BR112012004385A2

BR112012004385A2 - métodos e dispositivos para transplante celular

Info

Publication number: BR112012004385A2
Application number: BR112012004385-4A
Authority: BR
Inventors: Craig Hasilo; Justin Leushner; Daniel Nicholas Haworth; Simon Shonet; Philip Michael Toleikis; Delfina Maria Mazzuca Siroen
Original assignee: Sernova Corporation
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2021-01-26
Also published as: LT3290061T; PT2470228T; HK1247860A1; JP2019005626A; JP2022082612A; US10034963B2; EA201270337A1; SI3290061T1; JP5976883B2; KR20120091008A; KR102057016B1; EA025142B1; DK3290061T3; KR20180124156A; SG178565A1; JP2018043013A; KR102008762B1; EP2470228B1; HRP20200982T1; JP6676719B2

Abstract

MÉTODO E DISPOSITIVOS PARA TRANSPLANTE CELULAR. A presente invenção refere-se a dispositivos e métodos para transplantar células em um corpo hospedeiro. A célula compreende uma estrutura porosa que permite que incorporação de tecidos vascular e conjuntivo, um plugue ou sistema de plugue configurado para instalação dentro de uma estrutura porosa, e uma vedação configurada para encerrar uma abertura proximal na estrutura porosa. O dispositivo pode compreende adicionalmente um dispositivo de distribuição de células para distribuir as células dentro de uma estrutura porosa. O método para transplante de células compreende um processo de duas etapas. O dispositivo é incubado no corpo hospedeiro para formar uma matriz de colágeno vascularizado em volta de um plugue posicionado dentro de uma estrutura porosa. O plugue em seguida é retirado da estrutura porosa, e células são distribuídas dentro do espaço vascularizado criado dentro de uma estrutura porosa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOS E : DISPOSITIVOS PARA TRANSPLANTE CELULAR". - Este pedido reivindica prioridade ao pedido provisório U.S. nº. 61/238.011, depositado em 28 de agosto de 2009, o qual está aqui incorpo- radoatítulo de referência, em sua totalidade.

A presente invenção está relacionada ao campo de terapia celu- lar e, mais especificamente, a métodos e dispositivos para o transplante de células em um corpo hospedeiro.

As recentes descobertas no campo de terapia celular apresen- tam novas oportunidades para o uso do transplante de célula em áreas de doença com necessidades médicas insatisfeitas e críticas. Atualmente, não Á existem terapias de fármaco completamente eficazes para muitas condições " de doenças congênitas e adquiridas, tais como diabetes ou doença de Par- kinson, as quais são causadas pela perda de ou danos às células que pro- duzem biomoléculas necessárias para o controle de funções fisiológicas. À terapia celular acredita na promessa de substituição de células danificadas ou perdidas com células doadoras ou células-tronco para aperfeiçoar as fun- ções fisiológicas prejudicadas. Por exemplo, o transplante de ilhotas de célu- las Langerhans iria fornecer um meio de restauração do controle de carboi- dratoem pacientes com diabetes dependente de insulina. Semelhantemen- te, o transplante de neurônios dopaminérgicos ou células-tronco neurais tem surgido como uma terapia à base de célula promissora para a doença de Parkinson.

Os principais fatores limitantes na aplicação de terapia celular consistem na dificuldade em transplantar células em tecido hospedeiro e assegurar que as células transplantadas continuem a funcionar sem produzir uma resposta imune ou causar outros efeitos colaterais prejudiciais no hos- pedeiro. Têm sido feitas tentativas para administrar as células terapêuticas diretamente no corpo hospedeiro, por exemplo, no sistema vascular ou me- dianteo implante em um órgão ou tecido. No entanto, com o transplante ce- lular direto, exige-se que o paciente permaneça sob a terapia imunossupres- sora ao longo da vida e os fármacos imunossupressores podem causar toxi-

cidade para o hospedeiro e para as células implantadas.

Adicionalmente, a f exposição direta das células ao sangue pode conduzir a uma reação infla- . matória mediada por sangue imediata (IBMIR) que inicia uma cascata de coagulação e pode destruir uma parte significante das células transplanta- das Adicionalmente, as células pode se tornar alojadas em microvasos e causar o bloqueio e trombose dos vasos, o qual pode resultar em uma perda de função das células transplantadas e danos ao tecido local.

Outra abordagem terapêutica consiste na distribuição de células com o uso de dispositivos que fornecem um ambiente biologicamente ade- quado para as células residirem no corpo hospedeiro.

Os maiores desafios com esta abordagem consistem na incorporação insatisfatória de vasos san- É guíneos no dispositivo para nutrir as células e manter um ambiente ótimo “ dentro do dispositivo para a sobrevivência em longo prazo das células.

Na ausência de um ambiente imediatamente vascularizado, as células trans- plantadas não são capazes de obter oxigênio suficiente ou eliminar facilmen- te dejetos, e podem morrer rapidamente ou se tornarem danificadas através dos efeitos de isquemia ou hipoxia.

Adicionalmente, até em situações onde alguns vasos se desenvolvem inicialmente, os vasos podem não ser manti- dos.

Além disso, a cascata inflamatória natural do corpo também pode resul- tarna morte de ou danos para as células.

Algumas outras dificuldades en- contradas com esta abordagem incluem cicatrizes excessivas e/ou isolamen- to do dispositivo, incompatibilidade di material do dispositivo com o meio bio- lógico, dificuldades na obtenção de imagens do disposítivo e do ambiente de implante, dimensões inadequadas do dispositivo que afetam a função bioló- gica das células, incapacidade de carregar o número adequado de células para um efeito terapêutico prolongado, e dificuldade na remoção do disposi- tivo quando o mesmo necessita de substituição.

Adicionalmente, a configu- ração do dispositivo pode não ser receptiva aos contornos externos do cor- po, o qual pode resultar em protuberâncias anormais do dispositivo, tornan- doo dispositivo inaceitável para o paciente a partir de uma perspectiva esté- tica.

Deste modo, ainda permanece uma necessidade para encontrar uma técnica eficaz para o transplante bem sucedido de células terapêuticas. É A presente descrição fornece métodos e dispositivos para a distribuição e s manutenção de células in vivo por um período de tempo prolongado, en- quanto que alivia muitos dos problemas associados às abordagens de tera- piade célula à base de dispositivo existentes.

Em um aspecto da presente descrição, é fornecido um dispositi- vo para o transplante de células em um corpo hospedeiro. O dispositivo compreende uma estrutura porosa que compreende pelo menos uma câma- ra que tem uma extremidade proximal e uma extremidade distal, e pelo me- nos um plugue removível configurado para ser posicionado dentro da pelo menos uma câmara. A estrutura porosa compreende uma malha que tem É poros dimensionados para facilitar o crescimento de tecidos vascular e con- é juntivo dentro da pelo menos uma câmara. Em algumas modalidades, a es- trutura porosa compreende uma malha de polipropileno.

Outra modalidade da presente descrição consiste em um dispo- sitivo para o implante de células em um corpo hospedeiro, em que o disposi- tivo compreende uma estrutura porosa que compreende uma ou mais câma- ras que têm uma extremidade proximal e uma extremidade distal, e uma a- bertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proximal e distal. A estrutura porosa compreende poros dimensionados para facilitar o cresci- mento de tecidos vascular e conjuntivo dentro da uma ou mais câmaras. O dispositivo também compreende um ou mais sistema de duplo plugue que compreende um plugue externo configurado para ser posicionado dentro da uma ou mais câmaras, e um plugue interno configurado para ser posiciona- —dodentrodo plugue externo. Adicionalmente, o dispositivo compreende pelo menos uma vedação configurada para encerrar o sistema de plugue na câ- mara e encerrar a abertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proximal e distal! da câmara.

Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de transplante de células em um corpo hospedeiro. O método compreende as etapas de implantar um dispositivo para manter as células no corpo hos- pedeiro, em que o dispositivo compreende uma estrutura porosa que com-

preende pelo menos uma câmara que tem uma extremidade proximal e uma ' extremidade distal. A estrutura porosa compreende uma malha que tem po- " ros dimensionados para facilitar o crescimento de tecidos vascular e conjun- tivo dentro da pelo menos uma câmara. Em algumas modalidades, a estrutu- raporosa compreende uma malha de polipropileno. O dispositivo compreen- de, adicionalmente, pelo menos um plugue configurado para ser posicionado dentro da pelo menos uma câmara, e a pelo menos uma câmara compreen- de uma abertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proximal e distal. O método compreende as etapas de fechar a abertura em qualquer uma ouem ambas as extremidades proximal e distal da câmara após o im- plante do dispositivo. O método compreende, adicionalmente, manter o dis- h positivo no corpo hospedeiro até que a estrutura porosa seja infiltrada pelos : tecidos vascular e conjuntivo, acessar o dispositivo através de uma incisão cirúrgica, reabrir qualquer uma ou ambas as extremidades proximal e distal dacâmara, extrair o plugue da câmara para criar um espaço dentro da estru- tura porosa que é encapsulado na matriz de colágeno vascularizado, distri- buir uma preparação da célula dentro do espaço vascularizado, e refechar uma abertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proximal e distal da câmara.

Em outra modalidade alternativa, o método de implantar as célu- las em um corpo hospedeiro fornece um dispositivo implantável para manter as células no corpo hospedeiro, em que o dispositivo implantável compreen- de uma estrutura porosa que tem poros dimensionados para facilitar o cres- cimento de tecidos vascular e conjuntivo dentro da estrutura porosa, pelo menos um sistema de duplo plugue configurado para ser posicionado dentro da estrutura porosa. A estrutura porosa do dispositivo implantável compre- ende pelo menos uma câmara que tem uma abertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proximal e distal da câmara. O dispositivo com- preende uma vedação para encerrar a abertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proximal e distal da pelo menos uma câmara. O pe- lo menos um sistema de plugue do dispositivo implantável compreende um plugue externo configurado para ser posicionado dentro da pelo menos uma câmara e um plugue interno configurado para ser posicionado dentro do plu- á gue externo. O método compreende, adicionalmente, as etapas de implantar . o dispositivo no corpo hospedeiro, manter o dispositivo no corpo hospedeiro até que o dispositivo seja infiltrado pelos tecidos vascular e conjuntivo, e for- —necerum dispositivo de distribuição de células que compreende pelo menos um tubo de infusão de células carregado com uma preparação da célula, em que o tubo de infusão de células é configurado para ser posicionado dentro do plugue externo do pelo menos um sistema de plugue. Adicionalmente, o método compreende acessar o dispositivo implantado através de uma inci- são cirúrgica e abrir a vedação em qualquer uma ou em ambas as extremi- dades proximal e distal do dispositivo, retirar o plugue interno do sistema de PF plugue, inserir o tubo de infusão de células dentro do plugue externo, retirar : o plugue externo da pelo menos uma câmara e infundir simultaneamente a câmara com a preparação da célula e refechar a vedação. Deve-se compre- enderque tanto a descrição geral mencionada anteriormente como a seguin- te descrição detalhada são somente explicativas e exemplificadoras e não são restritivas da invenção, conforme reivindicado.

