CN103764071B - 鼓室修补器械 - Google Patents

Abstract

一种用于修补在需要这种治疗的个体中的鼓室的器械，所述器械：具有介于约12.5与40MPa之间的抗拉强度杨氏模量；包括一个或多个膜层，其中至少一个膜层包括多个孔；和其中所述器械可支持选自包括以下中至少任何一种或多种的组的细胞的增殖、迁移和/或粘着：角质蛋白、纤维母细胞、血管细胞、粘膜上皮细胞和干细胞。

Description

鼓室修补器械

技术领域

本发明关于用于鼓室修补，和特定来说用于鼓膜穿孔修补和松弛部重建的器械。还关于修补鼓室损伤，和特定来说修补鼓膜穿孔的方法。

发明背景

以下背景技术的论述只希望促进对本发明的理解。论述并非认同或承认在申请的优先日期下所提及的任何材料是常识的一部分。

鼓膜穿孔是耳鼻喉科学中最常见的问题之一。如果任由不治疗，那么将带来严重疾病，如失聪、复发性耳漏、中耳感染和获得性胆脂瘤。虽然大部分急性鼓膜穿孔会自发地愈合，但大型或慢性鼓膜穿孔，尤其是来自慢性化脓性中耳炎的鼓膜穿孔经常无法愈合并需要移植。

在慢性鼓膜穿孔的情况中，需要称为鼓膜成形术（或I型鼓室成形术）的外科手术来封闭穿孔。鼓膜成形术涉及使用移植物来“补合穿孔”和恢复鼓膜的完整性；其目的是恢复鼓膜的连续性以改善听力和降低进一步中耳感染的可能性。

一般来说，自体移植物（从个体获得的组织）是以最常见类型的颞肌筋膜的形式使用，这种移植物被视为鼓膜封闭的“黄金标准”。常用自体移植物的其它类型包括软骨、软骨膜和脂肪，且尽管存在比较各种材料的功效的许多研究，但未见到称得上优异的明确共识。不管使用何种移植物材料或技术，大部分声称成功率高达90%。尽管有如此高的成功率，但移植失败的原因可以包括例如再穿孔、胆脂瘤、偏侧化、迟钝、上皮珠和包涵囊肿。

除此以外，鼓膜成形术还存在其它缺点；由于要求麻醉、外科手术和过夜住院，这项手术带来高费用；具有固有发病率和因缺陷性供体部位引起的可能问题。此外，最近提出被视为成功的案例应经过审查以包括中耳的病况，如积液、膨胀不全和分泌物，这些症状会负面影响结果。还指出将鼓膜的透明度作为影响听力的因素，不透明的鼓膜导致显著较高的听力阀值。不透明是鼓膜增厚的结果；且增大的厚度导致较僵硬和移动性下降。类似地，自体的移植物材料倾向于不透明、较厚和比未受损的鼓膜更僵硬，从而负面影响声学传输，同时阻碍医师在跟踪期间检查中耳的感染或缺陷。

修补的持续功能可以受连续回缩过程、胆脂瘤或再穿孔和感染影响。永久性传导性失聪可由这些导致侵蚀听小骨的持续过程引起。最常见的外科方法是用较厚的软骨层实施鼓室成形术以阻止进一步回缩和回缩袋形成的进程、穿孔和胆脂瘤。可将软骨用作底衬、内嵌或上覆移植物。

然而，作为结果，这些使用现有移植物材料的可用方法不足以复制天然鼓室的微结构和性质，因此当被用于修补穿孔鼓室时，无法恢复发病前的听力。

此外，耳道在调节进入鼓膜的声音上也发挥主要作用。在倾斜耳道与鼓膜相交处的尖锐前鼓膜耳道角可显著地更改声音压力水平并在鼓室前方的各个部位加以阻挡，尤其是高频率声音。出于这个原因，修补或重建鼓室松弛部的组织和/或骨退化或其它损伤经常是与鼓膜穿孔修补一起实施，目的是恢复声学传输和发病前的听力。

至今，已研发出一系列异种移植物和合成材料，包括和纸补丁，作为支撑鼓膜再生的合适支架。然而，存在甚少证据来支撑任何这些材料作为各类穿孔的最优材料。此外，几种市售异种移植物，如猪小肠粘膜下层会由于使用了血清素的剩余异种细胞组分而引起炎症反应。此外，合成材料基本上是非生物可降解的，且其生物机械和材料性质难以媲美正常鼓膜，因此会影响长期听力功能。因此，需要用于修补鼓室和鼓膜穿孔的新颖材料。

