[發明專利]用于制備和植入組織支架的方法和裝置

有效

• 申請號: 201010143168.X
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN101879080A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: M·Z·森根;K·迪馬特奧
• 申請（專利權）人: 德普伊米特克公司
• 主分類號: A61B17/00
• 分類號: A61B17/00;A61M35/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張群峰

技術領域

本發明涉及用于制備和植入組織支架的方法和裝置。

發明背景

軟組織(例如軟骨、皮膚、肌肉、骨骼、肌腱和韌帶)受傷時經常需要通過外科手術來修復損傷和促進愈合。此類外科手術修復可以包括：通過已知的醫療器械縫合或以其他方式修復受損組織，通過其他組織填充受損組織，使用植入物、移植物或這些技術的任何組合。

一種常見的組織損傷涉及軟骨損傷，軟骨是一種無血管、有回彈力的柔韌結締組織，軟骨通常在關節接合處發揮“減震器”的作用，但是有些類型的軟骨也可對管狀結構(例如喉、氣管和耳)提供支承。軟骨組織通常由位于細胞外基質中的軟骨細胞(通常稱為chondrocytes)構成，細胞外基質包含膠原、結構支架和聚集蛋白聚糖(一種填充空間的蛋白聚糖)。人體中可以發現幾種類型的軟骨，包括透明軟骨、纖維軟骨和彈性軟骨。透明軟骨在人體中表現為明顯的片狀，或者，可以發現這種類型的軟骨融合在骨骼的關節末端。通常存在于人體中的透明軟骨為關節軟骨、肋軟骨和暫時性軟骨(即，最終會通過骨化過程轉化為骨骼的軟骨)。纖維軟骨是一種通常位于肌腱與骨骼、骨骼與骨骼和/或透明軟骨與透明軟骨之間的移行組織。彈性軟骨包含遍布細胞外基質的彈性纖維，其通常存在于會厭部、耳部和鼻部。

一個常見的透明軟骨損傷的例子為膝蓋局灶性關節軟骨缺損。強烈沖擊關節會導致部分移動各種大小和形狀的軟骨片，或足以損壞軟骨的細胞外基質，從而導致軟骨退變。如果不進行治療，損傷的關節軟骨會使關節功能受限，產生令人虛弱的疼痛，并可能導致長期慢性疾病，例如骨關節炎，這種疾病的特征在于軟骨破壞以及其下的骨質出現不利變化。由于關節軟骨組織損傷一般不會自愈，因此通常必須通過外科手術來修復癥狀性病灶。現有的治療模式包括灌洗、移除部分地或完全地不相連的組織塊。此外，外科醫生通常要使用多種會引起軟骨缺損部位出血并形成血塊的方法，例如刮除、鉆孔或微骨折。據信，來自骨髓的細胞會形成本質上為纖維軟骨的疤痕狀組織，而且只能對某些癥狀提供暫時的緩解。不幸的是，修復的組織并不具備與透明軟骨相同的機械性能，因此會因磨損而隨時間更快地退化。患者通常需要進行二次手術來緩解癥狀。

最近以來，涉及自體軟骨細胞移植的實驗方法應用越來越普遍。使用活組織檢查法從患者身上取下一片軟骨，然后從組織樣本中提取細胞，并在實驗室中將其培養至合適的數量，從而獲得軟骨細胞。然后將擴增的軟骨細胞以細胞懸液的形式或預裝在合成或天然的可生物退化的生物相容性支架上提供給外科醫生，以便植入軟骨缺損部位。有時，將這些活細胞置于三維的天然或合成支架或者基質中，并保持在組織特異性培養條件下，以形成可移植的功能組織替代物。如果具有合適的條件和信號，細胞會發生增殖、分化并分泌多種基質分子，以形成實際的活組織，其可用作植回患者缺損部位的替代組織。

其他用于修復損傷軟骨的技術采用軟骨細胞之外的細胞，以形成所需的透明狀組織。干細胞或祖細胞(例如脂肪組織、肌肉或骨髓中的細胞)具有在患者體內再生成骨骼和/或軟骨的潛能。干細胞可以取自患者(即自體的)，或取自另一名患者(即異體的)。除其他細胞(例如來自滑膜的細胞)外，當將這些祖細胞置于有利于誘導軟骨形成的環境中時，據認為它們可再生成軟骨組織。

其他通過手術治療損傷組織的外科技術包括使用手術植入物、支架或基質。已有多種外科手術植入物應用于外科手術，以幫助在不使用細胞的情況下再生軟骨。例如，植入物可由多孔的、可生物退化的、生物相容性聚合物基質形成。其他例子包括衍生自生物聚合物(例如透明質酸、膠原和纖維蛋白)的基質。這些植入物通常結合骨髓刺激技術(例如微骨折)使用，使得骨髓可以提供細胞和有助于再生軟骨的其他刺激物。