Outro aspecto da descrição fornece um dispositivo de transplan- te celular que compreende uma estrutura porosa que tem poros dimensiona- dos para facilitar o crescimento de tecidos vascular e conjuntivo dentro da estrutura porosa que compreende pelo menos uma câmara e, de preferên- cia, entre 2 a 12 câmaras, em que a estrutura porosa é revestida com um material biodegradável e biocompatível projetado para preencher temporari- amente os poros da estrutura. Em determinadas modalidades, a estrutura porosa compreende uma malha de polipropileno. Os materiais biodegradá- veis e biocompatíveis adequados incluem, por exemplo, colágeno, fibronec- tina, proteínas de matriz extracelular e membrana de proteínas citoesqueléti- cas. A descrição também fornece um método para o transplante de células em um corpo hospedeiro que compreende implantar um dispositivo de transplante que compreende uma estrutura porosa que tem poros dimensio- nados para facilitar o crescimento de tecidos vascular e conjuntivo dentro da estrutura porosa que compreende pelo menos uma câmara e, de preferên-

cia, entre 2 a 12 câmaras, em que a estrutura porosa é revestida com um Ê material biodegradável e biocompatível que preenche temporariamente os . poros da estrutura, e em que a pelo menos uma câmara é preenchida com as células a serem transplantadas e a câmara é vedada.

Os desenhos em anexo, os quais são incorporados em e consti- tuem parte deste relatório descritivo, em conjunto com a descrição, ilustram os métodos e as modalidades da invenção.

Breve descrição dos desenhos As figuras 1A-1E ilustram diversas modalidades de um dispositi- vode transplante de célula de câmara única, de acordo com a presente des- crição; f A figura 1F ilustra uma modalidade de um dispositivo de trans- . plante de célula de múltiplas câmaras, de acordo com a presente descrição; As figuras 2A-2D ilustram diversas configurações de malha que podem ser usadas para a formação de um dispositivo de transplante de célu- la, de acordo com a presente descrição; A figura 3A ilustra um dispositivo de transplante de célula de a- cordo com uma modalidade da presente descrição; A figura 3B ilustra os componentes do dispositivo de transplante decéluladafigura1A; A figura 4 ilustra uma estrutura porosa de um dispositivo de transplante de célula de acordo com uma modalidade da presente descrição; A figura 5A ilustra uma vedação de um dispositivo de transplante de célula de acordo com uma modalidade da presente descrição; A figura 5B é uma vista em seção transversal da vedação mos- trada na figura 3A; A figura 6A ilustra múltiplos plugues externos de um sistema de plugue de duas partes de um dispositivo de transplante de célula de acordo com uma modalidade da presente descrição; A figura 6B é uma vista em seção transversal de um plugue ex- terno ilustrado na figura SA; A figura 6C é uma vista em seção transversal de um sistema de plugue e uma montagem de estrutura porosa única antes do implante em um ] corpo hospedeiro; . AA figura 6D é uma vista em seção transversal da montagem ilus- trada na figura 4C após a incubação em um corpo hospedeiro;

A figura 6E é uma vista em seção transversal de uma estrutura porosa implantada em um corpo hospedeiro após a remoção do sistema de plugue;

A figura 7 ilustra múltiplos plugues internos de um sistema de plugue de duas partes de um dispositivo de transplante de célula de acordo com uma modalidade da presente descrição; A figura 8 ilustra uma vedação para encerrar as células dentro fr de uma vascularizada câmara de um dispositivo de transplante de célula de . acordo com uma modalidade da presente descrição; A figura 9A ilustra um dispositivo para a distribuição de células para um dispositivo de transplante de célula, de acordo com uma modalida- de da presente descrição; A figura 9B mostra um mecanismo de infusão de célula do dis- positivo de distribuição ilustrado na figura 8A; A figura 9C mostra as etapas adicionais do mecanismo de infu- sãode célula do dispositivo de distribuição ilustrado nas figuras 8A-8B; A figura 10 é um fluxograma que mostra as etapas de um méto- do de transplante de célula de acordo com a presente descrição; As figuras 11A-11D mostram uma visão geral esquemática de determinadas etapas de um procedimento de infusão de célula de acordo coma presente descrição;

A figura 12A mostra gráficos de linha de medições de glicose do sangue após o implante intraperitoneal do dispositivos de transplante de cé- lula, conforme descrito no exemplo 1;

A figura 12B mostra gráficos de linha de medições de glicose do sangue após o implante subcutâneo do dispositivos de transplante de célula, conforme descrito no exemplo 1;

A figura 12C mostra gráficos de linha de respostas de IVGTT em ratos Lewis transplantados com células de ilhotas em 40 dias após o trans- plante, 80 dias após o transplante e após a remoção do dispositivo (em 110 . dias após o transplante), conforme descrito no exemplo 1; A figura 12D mostra gráficos de linha de níveis de insulina em resposta à provocação de glicose em ratos Lewis transplantados com célu- las de ilhotas, conforme descrito no exemplo 1; A figura 13A demonstra a coloração histológica de insulina dentro da câmara de um dispositivo implantado, conforme descrito no exemplo 2; A figura 13B demonstra a coloração histológica de vasculariza- ção (microvasculatura) dentro da câmara de um dispositivo implantado, con- forme descrito no exemplo 2; F A figura 14 é uma tabela da espessura de colágeno média e va- . so sanguíneo total/cm? calculados para quatro dispositivos de transplante de célula, de acordo com as modalidades da presente descrição, conforme descritono exemplo 3; A figura 15A demonstra a incorporação de tecido em um disposi- tivo de transplante de célula em 2, 4 e 8 semanas após o implante, conforme descrito no exemplo 3; A figura 15B mostra a formação de vaso sanguíneo em diversas margens de um dispositivo implantado antes do transplante de célula, con- forme descrito no exemplo 3; A figura 16 mostra gráficos de barras de níveis de insulina pro- duzida por ilhotas maduras e imaturas, conforme descrito no exemplo 4; A figura 17A demonstra a coloração histológica de insulina e mi- —crovasculatura dentro da câmara de um dispositivo implantado, conforme descrito no exemplo 4; A figura 17B demonstra a coloração histológica de microvascula- tura dentro da câmara de um dispositivo implantado após o transplante de célula, conforme descrito no exemplo 4; A figura 18 mostra gráficos de linha de níveis de glicose do san- gue após o transplante de autoenxerto de ilhota, conforme descrito no e- xemplo 4;

A figura 19A mostra gráficos de linha de níveis de glicose do sangue absolutos em resposta à provocação de glicose em porcos Yorkshi- E re-Landrace transplantados com células de ilhotas, conforme descrito no exemplo 4; A figura 19B mostra gráficos de barras de área sob a curva (AUC) para os níveis de glicose do sangue em resposta à provocação de glicose em porcos Yorkshire-Landrace transplantados com células de ilho- tas, conforme descrito no exemplo 4; A figura 19C mostra gráficos de linha de alterações sucessivas em níveis de peptídeo C em resposta à provocação de glicose em porcos Yorkshire-Landrace transplantados com células de ilhotas, conforme descrito É no exemplo 4. é Descrição das modalidades exemplificadoras Agora, será feita referência em detalhes às modalidades desta descrição, cujos exemplos são ilustrados nos desenhos em anexo. Sempre que possível, os mesmos números de referência serão usados por todos os desenhos para se referir às partes semelhantes ou iguais. Por toda esta descrição, os termos infusão de célula e transplante de célula são usados de maneira intercambiável.

É fornecido um dispositivo de transplante de célula para conter células terapêuticas in vivo. Em uma modalidade exemplificadora, o disposi- tivo de transplante de célula compreende pelo menos uma estrutura porosa que compreende uma câmara dentro da mesma e que tem uma abertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proximal e distal da estrutura, —epelomenos um plugue configurado para ser alojado na câmara. À abertura em uma ou em ambas as extremidades da câmara é dimensionada para possibilitar a inserção e recolhimento do plugue da câmara. Em uma modali- dade, a pelo menos uma estrutura porosa é tubular em formato e o pelo me- nos um plugue é cilíndrico e se estende ao longo de um lúmen da pelo me- nos uma estrutura porosa. Em algumas modalidades, a estrutura porosa é aberta somente na extremidade proximal. Em tal modalidade, a extremidade distal da estrutura porosa tubular compreende uma superfície com fundo plano ou redondo. Em outra modalidade, as bordas na extremidade distal da À estrutura porosa são afuniladas e entram em contato umas com as outras E para vedar a extremidade distal. Em outra modalidade exemplificadora, o dispositivo de trans- —plantede célula compreende uma estrutura porosa que compreende uma ou mais câmaras que têm uma extremidade proximal e uma extremidade distal. A uma ou mais câmaras compreendem uma abertura na extremidade proxi- mal. O dispositivo também compreende um ou mais sistemas de plugue que compreendem um plugue externo configurado para ser posicionado dentro dauma ou mais câmaras, e um plugue interno configurado para ser posicio- nado dentro do plugue externo. Adicionalmente, o dispositivo compreende É pelo menos uma vedação configurada para encerrar o sistema de plugue a dentro da câmara e vedar a abertura na extremidade proximal da câmara. A estrutura porosa é formada de um material biocompatível que deveria produzir somente uma resposta inflamatória branda no corpo. Os componentes inflamatórios brandos estimulam a angiogênese e promovem a incorporação de uma matriz de colágeno vascularizado no dispositivo, mas não resultam em inflamação significante ao redor do dispositivo. Um exem- plo de tal material biocompatível consiste em polipropileno. Nas modalidades exemplificadoras, a estrutura porosa compreende uma malha de polipropile- no tecida que tem rigidez suficiente para facilitar a fabricação do dispositivo. A malha de polipropileno também é selecionada para permitir que os micro- vasos entrem no dispositivo e sejam mantidos como vasos saudáveis e ro- bustos, o qual é crítico para a sobrevivência e funcionamento normal das —célulasterapêuticas infundidas no dispositivo.

Mediante a incitação do crescimento regulado de tecido vascula- rizado no dispositivo, a estrutura porosa evita a encapsulação do dispositivo com tecido de cicatriz. Os tecidos que crescem internamente também estabi- lizam o implante e evitam o movimento inadvertido do dispositivo in situ. Adi- cionalmente, em algumas modalidades, a estrutura porosa é revestida com agentes biológicos ou não biológicos para estimular a incorporação de tecido e angiogênese, por exemplo, fatores de crescimento. O dispositivo pode ser revestido por imersão em uma formulação de polímero-fármaco ou outra E técnica conhecida para aplicação do revestimento no dispositivo. Os exem- . plos de agentes biológicos ou não biológicos para estimular a incorporação de tecido e a angiogênese incluem, mas não se limitam a: VEGF (fator de crescimento endotelial vascular), PDGF (fator de crescimento derivado de plaqueta sanguínea), FGF-1 (fator de crescimento de fibroblasto), NRP-1 (neuropilina-1), Ang-1, Ang2 (angiopoetina 1,2), TGF-RB, endoglina, MCP-1, avR3, avB5, CD-31, VE-caderina, efrina, ativadores de plasminogeno, angio- genina, Del-1, aFGF (fator de crescimento fibroblasto ácido), vFGF (fator de crescimento de fibroblasto básico), folistatina, G-CSF (fator de estimulação de colônia de granulócito), HGF (fator de crescimento de hepatócito), 1I-8 É (interleucina -8), Leptina, midquina, fator de crescimento de placenta, PD- ; ECGF (fator de crescimento endotelial derivado de plaqueta sanguínea), PTN (pleiotrofina), progranulina, proliferina, TGF-a e TNF-a.