发明概要

在第一方面，本发明提供用于修补在需要这种治疗的个体中的鼓室的器械，所述器械：

具有介于约12.5与40MPa之间的抗拉强度杨氏模量；和包括一个或多个膜层，其中至少一个膜层包括多个孔；

其中所述器械可支持至少选自包括以下任何一种或多种的组的细胞的增殖、迁移和/或粘着：角质细胞、纤维母细胞、血管细胞、粘膜上皮细胞和干细胞。

器械优选具有介于约15与约37MPa之间的抗拉强度杨氏模量，和更优选，介于约25与约35MPa之间的抗拉强度杨氏模量。

本发明的器械可以由对于需要这种治疗的个体为非自体的一种或多种材料制成。这些一种或多种材料可以选自包括以下的组的一个或多个：丝纤蛋白、基于玻尿酸的水凝胶和薄膜、海藻酸钙、海藻酸、pluronic127、聚(癸二酸甘油酯)、胶原蛋白（I/III型）、水溶性和水不溶性壳聚糖、明胶、聚乙二醇、或来自哺乳动物膜，包括鼓膜、心包膜、骨膜、真皮和肌肉筋膜的去细胞组织。在本发明的优选形式中，器械是由丝纤蛋白制成。在本发明的另一个优选形式中，器械是由I/III型胶原蛋白制成。

在本发明的一个形式中，器械包括三个膜层。优选地，器械的膜层中的一个或多个是纤维层。

器械的孔的直径优选介于约0.001μM与约1μM之间。更优选地，器械的孔大体均匀地分散在器械的一个或多个层上。

在器械的优选形式中，一个或多个膜层形成大体盘形，具有在器械的相反侧上的两个卵形或大体圆形面。优选地，一个或两个面具有介于约3mm与约25mm之间，和更优选介于约10mm与约20mm之间的直径。优选地，器械的一个或两个卵形面具有约9mm和约8mm的直径。甚至更优选，器械的一个或两个面具有约6mm和约5mm的直径。最优选地，器械的一个或两个面呈大体圆形且具有约3mm的直径。

器械的一个或多个膜层具有作为在器械外部上的一个或多个膜的暴露面之间的距离测定的厚度。优选地，一个或多个膜层具有介于约10与约600μM之间的组合厚度。更优选地，一个或多个膜层具有介于约10与约100μM之间的组合厚度。最优选地，一个或多个膜层具有介于约80与约100μM之间的组合厚度。

在本发明的优选实施方案中，器械包括生物活性分子，优选地其中生物活性分子辅助或促进鼓室细胞的生长。生物活性分子可以粘结到器械的表面或位于器械的孔中。

生物活性分子可以包括选自包括以下的组的任何一种或多种生物活性分子：维生素、蛋白质、肽、酶、碳水化合物、辅助因子、核苷酸（DNA或RNA或其衍生物）、有机小分子（例如，药物）、抗生素、抗病毒剂、抗微生物剂、消炎剂、抗增生剂、细胞因子、蛋白质抑制剂、抗组胺。优选地，生物活性分子包括选自包括以下的组的任何一种或多种生物活性分子：上皮生长因子，包括上皮生长因子（EGF）、转变生长因子-α（TGF-α）、肝素结合上皮生长因子（HB-EGF）、双调蛋白、上皮有丝分裂原、外调蛋白、乙胞素；纤维母细胞生长因子，包括酸性纤维母细胞生长因子（FGF-1/aFGF）、碱性纤维母细胞生长因子（FGF-2/bFGF）；角质细胞生长因子，包括角质细胞生长因子1（KGF-1/FGF-7）、角质细胞生长因子2（KGF-2/FGF-10）；类胰岛素生长因子，包括类胰岛素生长因子1（IGF-1）、类胰岛素生长因子2（IGF-2）；血小板衍生生长因子，包括血管内皮生长因子165（VEGF₁₆₅）、血小板衍生生长因子-BB（PDGF-BB）、细胞因子，包括IL-6、IL-19、IL-24；胞外基质蛋白，包括玻尿酸、纤连蛋白、玻连蛋白、层粘连蛋白；和维生素，包括反式维甲酸（维生素A）、L-抗坏血酸（维生素C）、(+)-α-生育酚（维生素E）。更优选地，生物活性分子包括选自包括以下的组的任何一种或多种生物活性分子：玻尿酸、玻连蛋白、双调蛋白、白介素19（IL-19）、白介素24（IL-24）、转变生长因子-α（TGF-α）、VEGF和纤连蛋白。

生物活性分子的浓度优选介于5ng/ml与150μg/ml之间。当存在于器械中时，玻尿酸的浓度优选介于约1μg/ml与约10μg/ml之间，且更优选为约5μg/ml。当存在于器械中时，玻连蛋白的浓度优选介于约0.1μg/ml与约1.0μg/ml之间，且更优选为约0.5μg/ml。当存在于器械中时，双调蛋白的浓度优选介于约20ng/ml与约100ng/ml之间，且更优选为约60ng/ml。当存在于器械中时，IL-19或IL-24的浓度介于约20ng/ml与约100ng/ml之间，且更优选为约60ng/ml。当存在于器械中时，TGF-α的浓度介于约20ng/ml与约140ng/ml之间，且更优选为约80ng/ml。当存在于器械中时，VEGF的浓度介于约60ng/ml与约200ng/ml之间，且更优选为约100ng/ml。

生物活性分子可以在器械的形成期间添加和/或在器械形成后和/或在植入或移植器械期间分别添加到器械。

器械的膜层可以在器械的制造期间通过至少以下中的任何一种或多种方式形成：纺丝，包括电纺丝；编织，包括微编织；或铸造。膜层可以在器械的制造期间同时形成或可以在器械的制造期间在附接前分别形成。或者，膜层可以通过折叠器械建立。

