CZ187698A3 - Implantovatelný hydrogel z akrylamidového kopolymeru pro terapeutické účely - Google Patents

Implantovatelný hydrogel z akrylamidového kopolymeru pro terapeutické účely Download PDF

Info

Publication number
CZ187698A3
CZ187698A3 CZ981876A CZ187698A CZ187698A3 CZ 187698 A3 CZ187698 A3 CZ 187698A3 CZ 981876 A CZ981876 A CZ 981876A CZ 187698 A CZ187698 A CZ 187698A CZ 187698 A3 CZ187698 A3 CZ 187698A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
tissue
polymer
hydrogel
cells
polymer hydrogel
Prior art date
Application number
CZ981876A
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphane Woerly
Original Assignee
Organogel Canada Ltee.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Organogel Canada Ltee. filed Critical Organogel Canada Ltee.
Publication of CZ187698A3 publication Critical patent/CZ187698A3/cs

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3839Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3878Nerve tissue, brain, spinal cord, nerves, dura mater
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/26Mixtures of macromolecular compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/52Hydrogels or hydrocolloids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04Macromolecular materials
    • A61L31/041Mixtures of macromolecular compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L31/145Hydrogels or hydrocolloids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Implaritovatelný hydrogel z akiylamidového kopolymeru pro terapeutické účely
Oblast techniky
Výnález se týká polymemího hydrogelu. Přesněji se tento vynález týká porézních implantovatelných polymerních hydrogelů pro terapeutické účely, které mohou být například použity pro vnitřní tkáňové náhrady jakéhokoliv párenchymatózního Orgánu, pro hojení zranění, pro regenerace tkání, a obecně pro orgánové reparace, zvláště ve vyvíjejícím se i dospělém nervovém systému, a přo jiné podobné terapie. Vynález je zvláště zaměřen na polymemí hydrogel, který po implantaci vytvoří porézní matrix, kterou prostoupí biologické tekutiny a molekuly a vytvoří tzv. organoidní hydrogel, který je progresivně začleněný do hostitelské tkáně následným prorůstáním krevních cév a tkáně. Vynález se rovněž týká způsobu zavádění živých tkáňových buněk, prekurzorových buněk nebo geneticky modifikovaných buněk do takového polymemího hydrogelu, aby se vytvořily biohybridni materiály, které lze použít v trojrozměrných tkáňových kulturách nebo pro tkáňové rekonstrukce. Vynález se dále týká způsobu výroby polymemího hydrogelu podle tohoto vynálezu a biohybridních materiálů vyrobených způsobem uvedeným výše. Konečně se vynález týká způsobu léčby poškozených Částí centrálního nervového systému, zvláště míchy a optického nervu, nebo periferních nervů, nebo jiných tkání pomocí implantace polymerového hydrogelu nebo biohybridních materiálů podle tohoto vynálezu do těchto tkání.
Dosavadní stav techniky
Transplantace orgánů jsou v současnosti jediným způsobem léčby orgánových selhání, používané rovněž pro obnovení nebo zlepšení funkce a výkonnosti orgánů. Mezi některé • t · · · · >lt · ·'· ·· ·' nevýhody orgánové transplantační léčby patří možnost přenosu onemocnění z donora na recipienta, nedostatek a omezená dostupnost donorových orgánů, a možné imunologické zkřížené reakce
Proto například transplantaci míchy nelze uskutečnit ani z klinického ani z biologičkého hlediska, a v důsledku toho neexistuje žádná dostupná léčba pro pacienty s poraněním míchy, přičemž jen v USA existuje 250 000 chronicky paralyzovaných pacientů a každým rokem přibývá dalších 10 000.
Na druhé straně implantací, transplantací, nebo injekcí buněk do organismu za účelem náhrady nebo obnovy chybějících buněk či části orgánových tkání nelze úspěšně dosáhnout správně tvorby nových tkání z důvodu nedostatku podpůrné extracelulámí matrix, představující nezbytnou tkáňovou kostru pro expanzi a organizaci tkáně do integrální struktury v kontaktu s hostitelským orgánem. Kromě toho buňky potřebují být umístěny ve fyziologicky odpovídajícím prostředí, usnadňujícím difúzi živin, kyslíku, humorálníčh a buněčných komponent tak, aby se udržela vysoká životaschopnost a růstový potenciál buněk po implantaci.
Porézní hydrogely podle tohoto vynálezu jsou deformovatelné porézní polymemí matrice nasycené mezibuněčnou tekutinou nebo vodou a takto poskytují nezbytnou tkáňovou ‘'kostru” a hydratovaný prostor, skrze který mohou buňky proliferovat a sestavit se do histologicky správné supracelulámí struktury a vytvořit tak novou funkční tkáň.