Em algumas modalidades, a superfície externa da estrutura po- rosa é áspera para estimular o ingresso do tecido. Em determinadas modali- dades, a estrutura porosa inclui diversos revestimento de polímero eluentes de fármaco. Em outras modalidades, a estrutura porosa pode ser revestida com um polímero biodegradável ou não biodegradável sem um fármaco. À estrutura pode ser parcial ou completamente revestida com o polímero. Os polímeros representativos que podem ser usados para o revestimento e/ou eluição de fármaco incluem, mas não se limitam a: polímeros de metacrilato, polietileno-imina e sulfato de dextrano, poli(vinilsiloxano)eco-polimeropolie- tilenoimina, fosforilcolina, poli(etil metacrilato), poliuretano, poli(etileno glicol), —polifácido lático-glicólico), hidroxiapatita, poli(ácido lático), poli-hidroxivalerte e copolímeros, poli-hidroxibutirato e copolímeros, policaprolactona, polidia- xanona, polianidridos, policianocrilatos, polilaminoácidos), poli(ortoésteres), poliésteres, colágeno, gelatina, polímeros de celulose, quitosanas e algina- tos, ou combinações dos mesmos. Os exemplos adicionais que podem ser usados para revestir a estrutura incluem, mas não se limitam a: colágeno, fibronectina, proteínas de matriz extracelular, vinculina, agar e agarose. De- ve-se compreender que diversas misturas dos polímeros podem ser usadas.

Em relação à eluição de fármaco, em algumas modalidades ilus- E trativas, a estrutura porosa inclui um revestimento antibiótico para minimizar . as infecções. Os antibióticos incluem, mas não se limitam a: ampicilina, te- traciclina, nafcilina, oxacilina, cloxacilina, dicloxacilina, flucloxacilina, vanco- micina, kanamicina, gentamicina, estreptomicina, clindamiícina, trimetoprima- sulfametoxazol, linezolide, teicoplanina, eritromicina, ciprofloxacin, rifampina, penicilina, amoxicilina, sulfonamidas, ácido nalidíxico, norfloxacina, ciproflo- xacina, ofloxacina, esparfloxacina, lomefloxacina, fleroxacina, pefloxacina, amifloxacina, 5-fluorouracil, cloramfenicol, polimixina, mitomicina, cloroquina, —novobiocina, nitroimadazol. Em outra modalidade, a estrutura porosa inclui um agente bactericida. Os agentes bactericidas representativos incluem, f mas não se limitam a: cloreto de benzalcônio, gluconato de clorexidina, áci- é do sórbico e sal do mesmo, timerosal, clorobutanol, álcool de fenetil e p- hidroxibenzoato.

Em algumas outras modalidades, partes do dispositivo de trans- plante de célula são revestidas com fármacos antifibróticos para inibir a en- capsulação de tecido fibroso. Os agentes antifibróticos representativos inclu- em, mas não se limitam a: paclitaxel, everolimus, tacrolimus, rapamicina, bromidrato de halofuginona, combretastatina e análogos e derivados da mesma (tal como, a combretastatina A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6, B- 1, B-2, B-3, B-4, D-1, D-2, e fosfato de combretastatina A-4 (Oxigene)), docetaxel, vinblastina, vincristina, sulfato de vincristina, vindesina e vinorelbina, campto- tecina topotecan, irinotecan, etoposide ou teniposide antramicina, mitoxan- trona, menogaril, nogalamicina, aclacinomicina A, olivomicina A, cromomici- nah; e plicamicina, metotrexato, edatrexato, trimetrexato, raltitrexede, piri- trexima, denopterina, tomudex, pteropterina, e derivados e análogos dos mesmos. Em algumas modalidades, o dispositivo de transplante de célula também pode incluir polimetil metacrilato ou cimento ósseo ou outros tipos de cianoacrilatos.

Em algumas modalidades, a estrutura porosa é formada de um material que permite a obtenção de imagens do dispositivo implantado com o uso, por exemplo, de MRis, fMRiIs, varreduras de CT, raios X, ultrassons,

varreduras PET, etc. Em tal modalidade, a estrutura porosa compreende É uma malha de polímero (por exemplo, polipropileno, politetrafluoroetileno k (PTFE), poliuretano, poliésteres, e malhas de seda, etc.) que é imunologi- camente compatível e permite a obtenção de imagens do tecido neovascula- rizado. Em outra modalidade, a estrutura porosa compreende uma combina- ção de materiais. Em tal modalidade, a estrutura porosa compreende poli- propileno entrelaçado e filamentos de seda. O tamanho de poro do material da estrutura é selecionado para facilitar a incorporação de tecido e vascularização dentro da câmara da es- trutura porosa. Em algumas modalidades, os tamanhos de poro podem se situar em uma faixa a partir de cerca de 50 nm a 5 mm. Em uma modalidade E exemplificadora, a estrutura porosa compreende uma malha de polipropileno : tecida com 0,53 mm de diâmetro de poro. Em algumas modalidades, o tamanho de poro é selecionado pa- ra excluir células imunes ou agentes imunes da penetração no dispositivo implantado. Em algumas outras modalidades, o tamanho de poro não preci- sa necessariamente excluir as células imunes ou agentes da infiltração no dispositivo. Este seria o caso, por exemplo, quando o dispositivo é usado para transplantar uma combinação de células, que incluem células imuno- protetoras, (por exemplo, células Sertoli, células-tronco mensenquimais, etc.) as quais podem fornecer a proteção imune para as células co-transplan- tadas. Isto também seria o caso, por exemplo, quando o dispositivo é usado para transplantar células singênicas ou células derivadas a partir do paciente que recebe o transplante.

O plugue ou sistema de plugue do dispositivo de transplante de célula é configurado para se ajustar na câmara dentro da estrutura porosa. O plugue ou sistema de plugue pode compreender um material não poroso (por exemplo, politetrafluoroetileno (PTFE), polipropileno, etc.) que inibe o crescimento interno de tecido biológico dentro do plugue ou sistema de plu- gue. O plugue ou sistema de plugue pode consistir em uma estrutura oca ou sólida. No entanto, se um plugue oco for usado, poderia ser tomado cuidado para evitar a infiltração de colágeno ou qualquer outro material biológico no lúmen do plugue quando o dispositivo é implantado no tecido hospedeiro. O É sistema de plugue é discutido em detalhes adicionais abaixo. : Em algumas modalidades, a extremidade proximal do plugue ou sistema de plugue é conectada a uma vedação. Em tal modalidade, a veda- çãoé configurada para fechar a abertura proximal da câmara quando o plu- gue ou sistema de plugue é completamente inserido na câmara da estrutura porosa. A vedação é estruturada para manter o plugue ou sistema de plugue no lugar dentro da estrutura porosa. Em outra modalidade, a vedação é se- parada do plugue ou sistema de plugue. Em mais outra modalidade, a veda- çãoé conectada à estrutura porosa. Adicionalmente, em algumas modalida- des exemplificadoras, a extremidade proximal da câmara é fechada com o É uso de suturas cirúrgicas e/ou grampos vasculares sem o uso de uma veda- t ção separada. Quando implantada em um corpo hospedeiro, a estrutura porosa dodispositivo incita o crescimento interno de tecido vascular e conjuntivo, de tal modo que o plugue ou sistema de plugue alojado dentro da estrutura se torne encapsulado em uma matriz de tecido vascularizado. Quando o plugue ou sistema de plugue é removido da estrutura porosa, uma câmara neovas- cularizada é criada dentro do dispositivo, a qual pode ser, então, usada para manter uma preparação da célula no corpo hospedeiro.

Os tamanhos da estrutura porosa e do plugue ou sistema de plugue são selecionados para fornecer uma razão de área de superfície para volume ótima para manter as células in vivo e para assegurar a sobrevivên- cia em longo prazo da células dentro da câmara neovascularizada. Seme- lhantemente, o número de câmaras no dispositivo de transplante é determi- nado com base no volume e/ou número de células que devem ser transplan- tadas. Em algumas modalidades, o volume total do dispositivo de transplante de célula é ajustado mediante o aumento ou diminuição do número de câma- ras, enquanto que se mantém uma razão de área de superfície para volume ótima de cada câmara individual. Em outras modalidades, o comprimento das câmaras é ajustado para alterar o volume total. Alternativamente, em diversas modalidades, o dispositivo de transplante de célula compreende um número fixo de câmaras, mas somente um número selecionado de câmaras E são infundidas com as células, dependendo da exigência de volume total do Y dispositivo. Em outras modalidades o comprimento das câmaras é ajustado, assim como o número de câmaras, para alterar o volume total exigido.

O dispositivo de transplante de célula apresentado pode ser im- plantado de maneira subcutânea ou intraperitoneal em um corpo hospedeiro, que inclui o omento ou outro local adequado. Alternativamente, o dispositivo de implante de célula apresentado pode ser implantado de maneira parcial- mente intraperitoneal em um corpo hospedeiro, que inclui no omento ou ou- tro local adequado e se estende no ambiente subcutâneo. Em uma modali- dade, as células podem ser carregadas na parte do dispositivo que se es- É tende no ambiente subcutâneo, enquanto que o resto do dispositivo está no É ambiente intraperitoneal. Em outra modalidade, o dispositivo de transplante de célula pode ser implantado no cérebro, área da medula espinhal ou qual- quer outro órgão, conforme exigido, para produzir um efeito terapêutico a partir das células transplantadas. Na maioria dos casos, o hospedeiro con- siste em um humano, mas pode consistir em outro animal mamífero ou não mamífero. O procedimento de transplante de célula consiste em um proces- so de duas etapas que compreende uma etapa de implante de dispositivo seguida por uma etapa de infusão de célula (transplante de célula). A etapa de infusão de célula é implantada após um período de incubação in vivo du- rante o qual o dispositivo implantado é infiltrado por uma matriz de colágeno vascularizado. Em uma modalidade, o período de incubação é de aproxima- damente trinta dias, o qual permite o tempo adequado para a angiogênese e infiltração de colágeno da estrutura porosa. O período de incubação pode ser prolongado ou reduzido, dependendo do grau de neovascularização e formação de tecido (colágeno com células) necessário ou desejado. Por e- xemplo, os dispositivos de transplante podem vascularizar em diferentes ta- xas dependendo do material, dimensões ou revestimentos do dispositivo, tais como, por exemplo, revestimentos antibióticos, fatores de crescimento, etc. Os dispositivos de transplante também vascularizam em diferentes taxas em diferentes hospedeiros, ou quando localizado em diferentes tecidos do corpo dentro do mesmo hospedeiro. Está ao alcance de um elemento versa- É do na técnica determinar o período de incubação adequado. Por exemplo, os - estudos de imagem podem ser executados antes da distribuição de células para assegurar que o tecido vascular e/ou conjuntivo adequado está deposi- tadoem torno e através das paredes da estrutura porosa durante o período de incubação. Para a etapa de infusão de célula, o local de implante é aces- sado através de uma incisão cirúrgica, e o plugue ou sistema de plugue é removido da estrutura porosa para criar uma bolsa revestida com colágeno e vaso sanguíneo dentro da estrutura. A preparação da célula é, então, distri- buída na bolsa vascularizada e a estrutura porosa é novamente vedada. Em outra modalidade, o procedimento de transplante de célula consiste em um É processo de etapa única, de modo que o dispositivo é colocado e as células : implantadas ao mesmo tempo. Nesta circunstância, as células podem ser colocadas em uma matriz de modo que não vazem através dos poros do dispositivo ou, alternativamente, o dispositivo pode ser revestido com um polímero degradável para evitar que as células vazem do dispositivo durante o processo de desenvolvimento de colágeno e angiogênese.