本发明的器械可以是至少部分半透明，或部分或完全透明，这有助于用器械治疗的个体的鼓室和中耳的后期治疗检查。

在优选形式中，本发明的器械为生物可降解。更优选地，器械具有介于1与12个月之间的生物寿命。

本发明的器械可以在制造后加以修整以匹配需要修补的鼓室区域的大小和形状，且这种修整可以使用适当切割器械，如外科剪刀实施。器械还可以在制造后通过在器械的一个或多个表面中刻划或切割凹槽来加以改动以改善器械的挠性或弯曲性，或允许器械折叠并大体维持其折叠构造。

在另一个方面，本发明提供当被移植或应用到个体的鼓室，或更优选地，鼓膜，如个体的穿孔鼓膜，和/或松弛部和/或靠近个体松弛部的盾板骨时如本文所描述的器械用于支持至少鼓室细胞的增殖、迁移和/或粘着的用途。本发明还提供如本文所描述的器械用于乳突填塞术以在鼓室乳突切除术后重建个体的耳道，包括覆盖羟磷灰石自由移植物的用途。

在另一个方面，本发明提供修补在需要治疗的个体中的鼓室，和更优选地鼓膜穿孔，如慢性鼓膜穿孔，和/或缺陷性松弛部和/或靠近松弛部的盾板骨的方法，所述方法包括使用如本文所描述的器械。

本发明还提供用于个体的耳道、鼓膜穿孔和/或松弛部修补的套装，所述套装包括如本文所描述的器械。所述套装还可以包括如本文所描述的任何生物活性分子的一种或多种溶液。生物活性分子的一种或多种溶液可以用于在将器械植入个体前施用到器械，或用于在将器械植入或移植到个体的鼓室后施用到器械，这种施用可以进行一次，或在此后多次进行。

因此，本发明的器械提供了用于修补和重建在需要治疗的个体中的穿孔鼓膜和/或重建和再生耳道，包括松弛部和盾板骨的定制化移植物。器械的定制化有助于促进鼓室，包括鼓膜和/或耳道再生成大体类似于天然形式，从而使个体有更好的机获得改善的愈合和听力结果。在器械中包括纤维中间层特别有益于使鼓膜在声学上更高效，同时降低了个体发生萎缩、再穿孔和胆脂瘤的可能。

附图简述

图1：器械的优选形式的图示的透视图。

图2：通过产生不同大小和形状的孔的编织、纺丝和铸造方法制备的三种器械形式的图示的正视图。示出三种器械变形的一部分的分解视图以突显通过这些制备方法制造的孔的形状。还示出器械的优选直径。

图3：（A）正常鼓室和（B）需要修补的穿孔人类鼓室的耳镜图像。（C）是描绘穿孔鼓膜的损伤边缘的侧视图和可以存在的细胞的类型和位置的图示。

图4：人类鼓膜角质细胞生长在丝纤蛋白膜上。（A）透明丝纤蛋白膜器械的照片。已证明丝纤蛋白成功作为用于人类TM角质细胞（B，粘着细胞被染成蓝色）的粘着和生长的基材。细胞增殖标记（C，Mib-1+核绿色）的染色示出丝膜支撑细胞群的扩张。扫描电子显微术示出hTM角质细胞生长到融合成完整薄片。粘着连接蛋白质E-钙粘着蛋白（E，绿色）或闭合蛋白（F，绿色）和ZO-1（F，红色）的表达局限于所有细胞的细胞质膜。

具体实施方式

综述

本领域技术人员将明白本文所描述的本发明容许存在不同于具体描述的变化和修改。本发明包括所有这些变化和修改。本发明还包括在说明书中个别或共同提及或指出的所有步骤、特征、调配物和化合物和这些步骤或特征中的任何两个或更多个的任何和所有组合。

在本文中引述的每个文件、参考文献、专利申请或专利是以引用其全文的方式清楚地并入本文，这意指读者应将其作为本文的一部分阅读和考虑。只出于简明的原因，本文不再重复在本文中引述的文件、参考文献、专利申请或专利。然而，引述材料或含于那份材料中的信息均不应被理解为常识。

本文或在以引用方式并入本文的任何文件中提及的制造商指南、描述、产品说明书和产品卡片是以引用的方式并入本文，且可以用于实施本发明。

本发明的范围不限制于本文所描述的任何具体实施方案。这些实施方案只用于举例的目的。功能等效产品、调配物和方法显然是在本文所描述的本发明的范围内。

本文所描述的本发明可以包括一个或多个值（例如，大小、浓度等）范围。值范围将被理解为包括在范围内的所有值，包括定义所述范围的值，和靠近所述范围且获得与紧靠定义范围边界的那个值的值相同或大体相同结果的值。

