[发明专利]从电纺脱细胞的细胞外基质制造的支架

说明书

一种包含器官的电纺脱细胞ECM的支架，其中脱细胞ECM具有与器官的天然ECM类似的蛋白组成。还公开了产生所述支架的方法以及所述支架的用途。

发明领域和背景

本发明，在其一些实施方案中，涉及电纺脱细胞的细胞外基质在制造支架中的用途。

受伤的器官或组织可经由全器官移植替换。然而，主要的障碍限制了为此目的使用的外科手术，包括供体的缺乏和需要使用免疫抑制药物以防止移植器官排斥。通过植入聚合物支架、功能细胞或它们在细胞接种的支架中的组合，组织工程已作为一种改善或恢复受损组织或器官的功能或形状的有希望的方法而出现。组织工程支架的成功取决于制造设计、选择的材料，且取决于对支架的理想特性的准确理解。

在过去的二十年里，为了各种器官中的组织再生，使用天然材料或者合成材料设计和研究了各种支架。然而，组织工程正成为生物学和生物医学研究的重要研究工具，为3D培养提供各种可能性，并且从而桥接在2D培养和动物模型之间的间隙。

目前为组织工程开发的许多支架是由合成材料(例如PLGA、PMMA和PCL)制成的，其主要优点是它们可以根据其特定应用进行定制。它们可被容易地设计，以匹配特定的特性，如降解性、密度和机械强度。然而，它们的主要缺点是有限的生物相容性和没有任何生物活性。

另一种用于组织工程的方法是使用天然聚合物例如藻酸盐、胶原和壳聚糖。这些材料是生物学活性的且通常促进良好的细胞粘附和生长。它们也是可生物降解的并允许宿主细胞最终用宿主细胞自己的细胞外基质来替代它们。然而，来自生物材料的支架难以控制或细微调整所需要的性质。它们缺乏重现性，通常具有差的机械性质，这限制了它们的使用。

在最近几年，提议使用完全脱细胞的细胞外基质(ECM)作为组织工程的最终生物材料，因为它是天然细胞环境的最接近的模拟物，它是生物活性的、可生物降解的和生物相容的。完全脱细胞ECM被“原样”使用，或被溶解并再制备为凝胶。然而，虽然这种自上而下(top-down)的方法提供了更精确的生物环境，它仍然受到天然材料的缺点的困扰。

鉴于这些缺点，新开发的技术被用来生产具有更好控制的性质的支架。一种这样的技术是电纺，其提供一种自下而上(bottom-up)的方法，其中纤维以有组织的均匀方式被纺成一层(matte)。但是，生物聚合物的电纺不是容易的，因为它们倾向于呈现出适当的粘度，但是缺乏电纺所必需的粘弹性。因此，这些天然的生物聚合物溶液通常需要与合成聚合物合并，以增强粘弹性，用于电纺。

美国专利申请号20120156250讲述了可溶性脱细胞ECM。

国际专利申请WO2006/138718讲述了用于产生支架的电纺ECM。ECM不源自脱细胞组织。

另外的背景技术包括Gibson等, BioMed Research International, 2014,Article ID 469120和Francis MP等, 2012. J Biomed Mater Res Part A 2012: 100A:1716-1724。

发明简述

根据本发明的一些实施方案的方面，提供一种产生支架的方法，其包括：

(a)在有机溶剂中匀化脱细胞的细胞外基质(ECM)，以生成脱细胞ECM的匀浆；

(b)将匀浆电纺到固体表面上，从而产生支架。

根据本发明的一些实施方案的方面，提供一种产生支架的方法，其包括：

(a)在有机溶剂中溶解脱细胞的细胞外基质(ECM)，以生成脱细胞ECM的溶液，其中脱细胞ECM源自选自心脏和胰腺的器官；和

(b)将溶液电纺到固体表面上，从而产生支架。

根据本发明的一些实施方案的方面，提供依据本文描述的方法产生的支架。