Em algumas modalidades, as células a serem transplantadas podem ser combinadas com uma formulação de solução viscosa biocompa- tível ou polímero biodegradável antes de serem carregadas na câmara de qualquer um dos dispositivos de transplante descritos no presente documen- to. Este polímero biodegradável! irá proteger as células até que o dispositivo seja completamente vascularizado pelo corpo hospedeiro. Estas formula- ções podem ser colocadas nas câmaras antes ou após a colocação do dis- positivo em um hospedeiro, mas antes que uma matriz de colágeno e estru- turas vasculares tenham se formado no dispositivo. As células combinadas com uma formulação de solução viscosa biocompatível ou polímero biode- gradável! serão particularmente úteis em dispositivos projetados para serem carregados com as células antes da implantação do dispositivo no corpo — hospedeiro. Os polímeros representativos que podem ser usados como uma formulação biodegradável, em conjunto com as células, incluem, mas não se limitam a: polietileno-imina e sulfato de dextrano, poli(vinilsiloxano)eco-

polimeroepoli-etilenoimina, fosforilcolina, poli(etileno glico!), poli(ácido lático- À glicólico), poli(ácido lático), poli-hidroxivalerte e copolímeros, poli-hidroxibu- k tirato e copolímeros, polidiaxanona, polianidridos, poliflaminoácidos), po- lifortoésteres), poliésteres, colágeno, gelatina, polímeros de celulose, quito- sanas, alginatos, fibronectina, proteínas de matriz extracelular, vinculina, agar, agarose, ácido hialurônico, matrigel e combinações dos mesmos.

Deve-se observar que as células podem ser colocadas no dispo- sitivo; no entanto, as células também podem ser encapsuladas. Os seguin- tes são a título de exemplo e não como forma de limitação. Os exemplos de sistemas de encapsulação de célula polimérica incluem encapsulação de alginato, hidrogéis de polissacarídeo, quitosana, alginato de cálcio ou bário, É uma matriz em camadas de altinato e polilisina, polímero de poli(etileno gli- : col) fotopolimerizável para encapsular as células individuais ou agrupamen- tos de células, poliacrilatos que incluem hidroxietil metacrilato, metil metacri- lato, cápsulas de silício, nanocápsulas de silício, e polimembrana (acrilonitri- la-co-cloreto de vinila).

As figuras 1A-1E ilustram diversas modalidades exemplificado- ras de um dispositivo de transplante de célula 1. O dispositivo 1 compreende uma malha de polímero (por exemplo, uma malha de polipropileno, uma ma- lhade PTFE, ou qualquer outro material adequado) que forma uma câmara porosa 2 para conter as células em um corpo hospedeiro. Em algumas mo- dalidades, o dispositivo 1 pode compreender 1, 2, 3, 4,5,6,7, 8, 9,10, 11, 12 ou mais câmaras porosas 2. A disponibilidade de múltiplas câmaras per- mite o uso de qualquer número ou combinação de câmaras dependendo do volume de preparação celular exigido, o qual está ao alcance do conheci- mento de elementos versados na técnica em determinar.

Conforme mostrado na figura 1A, o dispositivo 1 compreende uma extremidade proximal 3, uma extremidade distal 4 e um plugue 5 aloja- do na câmara porosa 2. Em uma modalidade, a câmara porosa 2 é tubular em formato, eo plugue 5 é cilíndrico e se estende ao longo de um lúmen da câmara porosa 2. Em outra modalidade exemplificadora, a câmara porosa 2 compreende uma abertura na extremidade proximal 3. A abertura na extre-

midade proximal 3 é dimensionada para possibilitar a inserção e recolhimen- E to do plugue 5 a partir da câmara porosa 2. Em tal modalidade, a abertura na . extremidade proximal 3 é vedada com o uso de suturas cirúrgicas e/ou grampos vasculares durante a incubação do dispositivo e após a infusão de células no dispositivo.

Conforme seria compreendido por um elemento ver- sado na técnica, qualquer outro elemento de vedação cirúrgica, por exemplo, prendedores microvasculares, grampos, etc., pode ser usado para vedar a abertura na extremidade proximal 3. Em outra modalidade, o dispositivo 1 compreende uma aba não porosa 6 na extremidade proximal 3, conforme ilustrado na figura 1B.

Em tal modalidade, a aba 6 é feita de silicone.

A aba 6 pode ser vedada com o uso de suturas cirúrgicas, grampos ou qualquer ou- f tro mecanismo de vedação adequado durante a incubação do dispositivo e : após a infusão de células no dispositivo.

Em uma modalidade exemplificado- ra, a extremidade distal 4 do dispositivo 1 compreende uma superfície com fundo plano ou redondo.

Em outra modalidade, o dispositivo 1 compreende uma abertura na extremidade distal 4, a qual pode ser vedada com o uso de suturas cirúrgicas, grampos ou qualquer outro elemento de vedação cirúrgi- ca, durante a incubação do dispositivo e após a infusão de células.

Em mais outra modalidade exemplificadora, conforme mostrado na figura 1C, a ex tremidade distal 4 compreende uma parte não porosa 7, a qual evita que o crescimento interno do tecido na extremidade distal do dispositivo e facilita a recolhimento do plugue 5 a partir do dispositivo antes da infusão de células.

Em algumas modalidades, conforme ilustrado na figura 1D, a ex- tremidade proximal do plugue 5 é conectada a uma vedação 8. Em tal moda- lidade, a vedação 8 é configurada para fechar a abertura na extremidade proxima! 3 quando o plugue 5 é inserido na câmara 5. À vedação 8 é estrutu- rada para manter o plugue 5 no lugar dentro da câmara porosa.

Em outra modalidade, o plugue 5 é mais longo do que a câmara porosa 2 e age como uma vedação tanto na extremidade proximal 3 como na extremidade distal 4 do dispositivo, conforme mostrado na figura 1E.

As bordas da câmara poro- sa 2 em torno do plugue 5 são vedadas com o uso de suturas cirúrgicas e/ou cola cirúrgica.

Após a remoção do plugue 5 antes da infusão de células, as aberturas na extremidade proximal 3 e na extremidade distal 4 podem ser É vedadas com o uso de suturas cirúrgicas, grampos vasculares, ou qualquer . outro mecanismo de vedação adequado, conforme seria compreendido por um elemento versado na técnica.

Em algumas modalidades exemplificadoras, o dispositivo 1 com- preende múltiplas câmaras porosas 2 que são lateralmente conectadas u- mas às outras. Em tal modalidade, as múltiplas câmaras porosas 2 são for- madas, por exemplo, por meio de soldagem por ultrassom da superfícies de fundo e topo de um material poroso ao longo de uma linha substancialmente paralela a um eixo geométrico longitudinal do dispositivo. A figura 1F ilustra um dispositivo de transplante de célula que tem oito câmaras porosas 2. Ca- É da câmara 2 aloja um plugue 5 durante a fase de incubação do dispositivo. : Os plugues 5 são removidos das câmaras 2 antes da infusão de células nas câmaras. Em uma modalidade, o dispositivo 1 compreende oito câmaras —porosas e tem um comprimento total de 50 mm e uma largura de 45 mm. Cada câmara porosa 2 tem um diâmetro interno não maior do que 35mme aloja um plugue 5 que tem um comprimento de aproximadamente 40 mm e um diâmetro de 2,5 mm. Em tal modalidade, o plugue 5 é formado de um material biocompatível não poroso, por exemplo, politetrafluoroetileno (PT- FE.

As modalidades exemplificadoras do dispositivo de transplante de célula da presente descrição são formadas de malhas de polipropileno de do tipo médico, por exemplo, malha de polipropileno tricotada (PPKM) adqui- rida junto a SURGICALMESHY, Brookfield, Connecticut, EUA. Nas modali- dades ilustrativas, as malhas são formadas de monofilamentos que se situ- am em uma faixa de diâmetro a partir de 0,1 mm a 0,3 mm, e tamanhos de poro da malha que se situam em uma faixa a partir de 0,3 mm a 1 mm, à partir de 0,4 mm a 0,85 mm e 0,5 mm a 0,6 mm. As figuras 2A-2D ilustram diversas configurações de malha exemplificadoras que podem ser usadas paraa formação dos dispositivos de transplante de célula. A figura 2A ilustra uma malha de polipropileno (PPKM601) que tem um tamanho de poro de 0,5 mm e espessura de monofilamento de 0,3 mm; a figura 2B mostra uma ma-

lha de polipropileno (PPKM602) que tem um tamanho de poro de 0,53 mm e Á espessura de monofilamento de 0,18 mm; a figura 2C mostra uma malha de E polipropileno (PPKM404) que tem um tamanho de poro de 0,53 mm e es- pessura de monofilamento de 0,13 mm; e a figura 2D mostra uma malha de polipropileno (PPKM604) que tem um tamanho de poro de 0,85 mm e es- pessura de monofilamento de 0,2 mm.