在本说明书全文，除非另外说明，否则用词“包括”或“包括”的变形将被理解为包括声明整数或整数组，但不排除任何其它整数或整数组。

关于本文所使用的选择术语的其它定义可以参见本发明的详细描述且全文适用。除非另外定义，否则本文所使用的所有其它科学和技术术语具有为本发明所属领域的一般技术人员所共识的相同含义。

对引述材料或含于文字中的信息的引用不应被理解为承认所述材料或信息是常识的一部分或已被澳大利亚或任何其它国家知晓。

现将参考以下非限制性描述和实例论述本发明的特征。

本发明提供用于给需要治疗的个体修补鼓室的器械，所述器械：

具有介于约12.5与40MPa之间的抗拉强度杨氏模量；和包括一个或多个膜层，其中至少一个膜层包括多个孔；

其中所述器械可支持至少选自包括以下任何一种或多种的组的细胞的增殖、迁移和/或粘着：角质细胞、纤维母细胞、血管细胞、粘膜上皮细胞和干细胞。

鼓室的修补优选包括鼓膜穿孔，和特定来说慢性穿孔的修补。鼓室的修补可以额外或任选包括耳道，和特定来说个体的松弛部和/或靠近松弛部的盾板骨的修补。

优选地，当被移植到需要这种治疗的个体的穿孔鼓膜或耳道时，器械可支持至少上述细胞的增殖、迁移和/或粘着。这是为了促进鼓膜从损伤，如从慢性穿孔的修补和再生。因此，本发明的器械提供了通过天然伤口愈合过程使慢性鼓膜穿孔或耳道软组织和骨的缺陷部分加速封闭的框架。

出于描述本发明的器械和其如何使用的目的，术语“穿孔的”、“穿孔”或“穿孔”的任何其它变形将被理解为包括可使用本发明的器械修补的对个体鼓膜的任何损伤。在一些非排他性实例中，这种损伤可以包括鼓膜中的洞或撕裂或由于物理力或疾病给膜的任何部分或膜层造成的畸形或损失（见例如图1）。鼓膜形成包括在后耳道中的紧张部和松弛部的鼓室部分。松弛部还称为隐窝且包括在这个区域内的耳道软组织和周围盾板骨。出于描述本发明的器械和其如何使用的目的，术语“缺陷性”或术语的任何其它变化将被理解为包括可使用本发明的器械修补或重建的对个体的松弛部或周围区域的软组织或骨的任何损伤或疾病。这可以包括，源自胆脂瘤的损伤或疾病，或尤其是在乳突切除术后个体耳道的必要修补。

器械的形状

本发明的器械可以形成将促进其用于穿孔鼓膜或耳道软组织和骨的缺陷部分的修补的任何大小、形状或构造。例如，器械可形成将促进鼓膜穿孔的填塞，特别是在鼓室成形术或鼓膜成形术的情况中的任何大小、形状或构造。

在另一个实例中，器械可形成将促进耳道，如松弛部和隐窝区域的重建的任何形状或构造。这可以包括器械的折叠或器械的一个或多个侧面的刻划，以使被修改的器械构造得以维持。因此，器械的大小、形状和构造将足以覆盖或适配在耳道的缺陷部分内。

本发明的器械的优选形式图示在图2中，图2示出了大体盘形形状或构造1，其包括具有卵形或大体圆形前面3的三个膜2，这三个膜相互层叠形成具有厚度4的器械。

本发明的器械的前面可以任选呈不同于卵形或圆形的形状，这可以根据鼓膜穿孔或耳道的缺陷部分的尺寸选择。

本发明的器械的前面可以包括各种不同大小。在器械的优选形式中，前面是卵形或大体圆形，具有约10mm至20mm的直径，且更优选地约15mm的直径。在器械的另一个形式中，前面是卵形，具有约9mm×约8mm的直径。在器械的第二优选形式中，前面是约6mm×约5mm的卵形。在器械的第三优选形式中，前面是具有约3mm的直径的大体圆形（图3）。可以围绕前面的外边缘5修整器械，从而将用于修补鼓膜穿孔或耳道的缺陷部分的所述器械定制成比现有器械小。

可以使用各种不同的工具，包括切割工具，如剪刀或小刀或刀片刻划或槽切器械的一个或两个面。

厚度

器械可以具有可变厚度4。本发明的器械的厚度可以视诸如膜层的数量或在使用器械治疗的个体中的鼓膜穿孔或耳道的缺陷部分的大小的因素而变化。在优选实施方案中，器械具有介于约10与约600μM之间的厚度。更优选地，器械具有介于约10与约100μM之间的厚度。器械的厚度最优选是介于约80与约100μM之间。

在器械的优选形式中，器械的厚度介于约10与约100μM之间，且更优选介于约80与约100μM之间。器械的厚度可以视器械中膜层2的数量而定。

抗拉强度

本发明的器械的膜可以具有12.5MPa至40MPa的刚度/抗拉强度杨氏模量范围且这个值可以加以选择以大体匹配穿孔的大小和声学性质。约12.5MPa的抗拉强度杨氏模量类似于天然鼓膜的抗拉强度杨氏模量。在优选实施方案中，本发明的器械具有20MPa至37MPa的刚度/抗拉强度杨氏模量。更优选地，本发明的器械具有25MPa至35MPa的刚度/抗拉强度杨氏模量。在治疗紧张部（最常见的穿孔区）中的穿孔时，这特别有用。声音传输到中耳听小骨依赖于包括器械的移植物的“刚度”而且是在大型穿孔中即时改善听力结果所牵涉的重要问题。一个或多个膜的特定抗拉强度促进最优化声学传输，从而在放置后立即改善用器械治疗的个体的听力结果。

