及所述方法包括在體內(nèi)從所述錨定單位釋放至少一種標(biāo)記試劑的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)用于組織和/或器官工程的支架材料和/或支架的方法，所述方法包括將至少一種對于標(biāo)記試劑的錨定單位添加到至少一種支架材料和/或至少一種支架上。
文檔編號A61K49/00GK102223905SQ200980146882
公開日2011年10月19日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者J. 布羅爾 D., 哈爾特 D., 彼得斯 E., M. J. N. 拉梅里克斯 R., 庫爾特 R., 彭特曼 R. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司