A figura 3A ilustra outra modalidade exemplificadora de um dis- positivo de transplante de célula 10. A figura 3B ilustra os componentes do dispositivo de transplante de célula 10. O dispositivo 10 compreende uma estrutura porosa 12, uma vedação primária 14, pelo menos um sistema de plugue que compreende um plugue externo 16 e um plugue interno 18, e ' uma vedação secundária 20. Conforme ilustrado na figura 4, a estrutura porosa 12 do disposi- tivo de transplante de célula 10 pode compreender uma malha de polímero (por exemplo, uma malha de polipropileno, uma malha de PTFE, ou qualquer outro material adequado) que forma uma ou mais câmaras porosas 22 para conter as células em um corpo hospedeiro. Em algumas modalidades, a es- trutura porosa 12 pode compreender 1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10,11, 12 ou mais câmaras porosas 22. A disponibilidade de múltiplas câmaras permite o uso de qualquer número ou combinação de câmaras, dependendo do volu- me de preparação celular exigido, o qual está ao alcance do conhecimento e destreza de elementos versados na técnica em determinar. As câmaras porosas 22 podem ser criadas, por exemplo, medi- ante a junção das superfícies de fundo e de topo da estrutura porosa 12 ao longo de uma linha substancialmente paralela a um eixo geométrico longitu- dinal do dispositivo. As múltiplas câmaras porosas 22 podem ter áreas de superfície e dimensões em seção transversal diferentes ou iguais. Em uma modalidade, as múltiplas câmaras porosas 22 são formadas por meio de soldagem por ultrassom da malha de polímero a partir de uma extremidade — proximal24a uma extremidade distal 26 da estrutura. As superfícies de fun- do e de topo da estrutura porosa 12 são contínuas através da uma ou mais câmaras porosas 22, interrompidas somente por linhas de soldagem por ul-

trassom 28, as quais se estendem substancialmente paralelas a um eixo Á geométrico longitudinal da estrutura porosa 12. As superfícies de fundo e de E topo da estrutura porosa 12 podem ser ligeiramente entalhadas em cada linha de soldagem, o qual oferece uma área de superfície adicional para a — vascularização e fornece estabilidade física para o dispositivo 10 dentro de um hospedeiro.

Em uma modalidade, as bordas na extremidade distal 26 são afuniladas e soldadas por ultrassom umas às outras para vedar a extre- midade distal 26. Com referência à figura 3B, a vedação primária 14 é configurada para vedara uma ou mais câmaras porosas 22 durante a incubação do dis- positivo e após a infusão de células.

A vedação primária 14 compreende . uma película polimérica inerte e biocompatível ou qualquer outro material E adequado.

Em uma modalidade, a vedação primária 14 é soldada ultrasoni- camente nas bordas laterais na extremidade proximal afunilada 31, conforme ilustrado nas figuras 5A e 5B.

A extremidade distal 32 da vedação primária 14 é fixada à extremidade proximal 24 da estrutura porosa 12. Em uma mo- dalidade, a extremidade distal 32 é soldada ultrasonicamente à extremidade proximal 24 da estrutura porosa 12. Em diversas modalidades, a vedação primária 14 compreende um trava resselável 34, a qual ajuda na manutenção do pelo menos uma plugue externo 16 dentro de uma câmara porosa 22 durante o período de incubação.

A trava 34 também evita o vazamento de preparação celular du- rante o processo de infusão de células.

Qualquer mecanismo de trava resse- lável adequado pode ser usado como a trava 34. Em uma modalidade, a trava 34 compreende características de crista e ranhura de intertravamento, as quais formam uma vedação firme quando pressionada em conjunto e destrava quando as superfícies de fundo e de topo da vedação 14 são puxa- das separadas na extremidade proximal 31. Após o período de incubação do dispositivo, o acesso ao plugue externo 16 é alcançado mediante o recorte da extremidade proximal 31 da vedação primária 14 e a abertura da trava resselável 34. Depois que a preparação da célula é distribuída na estrutura porosa 12, a trava 34 é refechada e a extremidade proximal 31 é resselada com o uso de, por exemplo, suturas cirúrgicas, grampos ou bioadesivos, ou vedações herméticas.

O número de sistemas de plugue pode corresponder ao número de câmaras porosas 22 no dispositivo de transplante de célula 10. O plugue externo16 é alojado dentro da câmara porosa 22 durante o período de incu- bação do dispositivo.

Em algumas modalidades, o comprimento do plugue externo 16 é aproximadamente igual ao comprimento da respectiva câmara porosa 22. Conforme ilustrado na figura 6A, em uma modalidade, os múlti- plos plugues externos 16 são conectados em uma extremidade proximal 40 como uso de uma lombada comum 42. A lombada comum 42 pode incluir uma ou mais ranhuras 43 para facilitar a remoção dos plugues externos 16 a Ê partir das câmaras porosas 22. Por exemplo, as ranhuras 43 podem permitir ã que a lombada comum 42 seja segurada com o uso de fórceps.

Em algumas modalidades, o plugue externo 16 tem um núcleo oco45 que aloja um plugue interno 18. Conforme mostrado na figura 6B, em uma modalidade, o núcleo oco 45 é constrito com uma ou mais protuberân- cias internas 47 ao longo do comprimento da superfície interna do plugue.

As protuberâncias internas 47 fornecem um espaço de ar entre o plugue ex- terno 16 e o plugue interno 18, o qual permite que as bolhas de ar captura- das escapem durante a distribuição da preparação celular, a qual é descrita em detalhes adicionais abaixo.

O espaço de ar também evita a formação de vácuo durante a remoção do plugue interno 18 e, assim, mantém a integri- dade da matriz de colágeno vascularizado recentemente formadas dentro e em torno da câmara porosa.

Deste modo, em alguns aspectos, o sistema de — plugue que compreende o plugue externo 16 e o plugue interno 18 pode faci- litar a distribuição de células para o dispositivo de transplante de célula 10 e também pode aumentar as chances de sobrevivência de célula dentro de uma matriz de colágeno intata.

Em algumas modalidades, a extremidade proximal 40 e a extre- —midade distal 41 do plugue externo 16 compreendem mecanismos de veda- ção, por exemplo, ranhuras internas ou superfícies afuniladas, para assegu- rar uma vedação eficaz com o plugue interno 18. Conforme mostrado na fi-

gura 7, a extremidade proximal 50 e a extremidade distal 51 do plugue inter- no 18 podem incluir mecanismos de vedação complementares 53 para evitar E a infiltração da matriz de colágeno no núcleo oco 45 durante o período de incubação. Por exemplo, em uma modalidade, o mecanismo de vedação 53 compreende uma ranhura que se estendem em torno da periferia das extre- midades proximal e distal do plugue interno 18, e o plugue externo 16 com- preende uma crista em torno da periferia de suas extremidades proximal e distal. Em tal modalidade, a crista no plugue externo 16 e a ranhura no plu- gue interno 18 intertravam quando o plugue interno 18 é inserido no núcleo oco45 do plugue externo 16, a fim de formar uma vedação completa entre os plugues interno e externo e evitar a permeação de qualquer material bio- . lógico no núcleo oco 45. Adicionalmente, em tais modalidades, se o plugue t externo 16 compreender uma ou mais protuberâncias internas 47, a altura das cristas nas extremidades proximal e distal do plugue externo 16 pode —sermaiordo que a altura das protuberâncias internas 47.

As figuras 6C e 6D ilustram vistas em seção transversal da câ- mara porosa 22 e montagem de plugue 16, 18, de acordo com uma modali- dade da presente descrição. A figura 6C é uma vista em seção transversal da montagem antes da implantação em um corpo hospedeiro e a figura 6D ilustraa vista em seção transversal da montagem após a incubação em um corpo hospedeiro. O diâmetro interno da câmara porosa 22 e o diâmetro ex- terno do plugue externo 16 são selecionados para manter um espaço 46 em torno da periferia do plugue externo 16 para a formação de tecido. Por e- xemplo, em uma modalidade ilustrativa, o diâmetro interno da câmara poro- sa22nãoé maior do que 4,5 mm e o diâmetro externo do plugue 16 não é maior do que 3,5 mm. Em outra modalidade, o diâmetro interno da câmara porosa 22 não é maior do que 3,5 mm e o diâmetro externo do plugue 16 não é maior do que 2,5 mm. Estas modalidades fornecem, por exemplo, a- proximadamente 0,5 mm de espaço em torno do plugue externo 16 para a formação de uma matriz de colágeno vascularizado. O espaço em torno do plugue externo 16 também oferece ambiente suficiente para a inserção e recolhimento do plugue externo para dentro e para fora da câmara porosa.

Quando o dispositivo de transplante de célula 10 é implantado E em um corpo hospedeiro, os tecidos vascular e conjuntivo penetram através Y da câmara porosa 22 no espaço 46 e formam uma matriz de tecido vascula- rizado 48 em torno do plugue externo 16. O plugue 16 evita a penetração de — matriz de tecido 48 mais adiante no lúmen da câmara porosa 22. Quando o plugue interno 18 e o plugue externo 16 são recolhidos a partir da câmara porosa 22, uma bolsa 49 é criada dentro da câmara porosa 22, a qual pode ser usada para conter as células no corpo hospedeiro. A bolsa 49 é envelo- pada na matriz de tecido vascularizado 48, conforme mostrado na figura 6E. O número de plugues internos 18 pode corresponder ao número de plugues externos 16. O plugue interno 18 é alojado dentro do núcleo oco . 45 do plugue externo 16 durante a fase de incubação do dispositivo. Em S uma modalidade, múltiplos plugues internos 18 são conectados em uma ex- tremidade proximal 50 com o uso de uma lombada comum 52. Em algumas modalidades, a lombada comum 52 compreende uma característica de grampo 54 para ajudar no manuseio do plugue interno 18 durante a extração do plugue externo 16.

A vedação secundária 20, conforme ilustrado na figura 8, é usa- da para conter a preparação celular nas câmaras porosas quando a vedação primária 14 é refechada após a distribuição de uma preparação da célula no dispositivo de transplante de célula 10. A vedação secundária 20 é posicio- nada na extremidade proximal 24 da estrutura porosa 12 depois que a pre- paração da célula é completamente distribuída na câmara porosa 22€O0 plugue externo 16 é recolhido a partir do dispositivo 10. Em algumas modali- dades, a vedação secundária 20 compreende ranhuras 60 para facilitar a inserção no dispositivo 10 com o uso de pinças.

Em outro aspecto da presente descrição, é apresentado um dis- positivo e método para a distribuição de células em um dispositivo de trans- plante de célula e serão explicados com referência ao dispositivo de trans- plante de célula 10. A figura 9A ilustra os diversos componentes de um dis- positivo de distribuição de células 70. O dispositivo de distribuição de células 70 compreende pelo menos um tubo de infusão de células 71, tampa de co-

nector 72 que tem uma característica de grampo 73 e um espaçador de co- : nector 74. " O tubo de infusão de células 71 pode compreender tubulação polimérica (por exemplo, tubulação de polietileno) ou qualquer outro material adequado para distribuir a preparação da célula na câmara porosa 22 do dispositivo 10 durante a etapa de infusão de célula. O número de tubos de infusão de células no sistema de distribuição pode corresponder ao número de câmaras porosas 22. O espaçador de conector 74 é posicionado na extremidade distal do tubo de infusão de células 71 e acopla ou cria uma interface com a ex- tremidade proximal 40 do plugue externo 16 durante o processo de distribui- í ção de células. O espaçador de conector 74 inclui um ou mais orifícios atra- E vessantes através dos quais o tubo de infusão de células 71 é inserido, con- forme mostrado na figura 9A. Os orifícios atravessantes são configurados para fornecer um encaixe por interferência leva com o tubo de infusão de células 71. O encaixe é adaptado para manter o tubo de infusão de células 71 no lugar durante o processo de infusão de células. Adicionalmente, em determinadas modalidades, o espaçador de conector 74 compreende pas- sagens 76 para expelir o ar a partir dos espaços de ar no plugue externo 16 criados pela protuberância interna 47 durante o processo de distribuição de células, conforme descrito adicionalmente abaixo. Em uma modalidade, o plugue externo 16 compreende um centro 78 na extremidade proximal 40. Em tal modalidade, o espaçador de conector 74 é inserido no centro 78 du- rante o processo de infusão de células para prender o dispositivo de distribu- ição70 no dispositivo de transplante de célula 10.