组成

至少一个膜层可以从一系列不同材料制造。出于描述本发明的目的，可以相互交换地使用术语“膜层”和“层”。这些材料可以来自对于用器械治疗的个体为非自体的源。更优选地，材料来自非哺乳动物源且可以包括在体内植入以及体外培养后支持鼓膜角质细胞的增殖、迁移和/或粘着的一系列生物可相容材料。优选地，选择使器械相对柔软的生物材料。

在器械的优选形式中，膜包括生物材料丝纤蛋白。丝纤蛋白是从蚕丝获得的蛋白质聚合物，具有包括生物相容性、生物可降解性、高抗拉强度和弹性在内的性质且可供人类鼓膜角质细胞在其上生长。丝纤蛋白可以用于通过编织、铸造和电纺丝技术制作器械的膜以在如上所述的器械中建立不同的孔形状和大小。丝纤蛋白因其物理和化学性质而易于操作。

可以用于制造器械的其它材料包括选自包括以下的组的任何材料：基于玻尿酸的水凝胶（Carbylan）和薄膜（Seprafilm）；海藻酸钙；聚(癸二酸甘油酯)；水溶性和水不溶性壳聚糖；和胶原蛋白。在这方面，作为胞外基质组分的胶原蛋白具有包括高抗拉强度、挠性、不反应性、无毒性和无致癌性在内的物理特性。作为鼓膜的固有层的主要成分，胶原蛋白帮助维持鼓膜的弹力和完整性并因此在听力中发挥关键作用。

本发明器械还可以包括选自尤其包括以下的组的一种或多种添加剂：胶原蛋白、明胶、壳聚糖、海藻酸、玻尿酸、pluronic127和聚乙二醇以使器械在使用前可以干燥状态管理。

本发明的器械还可以包括选自尤其包括以下的组的一种或多种添加剂：来自哺乳动物膜，包括鼓膜、心包膜、骨膜、真皮、肌肉筋膜的去细胞化组织。

结构和机械性质

存在制备本发明的器械的各种方法。这些方法可以包括从编织、非编织和/或电纺丝材料制备器械。编织方法可以包括使用类似于标准织布机但为微米规格的微编织装置。结果获得大体有序编织材料。非编织方法可以包括尤其铸造。铸造涉及将一定体积的溶解蚕丝蛋白溶液放置到铸造容器中并使液体蒸发，留下蚕丝蛋白的固体铸件。电纺丝利用电荷从蛋白质的液体溶液抽出极细（微米或纳米级）蚕丝蛋白纤维。特别适合使用大型和复杂分子来制造纤维。这些制备器械的方法在器械的表面内和上制造孔。孔的形状和大小将视用于制备器械的方法变化（图2B）。在本发明的器械上的优选孔大小将介于约0.001μm与约1μm的直径之间，但可以将更小或更大的孔大小用于本发明的器械中。选择适当孔大小对于促进细胞粘着，从而获得在器械上的高效生长和增殖和同时防止当使用时角质细胞渗透穿过器械并进入中耳（可以促发胆脂瘤）来说很重要。更优选地，在本发明的器械的中间层中的孔具有介于约20μm与约200μm之间的直径以促进中间层的细胞渗透和组织形成。

器械的孔的存在是为了给血管形成、新组织形成和重塑提供空隙容积以促进宿主组织在植入后整合到需要这种治疗的个体中。在这个方面，器械提供用于高效营养物和代谢物运输，同时维持机械稳定性的多孔结构。优选地，孔大体均一分布在器械的至少一个膜层的表面上。

类似于未受损鼓膜，本发明的器械可以是透明或半透明。这还支持在使用器械修补鼓膜后的跟踪期间检查个体中耳的感染或缺陷。

优选地，本发明的器械具有类似于天然鼓膜的振动声学特性且当用于修补需要这种治疗的个体的鼓膜时，可将在20Hz与20KHz之间的声波传输到中耳听小骨。这种振动声学特性与器械的抗拉强度、弹性和厚度有关，且优选针对声音的传导加以最优化。这种振动声学特性可以支持器械按照与天然鼓膜类似的方式振动，从而恢复整体鼓膜结构的性质。

层

在器械的优选形式中，一个和三个膜相互邻接地层叠。然而，本发明的器械可以包括多于三个层。

对于三膜层式器械来说，第二（即，中间）层优选呈纤维状。在器械的优选形式中，器械包括丝纤蛋白且术语“纤维状”是与在层内的蚕丝蛋白股线的布局有关。看起来，使用纺丝方法将获得随机布局的超细蚕丝蛋白股线，相对于通过编织获得的有序布局或由铸造方法获得的平滑外观（见图3）。对于二膜式器械来说，一个层优选呈纤维状且这个层将在器械移植到个体中时面对中耳。在器械中的膜的数量可以根据鼓膜穿孔的大小或耳道的缺陷部分选择。

