[发明专利]用于细胞培养的材料和方法

说明书

相关申请

本申请要求(i)以优利弗事业有限公司(ULive Enterprises Limited)为申请人在2008年7月12日提交的申请号为0812789.6、名称为“用于细胞培养的材料和方法”的英国临时专利申请，和(ii)2008年9月22日提交的美国临时申请61/099,182的优先权，这些临时申请通过引用使包括附图、实施例和工作实施例、权利要求书和其它支持实施方式在内的整体并入本文。

背景技术

生物细胞的研究和使用引起许多临床和研究应用的极大兴趣。在这些应用中，一些应用期望能够以可选择的方式影响细胞行为。这可包括影响细胞粘附、细胞生长、细胞结构(包括影响细胞内部结构和细胞外部结构的形成)和影响细胞分化。

现有技术已经描述了可以影响细胞行为的多种手段，可以根据所要实现的目的从这些手段中选择合适的手段。最常使用的方法之一是向细胞培养物中补充生长因子或其它可溶的生物活性试剂。这些方法可以有效地影响细胞行为，但也存在许多已知的缺点。许多细胞培养补充物，尤其是生长因子需要复杂的纯化和/或表达过程以产生生物活性剂，因此价格昂贵。此外，许多生长因子和补充物都具有多效性，并因此可能产生许多不清楚的影响，而这取决于所使用的浓度和提供这些生长因子的细胞。

最近已经证明，细胞培养基材(substrate)上提供的官能团可用于影响细胞行为。然而，该方法还具有显著的缺点。具体而言，已经证明以这种方式使用的官能团对细胞产生的生物学影响难以控制。因此，与甚至一种生物活性官能团接触培养的细胞群都易于形成相当大水平的异质性。这是期望产生基本上纯的细胞群的情况(不论是用于临床目的还是研究目的)下的难题。

参见，Curran等，Biomaterials，27(2006)，4783-4793；Curran等，Biomaterials 26(2005)，7057-7067。

发明概述

本发明某些方面和实施方式的目的是至少消除或减轻与现有技术相关的一些问题。

本发明涉及细胞培养材料(cell growth material)。本发明还涉及影响细胞的生物活性的方法；产生细胞培养材料的方法；和此材料的医学应用。

本发明第一方面提供了细胞培养材料，其包含结合有多个生物活性官能团场区(field)的基材，所述生物活性官能团场区被基本不含所述生物活性官能团的基材区(region)彼此分隔，其中场区和区限定了域(domain)，在所述域中所述生物活性官能团场区间间距基本是恒定的。

本发明第二方面提供了影响生物细胞活性的方法，所述方法包括使生物细胞与本发明第一方面的材料接触。

本发明的发明人发现，本发明第一方面的材料能够影响与该材料接触的生物细胞。虽然生物活性官能团影响生物细胞活性的能力之前已有文献报道，但该能力倾向于具有相当大的可变性，这可能与可重复性水平低有关。这与在现有技术的材料上培养的细胞产生多为异质性的细胞群的缺点有关。

在许多研究和临床应用中都期望使用基本同质的(homogeneous)细胞群。与异质细胞群相比，这种同质细胞群可以被更全面地表征，并且可以提供可重复性更高的生物学响应。这对于去除异质性则科学结果的可重复性更高的科学应用是非常重要的，并且对于临床应用，例如基于细胞的治疗尤其重要。

本发明的发明人发现，包含能够影响生物细胞分化的生物活性官能团的现有技术材料产生的细胞群的异质性(heterogeneity)水平可高达40％(即所产生的主要细胞群仅占总细胞群的60％之少)。本发明的发明人认为，本发明的细胞培养材料和利用该材料的方法能够产生异质性水平大幅降低的细胞群。因此，本发明的材料和方法非常有益于临床应用和科研应用。

基于细胞的治疗代表了目前在临床上具有显著意义的领域。这种治疗通常利用离体培养的生物细胞在向患者施用时的增大或替代患病或受损组织的能力。细胞治疗可以使用基本分化的细胞(终末分化的细胞或接近终末分化的细胞)替代损失的或受损的组织，在这种情况下所施用的细胞通常与期望替代的细胞为同一类型。或者，细胞治疗可以使用能够分化产生所需类型的细胞的基本不分化的细胞(例如干细胞和祖细胞)。在这种情况下，所使用的细胞应当能够分化产生获得所需临床结果所需要的一种或多种细胞类型。