[发明专利]用于从细胞生产组织的装置和方法

说明书

本申请公开了一种用于从细胞生产组织的装置。该装置包括细长体，该细长体具有至少一个周缘凹部并且可操作成通过紧密配合关系居中延伸穿过至少一个槽。该槽以闭合路径延伸，使得周缘凹部中的至少一个周缘凹部通向槽的内边缘。本申请还公开了一种经由过渡中间体从细胞生产组织的方法，该过渡中间体从细胞过渡为组织。

技术领域

本公开总体上涉及肌肉生产；更具体地，涉及一种用于从细胞生产组织的装置和一种使用上述装置从细胞生产组织的方法。

背景技术

自古以来，肉一直是人类饮食中优质蛋白质的主要来源，并且直到今天，它仍继续为世界成倍增长的人口提供营养。但是，肉是一种非常低效的食物来源，其产量增长使得以至现在它已成为造成许多严重问题的最大因素之一。首先，肉类生产是造成人为气候变化的最大因素之一。造成这种情况的主要原因是反刍动物和亚硝酸气体的甲烷排放，这些甲烷从肥料/粪肥和森林砍伐后的土壤中释放出来。除此之外，肉类生产还与动物救济、污染和食品安全问题有关。预计到2050年，对肉的需求将增加70％。因此，需要一种更具可持续性的肉类替代品。

但是，全球90％以上的人口非常依赖肉食，因此我们很难将其从饮食中去除。来自植物和其他可持续蛋白质来源的肉类替代品已经存在了数十年，并且通过先进的技术得到了改善，但仍未被社会大多数人接受为肉类替代品。

动物肉的理想替代品是通过组织工程生产的肉。几乎消除了所有上述肉类生产的弊端，但消费者仍然可以享用肉类。

在医学和研究领域中，已经长期研究和开发了生长中的肌肉组织，并且通过在生长存在和差异化培养基的情况下将二维(2D)肌肉细胞人工增殖为三维(3D)组织特异性祖细胞来进行。

但是，由于以下几个原因，即使是当前的组织工程技术也无法作为一种潜在地生产肉的技术：

首先，使用胎牛血清(FCS)仍可以生长肌肉生长所需的细胞，胎牛血清为一种对动物极为不友好且相对稀缺的物质；同样，组织形成通常利用促进组织形成的凝胶，该凝胶通常为源自动物的胶原蛋白。该过程需要无动物成分(初始细胞样本除外)。

同样，目前在医学或研究领域中进行的组织形成过程通常是劳动密集型的，因此在经济上无法大规模生产。

在寻找以有效方式生产的美味、不残忍且有营养的肉制品时，强烈需要开发自动化和可扩展的生物人工肌肉生产方法。

发明内容

本公开寻求提供一种用于从细胞生产组织的装置。本公开还寻求提供一种经由上述装置从细胞生产组织的方法。本公开寻求提供解决现有问题的解决方案，诸如从培养的细胞生产生物人工肌肉的规模的难度。本公开的目的是提供一种解决方案，该解决方案至少部分地克服了现有技术中遇到的问题，并且为传统肉类提供了有效且更具可持续性的替代方案。

一方面，本公开的一个实施例提供了一种用于从细胞生产组织的装置。该装置包括细长体，该细长体具有至少一个周缘凹部，并且可操作成通过紧密配合关系居中延伸穿过至少一个槽，至少一个槽以闭合路径延伸，至少一个周缘凹部通向槽的内边缘。

在另一方面，本公开的一个实施例提供了一种用于经由过渡中间体从细胞生产组织的方法，该过渡中间体从细胞过渡为组织，该方法包括：

a.提供根据前述权利要求中的任一项所述的装置；

b.将细胞和包含支架生物材料的液体水凝胶添加到装置的至少一个槽中；

c.使支架生物材料交联(cross-linking)；

d.将分化培养基应用于过渡中间体；以及

e.在分化培养基中孵育过渡中间体以在至少一个周缘凹部中形成包括在环中的组织。