[发明专利]用于压缩水凝胶的装置以及方法

说明书

本发明涉及用于压缩水凝胶层(H)的装置以及方法，其中，在装置的操作模式中，分离的活塞(600)被设计为以可拆卸的方式、特别是借助于锁扣连接来连接至装置的第二组件(400)，分离的活塞(600)沿压缩方向(C)挤压存在于移植支架(500)的薄膜底部(501)上的水凝胶层(H)，以便压缩在活塞(600)和薄膜底部(501)之间的水凝胶层(H)。

技术领域

本发明涉及用于压缩水凝胶的装置、用于压缩水凝胶和培养压缩的水凝胶层的系统以及用于压缩水凝胶层和培养压缩的水凝胶层的方法。

背景技术

在人体中，细胞通常存在于三维(3D)大分子网络中，即存在于所谓的细胞外基质(ECM)中。为了在细胞培育时模拟3D环境，可以使用水凝胶。

就这点而言，水凝胶是天然的或合成的网络，尤其是水不溶性的，聚合物链尤其能够吸收超过99％的水。网络的亲水性源自聚合物主链或侧链[1、2]中的化学残留物的存在。

由于水凝胶与天然组织相似的生物相容性和柔韧性，水凝胶预定用于角膜[3]、皮肤[4]、软骨[5]、筋腱[6]或血管组织的组织工程领域中的应用。水凝胶的另一个主要优点是能够在3D基质中容易地整合活细胞。为了生成表皮皮肤替代物，表皮成纤维细胞要浸入I型胶原水凝胶中，I型胶原水凝胶根据三维的凝胶作用来“捕捉”这些细胞。I型胶原提供给这些细胞天然的基质并理想地支持它们的增殖、迁移和分化。重要地，这些成纤维细胞提供必要的因子(在六天中)，并因此在凝胶(包含有成纤维细胞)准备好后的六天里，用于角质形成细胞的维持的微环境要被添加在水凝胶的上表平面上。

因为水凝胶具有松弛的稠度，所以需要将其塑性地压缩，以便改善其生物学特性，还能增加其物理坚固性，从而允许外科医生便利地及安全地处理用压缩的水凝胶制成的最终的凝胶/皮肤移植物。

发明内容

因此，根据以上描述，本发明的根本问题是提供一种用于压缩这种水凝胶的装置、系统以及方法。

这个问题通过以下描述的装置、方法以及系统得到解决：

根据本发明的装置包括：分离的移植支架，其包括周边的支架构件和连接于支架构件的、可渗透的薄膜底部，其中，移植支架被设计为接纳水凝胶，使得水凝胶层被形成(即，在移植支架中的水凝胶沿薄膜底部扩展，其中，其沿薄膜底部的尺寸大于垂直于薄膜底部的、水凝胶的厚度)为覆盖薄膜底部；导向架，其具有多个沿压缩方向伸出的导向杆；滤板；第一(例如，下)组件，其包括具有多个开口的底座，该开口特别是形成于底座的外缘部分，其中，每个开口与一个导向杆关联，其中，在装置的操作模式中第一组件被设计为设置于导向架上，使得各个导向杆通过所关联的开口伸出，其中，第一组件还包括从第一组件的底座伸出的周边壁，使得第一组件形成容器，在操作模式中该容器被设计为接纳滤板和移植支架，使得滤板被设置于第一组件的容器的底部和移植支架的薄膜底部之间；第二(例如，上)组件，其包括具有多个开口的底座，该开口特别是形成于第二组件的底座的外缘部分，其中，每个开口与一个导向杆关联，其中，在操作模式中第二组件被设计为设置于第一组件上，使得通过第一组件的所关联的开口伸出的各个导向杆还插入第二组件的所关联的开口中，以便通过杆沿压缩方向滑动地引导第二组件；以及分离的活塞，在装置的操作模式中其被设计为以可拆卸的方式、特别是借助于锁扣连接来连接于第二组件，其中，在装置的操作模式中第二组件被设计为沿压缩方向使活塞挤压存在于移植支架的薄膜底部上的水凝胶层，以便压缩活塞和薄膜底部之间的水凝胶层。

优选地，这样的凝胶层用于生成可被移植到患者身上的人造皮肤移植物。

优选地，水凝胶由医用级的I型牛胶原组成。

特别地，水凝胶中包含人自体皮肤成纤维细胞，且人自体角质形成细胞位于水凝胶上，即，位于与存在水凝胶的薄膜底部背对的、水凝胶层的上表面。薄膜或薄膜底部可渗透在压缩期间从层挤出来的水以及细胞培养基，使得后者既能够从下面又能够从上面到达水凝胶。