[发明专利]生产用于组织工程的支架的方法，包括锚定单位的应用和随之产生的支架

说明书

技术领域

本发明涉及用于组织工程和器官工程的支架材料和支架。更具体地，本发明涉及支架材料和支架的标记，其作为医学成像方法如CT、MRI、X-Ray、超声、闪烁扫描法等的造影剂（contrast agent）。

背景技术

组织工程是相对新兴的学科，其目的在于在实验室中生产组织或器官，其可随后用于修补或置换患者有缺陷的组织或器官 。

在很多情况中，所述组织或器官利用支架的帮助而产生，支架是三维的基质，在体外或体内细胞利用支架作为它们生长和分化的基础。这样的支架需要模仿体内的环境，并使细胞能够影响其自身的微环境。为了这样做，其需要允许细胞附着和迁移，运输和保持细胞和生化因子，使必需的细胞营养物质和表达的产物能够扩散，并发挥某些机械的和生物的影响以更改细胞的行为。

为了提供植入组织的适当的机能，期望的是能够可视地控制支架的实际情况。这对于监控支架的连续生物降解和评估在这个降解过程中结构和机制的性能可以是特别重要的。但是，在临床相关的成像方法（如CT、MRI、X-Ray、闪烁扫描法和/或超声成像）中，在支架上生长的细胞及支架本身与周围的组织相比较提供极少或者甚至没有造影，因此可以几乎不显像。

US2006/0204445公开了一种基质，其具有相互连接的纤维和孔的三维超微结构以允许细胞附着并进一步包含图像增强剂。所述图像增强剂是基于镧系元素和/或过度元素的MRI成像标记物。此基质包含生物材料，如胶原蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白和/或多聚糖和/或合成聚合物，并例如通过电纺生产。图像增强剂是在细胞接种之前被参入支架基质内或支架基质上。当被植入的支架形成细胞的组织层并准备使用时，可使用参入剂监控人造组织的生长、发育（development）和重塑。

然而，这种方法具有一些严重的缺点，其中之一是使用的标记物的类型必须总在支架生产时确定的事实。在一些情况下，例如对于特定的成像装置或因为其对特定患者引起了免疫反应，给定的标记物仍然可表现出不适合。此外，标记物漂白可发生。

另一个缺点可能起因于一旦支架或组织或器官被植入，各自的标记物或其代谢产物持久的原位释放，即由于在生理环境下各自的结合的切割和/或标记物的代谢降解，例如通过遍在的酯酶和电解质的作用。

还另一个缺点可能起因于支架用标记试剂装备先于细胞植入的事实。因为意图在支架上沉淀下来（settle down）并建立起想要的组织或器官的悬浮细胞，对于化合物如放射性核素、重金属、带电实体、盐等（其经常被用作标记试剂，参见表1）非常地敏感，后者的存在可削弱细胞向支架的植入或刚植入支架的细胞的分裂。

发明内容

本发明的目的是提供标记用于组织工程或工程化的组织或器官的支架的方法，其克服了至少一些上述缺点。

本发明的另一个目的是提供标记用于组织工程或工程化的组织或器官的支架的方法，其在成像选择方面提供比现有技术方法更多灵活性。

本发明的另一个目的是提供标记用于组织工程或工程化的组织或器官的支架的方法，其允许患者具体的个体化方案。

本发明的另一个目的是提供标记用于组织工程的支架的方法，其降低了削弱支架植入的风险。

这些目的通过如独立权利要求所述的方法获得。从属权利要求指出优选的实施方案。在本文中值得注意的是提到以下给定的所有范围将被理解为其包含定义这些范围的值。

附图说明

本发明的目的的附加的细节、特性、特征和优点在权利要求、附图和各自附图的以下描述中公开，实施例以示例性方式显示根据本发明的优选的实施方案。需理解的是实施例不以任何方式意味着限制本发明的范围。

图1显示用于人工心脏瓣膜的支架。

图2显示了一些本发明的元件。

图2b显示了本发明的优选实施方案，其中锚定单位的附着先于单体的聚合发生。

图3显示了未共价结合单体的锚定单位与聚合的支架物质相混合的过程。

图4a显示了所谓的施陶丁格连接（Staudinger ligation）。

图4b显示了所谓的点击反应（click reaction）。

图5a显示了结合锚定单位的单链寡核苷酸。

图5b显示了2个带有粘性末端的双链寡核苷酸，其根据本发明可用作结合剂。

图6显示了根据本发明作为结合剂的其它核苷酸的不同实例。

图7-9显示了用包含共价结合的锚定单位的点击化学法标记支架的步骤。

图10-12显示了借助于Gd标记的寡核苷酸来标记支架的步骤。

图13显示了几种寡核苷酸结合剂连接到球形珠子上的实施方案。