[发明专利]用于产生去细胞化组织支架的方法和装置

说明书

本发明涉及产生去细胞化组织支架的方法，其包括用渗透剂和洗涤剂处理组织样品，同时在这些处理步骤中使所述组织样品以1mm以上的位移和3Hz以上的频率进行振荡。该方法可以用于产生保持天然组织的三维架构和胞外基质组成及形态的脱细胞支架。

本发明涉及例如用于治疗、药物建模、药物筛选、诊断和发现生物标志物的胞外基质(ECM)支架的产生。

组织工程学是针对通过恢复器官功能来改善全世界数百万人的生活品质和提供用于人类疾病的离体研究的三维平台的新兴领域。组织工程学的关键挑战在于囊括组织和器官的结构和组成的三维结构(“支架”)的开发。

二维细胞培养物和动物模型常用作研究人类疾病的临床前模型。虽然已通过这些模型获得了有用的信息，这两种体系的特点均在于包括以下的一些限制：培养物中的早期细胞去分化和早期衰老，缺乏肿瘤-基质双向交流，基因和蛋白表达受损，缺乏与人类生物学和物种特异性毒性的关联。

通过组织样品的去细胞化(decellularisation)产生了由胞外基质(ECM)构成的生物支架。ECM完整性、生物活性和三维构架能够在去细胞化的支架中得以维持。然而，由于缺乏能经插管而允许灌注-去细胞化的蒂/脉管，因此生物支架的产生具挑战性。报道的规程的特点在于低速搅动且要求延长(例如，数周)的组织对去细胞化试剂的暴露。此外，这些规程对于小规模组织的完全去细胞化不够有效，且组织的外表面往往由于对试剂与酶的持续暴露而受损。

本发明人认识到，可以利用处理方案在不损害胞外基质的情况下使一系列不同类型的组织去细胞化，所述处理方案的特征在于在高频振荡下采用多组不同细胞损伤试剂的一个或多个处理循环。这些方案可以用于可重复产生保持天然组织的三维架构和胞外基质组成及形态的脱细胞支架。

本发明的一个方面提供一种产生去细胞化组织支架的方法，其包括：

(i)提供组织样品，

(ii)用渗透剂处理所述样品，和

(iii)用洗涤剂处理所述样品，

其中，在步骤(ii)和(iii)期间，使所述组织样品以1mm以上的位移和3Hz以上的频率进行振荡，

由此产生去细胞化组织支架。

由所要求保护的方法产生的去细胞化组织支架由来自源组织的脱细胞胞外基质(ECM)组成并且保持了该源组织的ECM的三维架构、ECM组成和生物活性。

去细胞化组织支架可以使用本文所述的方法在小于6小时、小于3小时或小于2小时内产生。

在采用渗透剂、洗涤剂和其它去细胞化试剂的处理期间，组织样品经受高频振荡，即3Hz以上的振荡。这种振荡提高了试剂在组织内的分布，增加了细胞裂解的效率和/或改善了细胞组分或免疫原组分从所述组织的流出。这减少了完全去细胞化所需的时间，同时维持了ECM蛋白、三维组织架构和ECM诱导细胞归巢、分化和增殖的能力。

振荡可以在单个平面中，优选在单个线性维度或线中。可以采用任何振荡方向或平面。例如，振荡可以是水平(即，垂直于重力)或垂直的(即，平行于重力)。

样品可以以3Hz以上、5Hz以上或10Hz以上且至多100Hz、至多75Hz、至多50Hz或至多30Hz的频率振荡。合适的振荡频率范围包括所列出的下限与所列出的上限的组合中的任一个。例如，样品可以以3Hz至75Hz振荡，例如10Hz至50Hz。

振荡可以使样品经受4ms^-2至500ms^-2、优选40ms^-2至50ms^-2(例如42ms^-2至47ms^-2)的G力(g-force)。例如，任何方向上的振荡可以以1.8ms^-2至181.1ms^-2进行，优选约45.3ms^-2。