A extremidade proximal do tubo de infusão de células 71 com- preende a tampa de conector 72. À medida que o tubo é inserido no plugue externo 16, a tampa de conector 72 avança distalmente em direção ao espa- çador de conector 74. Quando o tubo 71 é completamente inserido no plu- gue externo 16, a tampa de conector 72 encaixa sobre o espaçador de co- nector 74 e/ou centro 78, e a característica de grampo 73 se conecta com o plugue externo 16/ou centro 78 ao longo da lombada comum 42, conforme mostrado na figura 9C. Isto possibilita que a tampa de conector 72, o espa- É çador de conector 74 e o plugue externo 16 sejam recolhidos como uma úni- " ca unidade à medida que a preparação da célula é infundida na câmara po- rosa 22.

Em mais outro aspecto da presente descrição, é apresentado um método para o transplante celular e será explicado com referência ao dispositivo de transplante de célula 10 e dispositivo de distribuição de células

70. O método de transplante de célula não é limitado às modalidades do dis- positivo apresentadas no presente documento e pode ser usado com qual- quer dispositivo de transplante de célula e distribuição de células. A figura 10 é um fluxograma que ilustra as etapas de um proce- É dimento de transplante de célula exemplificador. O procedimento de trans- : plante de célula consiste geralmente em um processo de duas etapas que compreende a etapa de implante de dispositivo seguida por uma etapa de infusão de célula. O dispositivo 10 é implantado no corpo hospedeiro antes da distribuição de células, para permitir o tempo adequado para o colágeno e vasos sanguíneos infiltrarem na estrutura porosa 12. Em algumas modali- dades, o dispositivo 10 é esterilizado com o uso de óxido de etileno antes da implantação. O dispositivo 10 pode ser embalado em uma embalagem auto- vedante ou qualquer outra embalagem esterilizável junto com uma tira indi- cadora de esterilidade para um processo de esterilização à base de óxido de etileno. Em algumas outras modalidades, a radiação gama ou autoclave por calor seco é usada para esterilizar o dispositivo antes da implantação. O tipo de método de esterilização usado depende do material da estrutura, uma vez que a autoclave por calor seco é conhecida por deformar determinados materiais poliméricos (por exemplo, polipropileno) devido à temperatura de deflexão de calor baixa. A radiação gama, em uma dose de esterilização de 6 M-Rad, pode esterilizar de forma bem sucedida os dispositivos de implan- tação de células; no entanto, a radiação gama pode diminuir a vida útil dos dispositivos feitos de polipropileno.

O dispositivo 10 pode ser implantado de subcutânea ou intraperi- toneal. Por exemplo, para o implante subcutâneo do dispositivo no corpo hospedeiro, é feita uma incisão através da derme e epiderme, seguida pela Í dissecação cega cuidadosa do tecido conjuntivo e adiposo, criando uma bol- : sa subcutânea caudal à linha de incisão (etapa 810). Uma vez que um espa- ço adequado é criado (aproximadamente nas dimensões do dispositivo), o dispositivo 10 é implantado na bolsa subcutânea e a incisão é suturada (eta- pa 820). Alternativamente, o dispositivo 10 pode ser implantado na cavidade peritoneal através de uma incisão abdominal. As etapas de implante de dis- positivo (etapas 810 e 820) são seguidas por um período de incubação do dispositivo (etapa 830), durante o qual uma matriz de colágeno vasculariza- doé depositada dentro e em torno da estrutura porosa 12. Após o período de incubação, o dispositivo 10 é acessado atra- Á vés de uma segunda incisão cirúrgica. Por exemplo, a extremidade proximal E 31 da vedação primária 12 pode ser recortada in situ para abrir o dispositivo 10 (etapa 840). O plugue interno 18 é, então, extraído do plugue externo 16 e descartado (etapa 850). Durante o processo de remoção do plugue inter- no, o movimento de ar é facilitado pelas protuberâncias internas 47, as quais evitam a formação de um vácuo dentro do dispositivo, o qual pode causar o rompimento de quaisquer vasos sanguíneos recentemente formados dentro e em torno do dispositivo. A remoção do plugue interno 18 desengata a ex- tremidade proximal 50 e extremidade distal 51 do plugue interno 18 a partir da extremidade proximal 40 e extremidade distal 41 do plugue externo 16. Uma preparação celular é, então, distribuída no dispositivo 10 com o uso do dispositivo de distribuição de células 70.

As figuras 11A-11D mostram uma visão geral esquemática de determinadas etapas de um procedimento de infusão de células exemplifica- dor e será explicada com referência ao fluxograma mostrado na figura 10. Para a administração das células no dispositivo 10, o tubo de infusão de cé- lulas 71 do dispositivo de distribuição 70 é carregado com a preparação ce- lular 79 e tubo é inserido no núcleo oco 45 do plugue externo 16, conforme mostrado na figura 11A (etapa 860). O espaçador de conector 74 acopla com a extremidade proximal 41 e/ou centro 78 do plugue externo 16. À me- dida que o tubo 71 é avançado no plugue externo, o ar é expelido através das protuberâncias internas 47 do plugue externo 16 e passagens 76 do es- paçador de conector 74. Quando o tubo 71 é avançado até o fim no plugue p externo 16, a tampa de conector 72 cria uma interface com o espaçador de conector 74. O grampo 73 da tampa de conector 72 é, então, conectada ao centro78 do plugue externo 16 (etapa 870). Neste caso, o plugue externo 16, a tampa de conector 72 e o espaçador de conector 74 são, então, ligei- ramente recolhidos a partir da câmara porosa 22 como uma única unidade, para criar um espaço na extremidade distal da câmara porosa 22 (etapa 875). Em algumas modalidades, o plugue externo 16 pode ser ligeiramente recolhido a partir da câmara porosa 22 antes de conectar o dispositivo de distribuição 70 com o plugue externo 16. Em outras palavras, a etapa 875 É pode ser executada antes da etapa 870. A suave pressão é aplicada a uma : seringa conectada ao tubo de infusão de células 71 para distribuir as células na câmara porosa 22 (etapa 880). É tomado cuidado para assegurar que o tubo71 permaneça na câmara porosa 22 à medida que a pressão é aplicada para distribuir a preparação celular.

Em uma modalidade, o plugue externo 16 é recolhido aproxima- damente 5 mm antes da infusão de células ser iniciada, conforme ilustrado na figura 11B. À medida que a pressão (P) é aplicada à seringa conectada ao tubo de infusão de células 71, a preparação da célula 79 infunde na câ- mara porosa 22. À medida que a preparação da célula é distribuída na câ- mara porosa 22, o plugue externo 16 e o tubo de infusão de células 71 são retirados do dispositivo, conforme mostrado nas figuras 11C e 11D (etapa 885). Quando o dispositivo é completamente preenchido com a preparação —celular79,a infusão de células é interrompida e o tubo de infusão de células 71 é completamente recolhido a partir do dispositivo 10 (etapa 890). A câma- ra porosa 22 é, então, avaliada acerca da capacidade restante para a prepa- ração celular e qualquer preparação da célula restante pode ser cuidadosa- mente adicionada ao final da câmara porosa. A preparação da célula fica contida dentro da câmara porosa 22 mediante a colocação da vedação se- cundária 20 na extremidade proximal 40 da câmara porosa 22, seguida pelo fechamento da trava resselável 34 da vedação primária 12, e prendendo a extremidade proximal 31 da vedação primária 12 com suturas cirúrgicas ou grampos ou outros mecanismos de vedação adequados (etapa 895). Final- . mente, a incisão cirúrgica é fechada com o uso de suturas cirúrgicas, gram- pos ou adesivos de tecido, completando, assim, o procedimento de trans- plantede célula.

Os dispositivos e métodos para o transplante de célula apresen- tados podem ser usados para o transplante de quaisquer células terapêuti- cas, ou uma combinação de células, em um corpo hospedeiro, para fornecer material biológico terapêutico para o hospedeiro para o tratamento de uma condição de doença. As células podem consistir em células de doadores alogênicas, xenogênicas ou singênicas, células derivadas de paciente, que É incluem células-tronco, células do sangue do cordão e células-tronco embri- E ônicas. As células-tronco podem ser diferenciadas nas células terapêuticas adequadas. As células podem ser imaturas, parcial ou completamente dife- renciadas e células maduras quando colocadas no dispositivo. As células também podem consistir em células de engenharia genética ou linhas de célula. Em um aspecto, uma modalidade de acordo com a presente descri- ção é usada para o transplante de células de ilhotas de Langerhans para fornecer meios para a regulação de glicose sanguínea no corpo hospedeiro. Em outro aspecto, uma modalidade de um dispositivo de transplante de célu- la é usada para o cotransplante de célula de ilhotas de Langerhans e Sertoli, onde as células Sertoli fornecem proteção imunológica para as células de ilhotas no corpo hospedeiro. A proteção imune fornecida pelas células Sertoli em um corpo hospedeiro foi anteriormente apresentada, por exemplo, na patente US. nº 5.725.854, a qual está aqui incorporada a título de referên- cia, em sua totalidade. Consequentemente, esta descrição também conside- ra os métodos de tratamento de diversas doenças por meio do transplante de quantidades terapêuticas de células para indivíduos que necessitem des- se tratamento, com o uso de uma modalidade de um dispositivo de trans- plante de célula, conforme apresentado aqui.

A densidade das células terapêuticas transplantadas, ou combi- nações de células, é determinada com base no peso corporal do hospedeiro e nos efeitos terapêuticos das células. Conforme observado anteriormente, as dimensões do dispositivo de transplante de célula e o número de câmaras : porosas a serem usadas (em um dispositivo de múltiplas câmaras) são de- terminados com base no número das células exigidas, na extensão da vas- —cularização alcançável durante o período de incubação de dispositivo e nas características de difusão de nutrientes e produtos celulares dentro e fora do dispositivo implantado. Exemplos Os seguintes exemplos são fornecidos para explicar melhor as diversas modalidades e não deveriam ser interpretados, de forma alguma, como limitadores do escopo da presente descrição. O dispositivos de trans- Í plante de célula usado nestes exemplos são formados de malhas de polipro- ; pileno e compreendem um único plugue de PTFE em cada câmara porosa dos dispositivos.

1. Dispositivos de transplante de célula contendo células de ilhotas são ca- pazes de restabelecer a normoglicemia em ratos Lewis Os dispositivos de transplante de célula foram usados para o implante de células de ilhotas singênicas em ratos Lewis para restabelecer a normoglicemia. A reposta de glicose das células implantadas foi comparada coma resposta de glicose de células de ilhotas administradas diretamente nas veias portal dos ratos. Os ratos de Lewis foram divididos em três grupos de estudo, com nove ratos em cada grupo. No primeiro e segundo grupo de estudo, os dispositivos foram implantados em cavidades intraperitoneal e subcutânea, respectivamente. No terceiro grupo, as células de ilhotas foram administradas diretamente nas veias portal.