例如，虽然单层膜便足以修补在需要这种治疗的个体中的小鼓膜穿孔，但对于大型穿孔来说优选可以使用三层方法以支持天然鼓膜的三个层的重建。用于大型穿孔的单层可获得具有不良声学性质的单层且软弱的新振动膜。

在另一个实例中，在修补耳道（如隐窝）的软组织和/或骨的缺陷部分时，优选可以使用三层方法来重建耳道。或者，多于一个本发明器械或折叠的本发明器械可以更好地匹配耳道的缺陷部分的大小。

生物活性分子

本发明的器械可以包括，例如，浸染或涂覆一种或多种生物活性分子，其包括医学化合物。这些生物活性分子尤其可以包括维生素、蛋白质、肽、酶、碳水化合物、辅助因子、核苷酸（DNA或RNA或其衍生物）、有机小分子（例如，药物）、抗生素、抗病毒剂、抗微生物剂、消炎剂、抗增生剂、细胞因子、蛋白质抑制剂、抗组胺或这些分子中任何分子的组合。本发明的器械的优选生物活性分子可以包括来自包括以下的组的一个或多个：上皮生长因子，包括上皮生长因子（EGF）、TGF-α、肝素结合上皮生长因子（HB-EGF）、双调蛋白、上皮有丝分裂原、外调蛋白、乙胞素；纤维母细胞生长因子，包括酸性纤维母细胞生长因子（FGF-1/aFGF）、碱性纤维母细胞生长因子（FGF-2/bFGF）；角质细胞生长因子，包括角质细胞生长因子1（KGF-1/FGF-7）、角质细胞生长因子2（KGF-2/FGF-10）；类胰岛素生长因子，包括类胰岛素生长因子1（IGF-1）、类胰岛素生长因子2（IGF-2）；血小板衍生生长因子，包括血管内皮生长因子（VEGF₁₆₅）、血小板衍生生长因子-BB（PDGF-BB）、细胞因子，包括IL-6、IL-9、IL-24；胞外基质蛋白，包括玻尿酸、纤连蛋白、玻连蛋白、层粘连蛋白；和维生素，包括反式维甲酸（维生素A）、L-抗坏血酸（维生素C）、(+)-α-生育酚（维生素E）。以上生物活性分子优选在介于约5ng/mL与约150μg/mL范围内的浓度下用于器械中。更优选地，器械是用玻尿酸、玻连蛋白、纤连蛋白、转变生长因子-α（TGF-α）、白介素19（IL-19）、白介素24（IL-24）中的至少一种涂覆或浸染。可用于本发明的器械中的玻尿酸的浓度优选介于约1μg/mL与约10μg/mL之间，和更优选为约5μg/mL的浓度。可用于本发明的器械中的玻连蛋白的浓度优选介于约0.1μg/mL与约1.0μg/mL之间，和更优选为约0.5μg/mL的浓度。可用于本发明的器械中的双调蛋白的浓度优选介于约20ng/mL与约100ng/mL之间，且更优选为约60ng/mL的浓度。可用于本发明的器械中的IL-19的浓度优选介于约20ng/mL与约100ng/mL之间，且更优选为约60ng/mL的浓度。可用于本发明的器械中的IL-24的浓度优选介于约20ng/mL与约100ng/mL之间，且更优选为约60ng/mL的浓度。可用于本发明的器械中的TGF-α的浓度优选介于约20ng/mL与约140ng/mL之间，且更优选为约80ng/mL的浓度。可用于本发明的器械中的VEGF的浓度优选介于约60ng/mL与约200ng/mL之间，且更优选为约100ng/mL的浓度。实施与所述优选生物活性分子的类似功能的生物活性分子还可以用于补偿或取代所述优选生物活性分子。这些分子的浓度可以视存在的组合变化以优化增殖、迁移或重塑且优选采取有效治疗鼓膜穿孔或耳道的缺陷部分的量。在本发明的优选实施方案中，生物活性分子，包括上文所描述的那些分子的浓缩液可以被添加到溶解的丝纤蛋白，然后铸造、编织或纺丝器械。在另一个实施方案中，生物活性分子可以在植入前作为溶液施用到膜的表面。这种浸染或涂覆可以通过本领域已知的任何方式实施，且器械的一部分或整个可以按此浸染或涂覆。

器械可以包括，但不限制于，本文所罗列的个别或呈任何组合形式的任何化合物。本文所罗列的任何生物活性分子可以通过已知方法调配成用于即释或缓释。此外，器械可以按照不同方式包括两种或更多种生物活性分子，例如，尤其，器械可以用一种生物活性化合物浸染和用另一种涂覆。在另一个实施方案中，器械包括调配成缓释的一种生物活性分子，和调配成即释的第二生物活性化合物。

