[发明专利]细胞合成颗粒

说明书

优先权声明

本申请基于35U.S.C.§119(e)要求美国临时申请61/478,033的优先权，该临时申请的申请日为2011年4月21日，其全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本技术涉及组织工程领域。更具体地说，本技术涉及的领域为包含由细胞在培养基中产生的天然细胞外基质的颗粒、这些颗粒的制备方法以及它们的后续用途。

背景技术

多细胞生物体是由组织，即具有相似形态和功能的细胞群构成。不同的组织相互集合在一起并行使其功能，形成器官。虽然一些组织似乎专由细胞构成，但是大多数组织具有第二种关键成分-细胞外基质（ECM）。ECM由细胞合成的各种蛋白组成，并建立了细胞的生理环境。ECM在以下方面具有重要作用：提供机械结构、为合适的细胞行为提供粘附点、储存生长因子和细胞因子以及正在进行的研究主题的其他作用。在ECM的许多蛋白质中，胶原蛋白通常是最丰富的，并因其机械作用而广为人知。到目前为止，已经得到描述的胶原蛋白有大约20种。弹性蛋白也是一个众所周知的已知蛋白质，其在一些组织中发挥了重要的机械作用。ECM还包含了许多其他蛋白，这些蛋白具有各种功能并建立一不容易被人为复制的复杂微环境。(这些蛋白质包括：纤连蛋白、层粘连蛋白、玻连蛋白、核心蛋白聚糖、腓骨蛋白、原纤蛋白、微纤维相关的糖蛋白（MFAP）、界面蛋白（emilins）、骨桥蛋白、腱生蛋白、巢蛋白（entactin/nidogen）、血小板反应蛋白、富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（SPARC）、母系蛋白、多功能蛋白聚糖、透明质酸、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸角质素、二聚糖、基底膜聚糖、多配体聚糖、基膜聚醣、磷脂酰肌醇聚糖以及其他许多种）。现已被广泛接受的是，构成恰当的ECM在维持正常的细胞形态和功能方面是至关重要的。

但是，组织缺陷可由一些医疗条件引起，包括，例如，先天性畸形、外伤、感染、和肿瘤切除。数百年来，外科医生已经解决了在活体生物体内修复受伤组织的问题。组织和器官移植可以为许多病变情况提供解决方案。然而，数目有限的器官捐赠者以及机体的有限的再生能力，使许多病人得不到治疗，往往导致其遭受很多的苦难，甚至死亡。

成功修复有缺陷或受损组织部分取决于提供的条件，允许合适的细胞再生以及最大限度减小在修复过程中发生感染和炎症的可能性。因为很多组织和器官不能自发的再生，或者运用现有的外科和药理技术无法将其修复，所以仍需要能够促进组织再生或提供体外产生新组织的治疗策略。

组织工程学是从细胞生物学和工程学领域的集合中产生的。组织工程包括一些在人体外，如在试管内生产组织的技术和方法。传统上，组织工程一直试图解决的问题涉及使用细胞生物学原理结合材料科学的技术生产复杂的医疗设备，从而进行组织修复。一般来说，组织工程是指由细胞组件通过自组装来构建一片片组织。

然而，人工材料通常被机体识别为异物，并引起免疫反应，称为“异物反应”，其特征是慢性炎症和疤痕（例如，见Anderson,J.M.,et al,Semin.Immunol.20(2),86(2008)）。这种反应的结果往往是人工植入体部分或全部封装入疤痕组织中，将其与人体循环系统进行有效隔离。虽然这并不妨碍植入体的许多机械功能（例如，整形外科的和牙科的植入物），它确实会影响位于植入体中的细胞的生存（例如，肝脏、肾脏、胰腺更换产生的问题）。这种类型的困难对于较厚的并包含大量细胞的植入体尤为严重，其需要有效的血液供应来输送氧气和排除代谢废物。此外，合成材料很容易引起感染，因为它们可在微环境中给致病性微生物躲藏，这使机体的免疫细胞很难进入。由于这些原因，现在更多方法聚焦于期望完全生物化的材料的使用能在发展治疗策略中获得更大的成功，这些治疗策略旨在修复、更换、保持和加强组织功能。但是，发展纯生物材料并不是没有自己的障碍。