Os dispositivos implantados foram incubados nos ratos Lewis por pelo menos um mês para permitir o crescimento interno vascular. A dia- betes foi, então, quimicamente induzida nos ratos por meio de injeção de estreptozotocina. Os ratos foram considerados diabéticos se três leituras — sucessivas de glicose sanguínea fossem de pelo menos 18,0 mM. As células de ilhotas de rato Lewis isoladas (10.000 IEQ/Kg de peso) foram, então, in- fundidas nos dispositivos implantados ou diretamente nas veias portal de ratos diabéticos. Os pellets de insulina foram removidos em 14 dias após o transplante de ilhota (denotado pelo retângulo cheio acima dos gráficos nas e figuras 11A e 11B). Os níveis de glicose do sangue nos ratos foram monito- rados por um período de 100 dias. Em 100 dias após o transplante, os dis- positivos foram removidos para confirmar que as ilhas transplantadas foram responsáveis pela reversão da diabetes.

As figuras 12A e 12B mostram os resultados da normalização de glicose para os ratos que recebem os dispositivos de transplante de célula intraperitoneais (câmara omental) e subcutâneos, respectivamente. O trans- plante de célula bem sucedido resultou na normalização dos níveis de glico- se do sangue (leitura de glicose menor do que 8,0 mM), conforme denotado É pelos traços cheios. Os transplantes que não alcançaram a normoglicemia é são denotados por traços pontilhados. Os resultados indicam que o nível glicêmico normal foi mantido em um número estatisticamente significante de ratos diabéticos que receberam as células de ilhotas. Após a remoção dos dispositivos implantados em 100 dias após o transplante, os ratos que ante- riormente demonstraram níveis glicêmicos normais retornaram para níveis hiperglicêmicos, indicando que os dispositivos continham enxertos em com- pleto funcionamento que foram responsáveis para alcançar a normoglicemia antesda remoção do dispositivo. A taxa na qual as concentrações de glicose sanguínea atingiram os níveis não diabéticos foi estatisticamente diferente entre os grupos de estudo (p< 0,0001, teste t).

A figura 12C mostra as respostas de IVGTT (teste de tolerância a glicose intravenosa) em ratos Lewis transplantados com células de ilhotas. Os IVGTTs foram executados em 40 dias e 80 dias após o transplante A resposta de glicose dos ratos com transplantes intraperitoneal e subcutâneo foram comparadas contra a resposta de glicose dos ratos que receberam as células de ilhotas intraportal. Os IVGTTs foram executados em três ratos em cada categoria do estudo. Em 40 dias e 80 dias após o transplante, os níveis de glicose do sangue em ratos transplantados com células de ilhotas caiu abaixo de 8,0 mM dentro de 50 minutos do recebimento de uma provocação de glicose, conforme mostrado na figura 12C. Os dispositivos de transplante de célula foram removidos em 100 dias. Os níveis de glicose do sangue não Í caíram quando um bolus de glicose foi administrado em 110 dias, indicando b que as células de ilhotas transplantadas foram responsáveis pela a normo- glicemia alcançada em ratos diabéticos antes da remoção dos dispositivos implantados.

A figura 12D mostra as respostas de insulina em ratos Lewis transplantados com células de ilhotas. Os níveis de insulina foram testados com o uso de ensaios imunoabsorventes ligados à enzima (ELISA). A análi- se foi executada em triplicado. Os resultados indicam uma diferença signifi- cante em níveis de insulina do sangue sob a provocação de glicose (p<0,005, teste t). Conforme mostrado na figura 12D, os níveis de insulina E em ratos que receberam os dispositivos transplantados se correlacionaram À bem com os níveis de insulina em ratos que receberam as células de ilhotas intraportal.

2. Detecção histológica de Insulina e Vascularização Dentro das Câmaras porosas dos Dispositivos de transplante de célula Após a remoção dos dispositivos implantados em 100 dias, a in- sulina foi detectada nos dispositivos com o uso de anticorpos primários es- pecíficos contra insulina. A figura 13A mostra o resultado da coloração de insulina dentro da câmara porosa de um dispositivo implantado de forma subcutânea. A detecção de insulina dentro da câmara indicou que as células de ilhotas contidas nos dispositivos foram viáveis e funcionais em 100 dias após o transplante.

A avaliação histológica dos dispositivos implantados também foi executada para verificar a formação de vascular tecido na matriz de coláge- no depositada dentro e em torno dos dispositivos. A coloração imunohisto- química para o fato VIIl associado com as células endoteliais indicou estrutu- ras vasculares bem formadas profundamente embutidas no tecido conjunti- vo, conforme mostrado na figura 13B (estrutura escura indica endotélio; os núcleos celulares são indicados pelas setas). A avaliação histológica tam- bém demonstrou a penetração de tecido neovascularizado em direção ao núcleo dos dispositivos de transplante de célula.

3. Estimativa de Angiogênese e deposição de Colágeno nos Dispositivos de À transplante de célula DP Para determinar a duração adequada da fase de implantação (tempo entre a implantação do dispositivo e o enxerto de ilhotas), os disposi- tivos de transplante de célula foram implantados de forma subcutânea em porcos Yorkshire-Landrace de oito semanas de idade durante 2, 4 e 8 se- manas.

Após a implantação durante o respectivo período de tempo, os dis- positivos foram explantados e analisados para determinar o nível de angio- gênese e deposição de colágeno. a) Estimativa bruta de angiogênese e deposição de colágeno As fotografias foram tiradas foram tanto da superfície ventral É como dorsal dos dispositivos explantados para a análise bruta de formação : de tecido e vaso sanguíneo.

Uma grade de 1 cm x 1 cm foi colocada sobre as fotografias para quantificar a formação de microvaso e tecido (colágeno com células). Cada caixa de 1 cm? dentro da grade foi pontuada acerca da formação de vaso, permitindo que um vaso/cm? total seja calculado para to- da a superfície dos dispositivos explantados.

A espessura média sobre os perímetros medial e lateral dos dispositivos foi medida para avaliar a quanti- dade de deposição de colágeno.

A figura 14 mostra uma tabela da espessu- ra de colágeno média e vaso sanguíneo total/cm? calculados para quatro dispositivos formados com o uso de diferentes materiais porosos (malhas). A formação de tecido e microvaso suficiente foi observada para todos os qua- tro tipos de malha em 2 semanas após a implantação.

Os resultados tam- bém indicam que a quantidade de tempo exigida para a formação de micro- vasoe deposição de colágeno pode variar dependendo do material do dis- positivo (porosidade, aspereza da superfície, etc. das malhas). b) Análise histológica de angiogênese e deposição de colágeno A angiogênese foi determinada mediante a coloração de células endoteliais com corante de hematoxilina e eosina (H&E) (figura 15A) e fator von Wilebrand (figura 15B). A figura 15A demonstra a incorporação de teci- do nos dispositivos em 2, 4 e 8 semanas após o implante.

A figura 15B mos- tra a formação de vaso sanguíneo em diversas margens de um dispositivo antes do transplante de célula. A estimativa da incorporação de tecido nos Í dispositivos mostrou que os dispositivos incorporam o colágeno e microva- : sos em todos os pontos no tempo medidos antes do transplante de ilhota.

4. Estimativa de Dispositivos de transplante de célula que recebem ilhotas de autoenxerto suíno Os porcos Yorkshire-Landrace de oito semanas de idade foram implantados com os dispositivos de transplante de célula durante quatro e oito semanas. Para tornar os animais diabéticos, uma pancreatectomia de 90% foi executada seguida por uma dose intravenosa de 150 mg/Kg de es- treptozotocina um dia após a cirurgia. As ilhotas foram isoladas dos pân- creas antes de executar a pancreatectomia. Os enxertos de ilhotas imaturos Â foram transplantados nos animais cinco dias após o isolamento de enxerto e É a pancreatectomia para permitir tempo suficiente para a recuperação e con- firmação de diabetes. As capacidades de produção de insulina das células de ilhotas imaturas foram testadas antes do transplante. Conforme mostrado na figura 16, as ilhotas imaturas produziram cerca de 10% da insulina normalmente esperada a partir de ilhotas adultas. Este fato combinado com o baixo núme- ro de transplante de ilhota de cerca de 3 a 5K IEQ/Kg (5 a 10% de ilhotas que produzem insulina normalmente usadas em transplantes intraportal) for- nece um teste rigoroso dos dispositivos de transplante de célula. Atualmente na terapia de transplante de ilhota clínica, a infusão de uma quantidade ade- quada de massa de célula B tem apresentado um obstáculo para o tratamen- to de diabetes dependente de insulina. A dependência de insulina é usual- mente alcançada quando uma quantidade suficiente de células de ilhotas são distribuídas, aproximadamente 10.000 IEQ/Kg do peso corporal do re- cebedor. Para fornecer esta quantidade de células de ilhotas, os protocolos de transplante de ilhota dos dias de hoje exigem mais do que um pâncreas de doador por recebedor, criando uma pressão sobre um suprimento de do- —adorjá limitado. Portanto, se o controle glicêmico puder ser alcançado com o uso de somente 5 a 10% das ilhotas atualmente usadas em transplantes intraportal, o número de pacientes diabéticos que poderiam receber a terapia de transplante de ilhota iria aumentar significantemente. À As análises histológicas dos dispositivos explantados foram exe- k cutadas para testar a sobrevivência e função em longo prazo de ilhotas transplantadas. A função de enxerto de ilhota também foi monitorada através detestesde tolerância de glicose intravenosa bimestral e glicose sanguínea de duas semanas (IVGTTs). a) Análise histológica de função de enxerto de ilhota Após a explantação dos dispositivos em 9 semanas, a insulina foi detectada nos dispositivos com o uso de anticorpos primários específicos contra insulina. A figura 17A mostra o resultado da coloração de insulina dentro da câmara porosa de um dispositivo explantado. A detecção de insu- É lina dentro da câmara indicou que as células de ilhotas contidas no dispositi- : vo foram viáveis e funcionais em 9 semanas após o transplante. A coloração imunohitoquímica de seções de explante demonstrou ilhotas bem configura- dase saudáveis circundadas por microvasos robustos (figura 17B; microva- sos indicados pelas setas). b) Medições de glicose do sangue Os níveis de glicose do sangue em jejum e não jejum semanal- mente foram medidos para monitorar a função de enxerto de ilhota após o transplante. Estas medições ajudaram na determinação da eficácia total dos dispositivos de transplante de célula no controle em longo prazo de níveis de glicose do sangue. As leituras de glicose sanguínea em jejum fornecem uma medição controlada da função de enxerto. Brevemente, uma gota (vários microlitros) de sangue é coletada a partir de uma veia de um animal recebe- doreo nível de glicose sanguínea é determinado com o uso de um glicosí- metro Freestyle Lite ou outro dispositivo de teste de glicose.