伤口愈合，包括鼓膜修补需要充足营养。伤口愈合营养物包括锌、铁、维生素C、精氨酸和其它生物活性分子源。因此，器械可以用伤口愈合所需的这些营养物中的一种或多种的生理可用形式浸染或涂覆。这些营养物优选被调配成缓释。

在优选实施方案中，用作免疫调节剂的蛋白质、多肽或肽（包括抗生素）优选从与需要修补鼓膜或耳道的缺陷部分的个体相同的物种取得。例如，当个体是人类时，用作免疫调节剂的蛋白质、多肽或肽优选属于人类或经过人化以降低对蛋白质、多肽或肽产生免疫反应的可能性。

当被用作移植物以促进需要治疗的个体的鼓膜中的穿孔或耳道的缺陷部分封闭时，生物活性分子被视为可增强细胞，包括鼓膜角质细胞和粘膜细胞生长、迁移和/或增殖到体内器械上或中（见例如图4）。此外，预期这些生物活性分子可以提供生物信号以允许对伤口部位进行后愈合重塑，旨在使功能恢复到大体发病前状态，从而增强所述个体的长期愈合和听力结果。本发明的器械可以不包括生物活性分子；然而，当与使用包括生物活性分子的器械比较时，修补需要这种疗法的个体中的鼓膜或耳道所花的封闭时间可以缩短。

生物可降解性

本发明的器械优选具有介于1至12个月的体内生物寿命，但还可以将具有更短或更长体内生物寿命的一个或多个膜用于器械中。介于1至12个月之间的体内生物寿命为优选，因为器械应在这段时间内保持在原位，使伤口封闭完成或大体完成。一般在组织工程化中，器械在体内宜具有尽可能短的时间以防止可能的长期并发症，如囊肿形成。例如，小穿孔可以在相对短的时间内愈合（约2周封闭，再加4至6周完全重塑），而较大穿孔可能需要花费长达12个月的显著更长时间来使新振动膜完成细胞重塑。器械的生物机械性质经过选择以大体防止萎缩和回缩，包括在使用器械治疗的个体中的胆脂瘤。

使用本发明器械的优点是它减少了用于自体移植物的供体切取操作并且由于它可大量制造，因此，减少了操作时间和接受穿孔鼓膜治疗或耳道重建的个体的术后回收。

套装

本发明的器械可以按照套装的形式提供用于促进鼓膜的修补或耳道的重建。在这个方面，套装中的器械可以提供在包装纸或容器中并以无菌形式提供。套装可以包括具有相同或不同大小的一个或多个器械和可以促进鼓膜或耳道修补的任何其它医疗器械、一次性用品或药物。优选地，套装中的器械可以提供在从套装内含件的其余部分分离的无菌容器或包装纸中。套装还可以包括由天然或合成材料，例如，尤其，塑料膜或薄片制成的器械支撑。所述一次性用品可以包括以下中的一种或多种：绷带、用于给鼓膜和周围皮肤灭菌的无菌化器材、手套、无菌薄片、拭子、抗生性乳霜或软膏。在一个实施方案中，所述套装包括至少一个器械和一种或多种生物活性分子。套装还可以包括用于在植入或移植到个体前施用到器械的生物活性分子。生物活性分子可以呈一种或多种溶液的形式。此外或任选地，生物活性分子可以在植入或移植器械后施用到用器械治疗的个体的鼓室。这种施用可以是立即的和/或在植入后的若干小时或若干天内按治疗顺序进行。

使用方法

本发明还提供修补需要治疗的个体的鼓膜穿孔的方法，所述方法包括使用如本文所描述的本发明器械。

本发明提供使用器械以修补鼓膜穿孔可以是鼓膜的唯一治疗，或可以合并到在治疗或修补鼓膜的过程中同时或随附使用的其它疗法或治疗。例如，本发明提供鼓膜的修补，其包括使鼓膜与器械接触，和使用不包括使鼓膜与器械接触的其它疗法治疗鼓膜，其中接触和其它疗法个别或一起导致鼓膜损伤的至少一个方面获得可测的保养改善或恶化减轻。

本发明的器械可以用于涉及鼓室所有部分的鼓膜或鼓室穿孔且可以作为正如本领域已知的上覆、底衬或甚至内嵌技术用于使用来自个体的自体移植物的现有技术。

本发明还提供用于重建耳道，包括在需要这种治疗的个体中的缺陷性松弛部的方法，所述方法包括使用如本文所描述的本发明器械。松弛部，通常还称为隐窝，是鼓室的专有部分，而且这个部分是胆脂瘤一般涉及的区域，胆脂瘤还侵蚀在耳道周围称为盾板的骨。因此，使用本发明器械进行胆脂瘤鼓室的重建经常要求重建隐窝和在附近且互连的周围盾板骨。

因此，这种治疗可以与鼓膜穿孔的修补结合。或者，治疗可以是不或不要求修补鼓膜穿孔的个体耳道重建。

本发明还提供如本文所描述的器械当移植或植入到鼓室，和更具体来说，个体的鼓膜和/或松弛部或盾板骨时用于支持至少鼓室细胞增殖、迁移和/或粘着的用途。

在耳部手术中，通常要求在乳突切除术后重建多骨耳道。器械可以用于需要这种治疗的个体的盾板重建。将本发明的器械用于这个重建过程的益处是它可整合和辅助血液供给通过其多孔结构进入区域且器械中的生物分子可促进个体自有细胞和组织生长到重建区域中。

