[發明專利]產生體外血管的裝置和方法

有效

• 申請號: 201210120271.1
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102899249A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 全盧力;金秀東;李現宰;鄭旻桓
• 申請（專利權）人: 首爾大學校產學協力團
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12N5/071;C12N5/09;C12N5/10;C12N5/077;C12N5/079;C12N5/078;G01N27/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 李中奎

技術領域

本發明涉及用于產生體外血管的裝置和方法。

背景技術

循環系統由血管網絡構建，血管網絡從細胞和生化傳輸、營養和氧交換到溫度調節起到廣泛的作用，同時在生物的整個生存和發育過程中保持一定的塑性。血管的發育、功能和內穩態為多種生理和病理現象的主要構成要素。這樣有效的系統的建立基于初級的基礎材料，血管內皮細胞(EC)，EC調節經血管輸送、血管擴張和血管形成及退化。由于利用如此復雜的任何系統，故障和調節異常可以導致大量疾病。因此，闡明作為血管形成基礎的細胞和分子機制對于開發新的治療干預措施是必要的。

已經開發出大量的體內和體外實驗系統來研究血管動力學和血管功能。在2D基體上培養的EC廣泛用于屏障功能、內皮的機械敏感響應和包括白細胞與循環腫瘤細胞(CTCs)的血源性細胞的經內皮細胞遷移的研究。然而，這樣的2D內皮單層缺少提供信號以誘導細胞類似它們的先天特征的三維環境。此外，沒有一種方法已經成功表明，通過整合自然3D形態發生以及通過遍布的血管網絡的微循環重組復雜的血管生理機能。體外模型系統可以捕捉在血管形成期間的EC的詳細動力學，且可以整合對體內血管的功能特征起作用的重要生理成，該體外模型系統將對血管生物學研究提供了有用的實驗平臺。此外，就人和動物的生理差別而言，當前體外系統的缺陷預測可能性導致在新藥開發過程中的臨床試驗的失敗，反映復雜的血管生理機能的新的體外模型通過提供抗血管原化合物或血管活性化合物的有效的和準確的評估使藥劑學受益。

發明內容

技術問題

本發明總體涉及用于體外用3D凝膠產生具有內腔的可灌注的、連接網絡狀的血管的裝置和方法的領域。

技術手段

在本發明的一個示例性實施方式中，一種產生血管的裝置，包括：a)槽通道，該槽通道與槽入口流體連通；b)源通道，該源通道與源入口流體連通，該源通道基本上與所述槽通道平行；c)形成血管的通道，該形成血管的通道與形成血管的通道的入口流體連通，該形成血管的通道在槽通道和源通道之間設置成與槽通道的一側和源通道的一側接觸，該形成血管的通道基本上平行于源通道和槽通道；d)第一培養通道，該第一培養通道與第一培養通道入口流體連通，該第一培養通道設置成與槽通道的另一側接觸，該第一培養通道基本上平行于槽通道；和e)第二培養通道，該第二培養通道與第二培養通道入口流體連通，該第二培養通道設置成與源通道的另一側接觸，該第二培養通道基本上平行于源通道，其中，多個微結構構造成允許包含在每個通道中的生物化學物質之間的相互作用，所述多個微結構以設定的間隔布置在各個相鄰的通道的界面上。

本發明的另一示例性實施方式涉及一種產生血管的方法，包括：a)將ECM(細胞外基質)和形成血管的細胞注入產生血管的裝置的形成血管的通道中；b)將i)ECM或ii)ECM和共培養的細胞注入產生血管的裝置的第一培養通道和/或第二培養通道中；和c)將血管生成因子和/或細胞培養介質注入產生血管的裝置的槽通道和/或源通道中，且培養形成血管的細胞和共培養的細胞。

結合附圖和下文的描述將描述本發明的一個或多個實施方式的細節。其它的特征、目的和優點將通過說明書、附圖和權利要求書而變得明顯。

有益效果

本發明提供了三維地產生體外血管的裝置和方法。

附圖說明

圖1(a)和圖1(b)示出產生血管的裝置的實施方式。

圖2為示出將ECM充入根據實施方式的產生血管的裝置的形成血管的通道的機理的示意圖。

圖3為示出使用根據實施方式的產生血管的裝置產生血管的一些方法的示意圖。

圖4為示出使用根據本發明的用于產生血管的裝置和方法的模擬血管生成過程的實驗設置和細胞種植配置的示意圖。

圖5示出通過使用根據本發明的用于產生血管的裝置和方法模擬血管生成過程所產生的血管網絡的顯微圖像。

圖6為示出使用根據本發明的用于產生血管的裝置和方法模擬血管生成過程的實驗設置和細胞種植配置的示意圖。

圖7(a)和圖7(b)示出通過使用根據本發明的用于產生血管的裝置和方法模擬血管生成過程所產生的另一血管網絡和血管生成芽的顯微圖像。

圖8示出產生血管的裝置的另一實施方式。

圖9示出顯示FITC(異硫氰酸熒光素)溶液的熒光顯微圖像，FITC溶液具有70kDa的分子質量，以及半徑為7微米的熒光顆粒，所述溶液被引入通過源通道和槽通道灌注并可直接進入的血管網絡。