Conforme mostrado na figura 18, as ilhotas transplantadas de- monstraram controle de glicose em longo prazo até a explantação dos dis- positivos em 72 dias. Os animais no grupo de “controle glicêmico” (n=4) fo- ram dependentes de insulina e os níveis de glicose do sangue foram contro- lados pelas ilhotas nos dispositivos de transplante de célula sozinhos. Os animais neste grupo mostraram independência de insulina em longo prazo após o transplante de ilhota.

Alguns animais, no entanto, permaneceram hi- À perglicêmicos (níveis de glicose do sangue diariamente elevados) após o : transplante de ilhotas nos dispositivos (n=6). Isto foi relacionado à qualidade metabólica insatisfatória das ilhotas pré-transplante e baixa dose de trans- plante de ilhota (IEQ/Kg). A qualidade das ilhotas antes do transplante se correlacionaram bem com a função de ilhota em longo prazo. c) Teste de tolerância de Glicose Os testes de tolerância de glicose são importantes na estimativa da função de enxerto de ilhota através da comparação dos resultados de IVGTT pré e pós-transplante.

Para testar a eficácia dos dispositivos de transplante de célula, os IVGTTs foram conduzidos antes da pancreatecto- Ê mia (linha de base), em diversos pontos no tempo após o transplante de ilho- p ta nos dispositivos, e após a explantação dos dispositivos.

O IVGTT foi exe- cutado mediante a injeção de uma dose de dextrose e a medição do tempo levado para que a insulina endógena traga os níveis de glicose para a linha de base.

Em adição à medição do nível de glicose sanguínea, o sangue foi amostrado em diversos pontos no tempo para medir o nível de peptídeo C, o qual consiste em um subproduto criado quando a insulina é produzida por células B.

Os resultados para um IVGTT foram interpretados com o uso de valores absolutos de nível de glicose sanguínea (figura 194), área sob curva (AUC) de nível de glicose sanguínea (figura 19B) e alteração sucessiva no nível de peptídeo C (figura 19C). Conforme mostrado nas figuras 19A e 19B, os níveis de glicose aumentaram significantemente (p<0,001, Anova) depois que o dispositivo é —explantado, indicando que a remoção do dispositivo resulta na eliminação da função de insulina similar a um animal diabético sem ilhotas.

Embora os ni- veis de glicose mais baixos fossem detectados em animais não submetidos à pancreatectomia, os recebedores de autoenxerto de ilhota mostraram re- dução significante nos glicose níveis após a injeção de dextrose, indicando queasilhotasimaturas podem sobreviver e funcionar após o transplante.

As amostras de soro a partir dos IVGTTs foram analisadas com o uso do kit de radioimunoensaio de peptídeo C suíno de Linco, o qual utiliza um anticorpo feito especificamente contra peptídeo C suíno sintético. As À amostras de soro em 0, 5, 15, 30, 60 e 120 minutos após a injeção de dex- e trose foram analisadas acerca da presença de peptídeo C suíno. Os quatro grupos de estudos consistiram em porcos não submetidos à pancreatecto- mia testados (linha de base), recebedores de autoenxerto de ilhota (pós- transplante de ilhota), recebedores de autoenxerto que tiveram seus disposi- tivos removidos (após a remoção do dispositivo) e porcos de controle diabé- ticos. Ao examinar as alterações sucessivas em níveis de peptídeo C entre os diferentes grupos de estudo, os recebedores de pós-transplante de ilhota elinhade base mostraram resultado muito comparável, embora o nível de peptídeo C em recebedores de pós-transplante de ilhota aumentasse em 60 É minutos, em oposição aos 30 minutos para o grupo de linha de base (figura . 19C). Adicionalmente, as alterações sucessivas em peptídeo C para o grupo após a remoção do dispositivo e o grupo de controle diabético foram simila- res, indicando que as ilhotas transplantadas foram responsáveis pela libera- ção de peptídeo C antes da remoção do dispositivo.

Outras modalidades da invenção serão evidentes para aqueles elementos versados na técnica a partir da consideração do relatório descriti- vo e prática da invenção apresentados no presente documento. Pretende-se que o relatório descritivo e os exemplos sejam considerados somente como exemplificadores, com um escopo e espírito real da invenção sendo indicado pelas seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para implantar células em um corpo hospedeiro, que compreende: uma estrutura porosa que compreende pelo menos uma câmara que tem uma extremidade proximal e uma extremidade distal, a estrutura porosa que tem poros dimensionados para facilitar crescimento de tecidos vascular e conjuntivo dentro da pelo menos uma câmara; e pelo menos um plugue removível configurado para ser posicio- nado dentro da pelo menos uma câmara; em que a estrutura porosa compreende uma malha de polipropi- leno.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, em que a pelo menos uma câmara compreende uma abertura em uma ou ambas a extre- midade proximal e a extremidade distal da câmara, e em que o dispositivo compreende: pelo menos um sistema de dois plugues compreendendo um plugue externo configurado para ser posicionado dentro da pelo menos uma câmara, e um plugue interno configurado para ser posicionado dentro do plugue externo; e pelo menos uma vedação configurada para fechar a abertura de uma ou ambas a extremidade proximal e a extremidade distal da câmara.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, compreen- dendo ainda uma aba não porosa conectada à malha de polipropileno em uma extremidade aberta da pelo menos uma câmara e/ou uma vedação pa- rafechara abertura, opcionalmente compreendendo um grampo cirúrgico ou suturas cirúrgicas.

4, Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que pelo menos uma parte da estrutura porosa é revestida com um ou mais materiais biodegradáveis que preenchem poros da estrutura poro- sa.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, em que os ma- teriais biodegradáveis compreendem pelo menos um dentre fatores de cres-

cimento, um agente antifibrótico, um polímero, e/ou substâncias para para estimular angiogênese e incorporação de tecido dentro da pelo menos uma câmara porosa, e/ou em que pelo menos uma parte da estrutura porosa é tornada áspera para estimular incorporação de tecido dentro da pelo menos uma câmara porosa.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que em que a estrutura porosa compreende múltiplas câmaras que são conectadas lateralmente e opcionalmente compreende uma vedação comum para as múltiplas câmaras ou uma vedação para cada câmara.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, em que a pelo menos uma vedação é uma película de polímero que é soldada ultrassoni- camente à estrutura porosa.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, em que o plugue externo e o plugue interno compreendem mecanismos de vedação comple- mentares.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, em que a pare- de mais interna do plugue externo compreende pelo menos uma protrusão ao longo do comprimento do plugue externo.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a9, em que a estrutura porosa permite crescimento de tecidos vascular e conjuntivo dentro da câmara porosa encapsulando o pelo menos um sistema de plugue em uma matriz de colágeno neovascularizado e em que a retirada do sistema de plugue da câmara cria um espaço dentro da câmara que é encapsulado na matriz de colágeno neovascularizado .

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 10, em que a pelo menos uma parte da estrutura porosa é revestida com um ou mais dentre fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), um po- límero com eluição de medicamento, colágeno, fibronectina, membrana de proteínas citoesqueléticas, polietileno-imina e sulfato dextrano, po- lifvinilsiloxano)eco-polímeropolietilenoimina, fosforilcolina, poli (etileno glicol), poli(ácido lático-glicólico), polifácido lático), poli-hidroxivalerte e copolímeros, poli-hidroxibutirato e copolímeros, polidiaxanona, polianidridos, politamino ácidos), polifortoésteres), poliésteres, colágeno, gelatina, polímeros de celu- lose, quitosanas, alginatos, fibronectina, proteínas de matriz extracelular, vinculina, agar, agarose, ácido hialurônico, matrigel e combinações dos mesmos..

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, compreendendo ainda um dispositivo de distribuição de células que compreende pelo menos um tubo de infusão de células configurado para ser posicionado dentro do plugue externo.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, em que o dis- positivo de distribuição de células compreende ainda um conector configura- do para conectar ao plugue externo quando o pelo menos um tubo de infu- são de células é inserido dentro do plugue externo e, opcionalmente, em que o conector compreende um grampo para conectar ao plugue externo e, op- cionalmente, em que a fixação do conector ao plugue externo permite que o conector e o plugue externo sejam recolhidos do dispositivo como uma única unidade.

14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, em que estrutura porosa compreende uma câmara, duas câmaras, três câmaras, quatro câmaras, cinco câmaras, seis câmaras, sete câmaras, oitocâmaras, ou dez câmaras.

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, para uso em um método para transplantar células em um corpo hos- pedeiro, que compreende as etapas de: a. proporcionar um dispositivo implantável para manter células no corpo hospedeiro, o dispositivo implantável compreendendo: uma estrutura porosa que compreende pelo menos uma câmara que tem uma abertura em cada uma ou tanto em uma extremidade proximal como em uma extremidade distal da câ- mara, a estrutura porosa que tem poros dimensionados para fa- cilitar crescimento de tecidos vascular e conjuntivo dentro de uma estrutura porosa; pelo menos um sistema de duplo plugue configurado para ser posicionado dentro da pelo menos uma câmara; e pelo menos uma vedação configurada para encerrar à a- bertura em qualquer uma ou em ambas as extremidades proxi- mal e distal da estrutura porosa ; em que o pelo menos um sistema de duplo plugue compre- ende um plugue externo configurado para ser posicionado den- tro da pelo menos uma câmara, e um plugue interno configurado para ser posicionado dentro do plugue externo; b. implantar o dispositivo no corpo hospedeiro; c. manter o dispositivo no corpo hospedeiro até que o dispositivo seja infiltrado pelos tecidos vascular e conjuntivo; d. proporcionar um dispositivo de distribuição de células que compreende pelo menos um tubo de infusão de células carregado com um preparado de células, o tubo de infusão de células configurado para ser po- Ssicionado dentro do plugue externo; e. acessar o dispositivo implantado através de uma incisão cirúr- gica e abrir a pelo menos uma vedação ; f. retirar o plugue interno do sistema de duplo plugue;

9. inserir o tubo de infusão de células dentro do plugue externo; h. retirar o plugue externo da pelo menos uma câmara e infundir a câmara com o preparado de células; e |. religar a pelo menos uma vedação .

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15, para uso em um método para transplantar células em um corpo hospedeiro, em que o método compreende ainda a etapa de gerar imagens da estrutura porosa antes de distribuir as células.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, para uso em um método para transplantar células em um corpo hospedeiro, em que a preparação de célula compreende uma ou mais dentre ilhotas de célu- lasde Langerhans, células Sertoli, células estaminais mesenquimais, células estaminais, células sanguíneas de cordão, células estaminais embrionárias, células estaminais neurais, células de engenharia genética ou linhas de célu-

las, e uma combinação das mesmas.

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15, 16 ou 17, para uso em um método para transplantar células em um cor- po hospedeiro, em que a preparação de célula compreende células de doa- dores alogênicas, xenogênicas, singênicas ou derivadas de paciente.

19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, para uso em um método para transplantar células em um corpo hospedeiro, em que a preparação de célula compreende células de enge- nharia genética ou linhas de células.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações a 19, para uso em um método para transplantar células em um corpo hospedeiro, em que as células compreendem ilhotas de células de Lange- rhans e células Sertoli.