此外，本发明的器械可以用于修补或再生在如乳突切除术，例如用于慢性中耳炎的鼓室乳突切除术期间患病或损伤的耳道地板。在这个方面，在用于慢性中耳炎的耳道壁下鼓室乳突切除术后须作乳突填塞术以减小乳突腔的大小。鼓室乳突或乳突填塞术后的其它必要措施包括颞骨切除（次于创伤或肿瘤）的重建和脑脊液渗漏。如果不填塞，那么耳道壁下乳突腔可导致永久性耳漏、频繁腔体清洁、助听器使用困难、由于易感染而不耐水和习惯性眩晕。大部分填塞技术是由局部皮瓣（例如，肌肉、骨膜或筋膜）或自由移植物（例如，骨头碎片或骨粉、软骨、脂肪或诸如羟磷灰石的陶瓷材料）组成。虽然羟磷灰石是主要同种异体移植物材料，但这种材料在愈合阶段需要用活体组织覆盖。同种异体移植物，如塑料网、四氟乙烯均聚物和多孔聚丙烯由于感染而未取得长期成功。发现四氟乙烯均聚物与持续巨细胞反应有关。瘘管这样的永久性渗液和肉芽组织导致塑料逐渐失效。最后，异体移植物缺乏松质骨和其干细胞且具有边缘血管分布。

因此，本发明的器械可在乳突填塞技术中用于鼓室乳突切除术后的重建以覆盖羟磷灰石自由移植物。

器械的另一个益处是它可提供刚性和稳定性，在手术后的有害中耳环境中，这些性质使其在胆脂瘤膨胀不全和复发性穿孔的情况中极其有用。

Claims (16)

1.一种用于修补在需要这种治疗的受试者中的鼓室的器械，所述器械：

(a)具有介于12.5MPa与40MPa之间的抗拉强度；和

(b)包括一个或多个膜层，其中至少一个膜层在器械的表面内和上包括多个孔，促进在器械上的细胞的细胞粘着和细胞增殖同时防止角质细胞渗透穿过器械，

其中(i)所述器械能够传输在20Hz与20KHz之间的声波；(ii)形成一个或多个膜层的材料来自对于用器械治疗的个体为非自体的源；(iii)所述器械支持选自包括以下至少任何一种或多种的组的细胞的增殖、迁移和/或粘着：角质细胞、纤维母细胞、血管细胞、粘膜上皮细胞和干细胞。

2.根据权利要求1所述的器械，具有介于15MPa与37MPa之间的抗拉强度。

3.根据权利要求1所述的器械，具有介于25MPa与35MPa之间的抗拉强度。

4.根据权利要求1所述的器械，包括对于需要这种治疗的受试者为非自体的一种或多种所述形成一个或多个膜层的材料，所述材料选自包括以下的组：丝纤蛋白、基于玻尿酸的水凝胶和薄膜、海藻酸钙、海藻酸、pluronic 127、聚(癸二酸甘油酯)、胶原蛋白(I/III型)、水溶性和水不溶性壳聚糖、明胶、聚乙二醇和来自哺乳动物膜，包括鼓膜、心包膜、骨膜、真皮和肌肉筋膜的去细胞化组织。

5.根据权利要求4所述的器械，包括选自包括以下的组的一种或多种添加剂：胶原蛋白、明胶、壳聚糖、海藻酸、玻尿酸、pluronic127和聚乙二醇。

6.根据权利要求5所述的器械，其中所述材料是丝纤蛋白。

7.根据权利要求5所述的器械，其中所述材料是I/III型胶原蛋白。

8.根据权利要求5所述的器械，其中所述一个或多个膜层具有介于10μm与600μm之间的组合厚度。

9.根据权利要求5所述的器械，包括辅助或促进所述在器械上的细胞的生长的生物活性分子。

10.根据权利要求1所述的器械，其中膜被折叠以匹配耳道的缺陷部分的大小。

11.根据权利要求1所述的器械，其适合用于鼓膜穿孔的修补、耳道的重建和/或乳突切除术，所述耳道包括缺陷性松弛部分、隐窝和/或周围盾板骨，所述乳突切除术包括鼓室乳突切除术。

12.根据权利要求1所述的器械，所述器械至少部分半透明。

13.根据权利要求1所述的器械，其中所述器械的一个或两个面的表面可经过刻划或槽切以改善所述器械的挠性。

14.根据权利要求1所述的器械，其中所述器械是通过以下任何一种或多种方式形成：纺丝，包括电纺丝；编织，包括微编织；或铸造。

15.一种用于修补鼓膜穿孔或重建耳道的套装，所述套装包括根据权利要求1所述的器械。

16.根据权利要求15所述的套装，包括根据权利要求9所述的一种或多种生物活性分子的溶液，其中所述溶液是在用所述器械治疗受试者前施用到所述器械。