Různé experimentální , strategie intraspinálních transplantací byly popsány v literatuře • * jako pokusy napravovat poškození míchy (modely na zvířatech) s použitím různých implantačních materiálů, které lze rozčlenit do dvou Širokých kategorií implantátů: (1) biologické tkáně a (2) protetické materiály.
V kategorii (1) se k přemostění míšní leze fetální nervovou tkání používá donorových tkáňových štěpů, ať už syngenních autoštěpů nebo homoštěpů, aloŠtěpů nébo xenoŠtěpů, buď v podobě (a) pevného štěpu (např. Bregman, Dev. Brain Res., 34,265, 1987; Houle and Reier, J.
Comp. Neurol., 269, 535, 1988) nebo (b) suspenze zahrnující smíšené kultury buněk nervové tkáně (např. Goldberg and Berstein, J. Neuroscience Res., 19, 34, 1988; Hoovier and Wrathall, Acta Neuropathol, 81, 303,1991); Schwannovy buňky rekombinovanés kulturou senzorických neuronů (Kuhlengěl et al., J. Comp. Neurol., 293,74, 1990); nezralé astrocyty (např. Bemstein and Goldberg, Res, Neurol. Neurosči., 2,261, 1991); prékurzory buněk nervové tkáně (Monteros ét al., Dev. Neurosči., 14,98, 1992) a nesmrtelné buněčné linie (Zómpa et al., Int. J. Ďev. Neurosči., 11, 535, 1993), segment periferního nervu zahrnující pěstované buňky tkání jiných než nervových (Wrathall et al., Acta Neuropathol., 57, 59, 1982) nebo s embryonální nervovou tkání (Horvat et al., Res. Neurol. Neurosči., 2, 289,1991). Objevené protetické materiály náležející do kategorie (2) zahrnují čisté kolagenové matrice (de la Torre and Goldsmith, Brain Res., Bull, 35,418, 1994; Marchand and Woerly, Neurosči. 36,45, 1990; Gelderg, Brain Res., 511,80,1990], které obsahují neuroaktivní látky (Goldsmith and de la Torre, Brain Rés., 589,2Í7, 1992) nebo které zahrnují kultivované nervově štěpy (Bernstein and Goldberg, Brain Res. 377,403, 1986); upravené nitrocelulózové implantáty (Schreyer a Jones, Dev, Brain Res. 35, 291, 1987; Houlé and Johnson, Neurosči. Lett. 103, 17, 1989); kolagenové implantáty (Paino et al., J. Neuročytol., 23,433, 1991) a půlymemí vodící kanály z poly(akrylonitril-vinyl chloridu) (Xu et al., J. Comp. Neurol., 351, 145,1995) obalující Schwanovy buňky.
Tyto přístupy se přesně zaměřují na podporu axonálrií regenerace s použitím různých tkáňových substrátů jako zdrojů nových axůnů nebo komplexních protetických substrátů pro podporu a vedení rostoucích axonů a opomíjejí klinicky závažnou otázku reparace míšní nebo mozkové tkáně pomocí regenerace velkého Štěpu hostitelské tkáně a remodelace zhojené rány, např. po odstranění nekrotické nebo jizevnatě tkáně vytvořené po zranění,
Polymemí hydrogely bylý objeveny jako implantáty v nervovém systému (Woerly et al., Biomaterials, 11,97, 1990; Woerly et al,, Biomaterials, 12,197,1991, Woerly et al., J. Neural
Transpl. Plast., 3,21, 1992; Woerly et al., Cell Transpl., 2,229, 1993; Woerly et al., J. Néural Transpl. Plast., 5,245, 1995).Tyto hydrogely byly připraveny polymerizací volných radikálů ve vodě, s použitím persulfátu amonného a metabisulfitu sodného nebo persulfatu a kyseliny askorbové jako redoxních iniciátorů s hydroxyetylmetakrylátem (pHEMA), glycidylmetakrylátem (pGMA) nebo N-hydroxypropylmetakrylamidem (pHPMA) nebo sloučeninou obsahující uvedené monomery s agens vytvářejícím příčné vazby, kterým je buď etylenglykol a tetráetylenglykoldimetakrylát nebo metylenbisakrylamid. Tyto gely jsou typicky homogenní a opticky transparentní s bimodální porožitou včetně otevřených (dostupný objem pórů) a zavřených pórů, jak bylo prokázáno pomocí rtuťové porozimetrie a scanovacího elektronového mikroskopu. Porézní struktura těchto gelů je typicky tvořena paralelními válcovitými kapilárami s okrouhlým průřezem, jak je ukázáno na obr. 1, které mají průměrný poloměr pórů 7 až 13 mikrometrů. Frakční porozita se pohybuje mezi 50 až 85 % u pHEMA hydrogelů, 60 až 65 % u pGMA hydrogelů a 70 až 94 % u pHPMA hydrogelů Nejméně 50 % objemu pórů představují póry o velikosti 1,2 až 4 mikrometry u pHEMA, 6 až 13 mikrometrů u pGMA a 10 až 14 mikrometrů u pHPMA. Bylo zjištěno, že jejich biologická aktivita závisí na vnesení nebo kopolymérizacikolagenu do sítě obsahující příčné vazby. Žadatel provedl experimenty implantace do mozku, které ukázaly, že může být dosaženo určitého stupně tkáňové reparace podle stupně prorůstání tkáně do homogenní gelové matrice. Tato reakce se mění podle monomerového složeni a přidaných funkčních skupin. Homogenní hydrogely často vyvolávají vytvoření fibrózní kapsy, která má tendenci izolovat implantát od hostitele. Je to v důsledku jak mechanických vlastností gelů, které se neshodují dostatečně s vlastnostmi živé nervové tkáně, tak malé objemově frakce makropórů. V míše se tyto homogenní hydrogely nézačleňují do hostitelské tkáně a jsou rychle obklopeny pojivovou tkání a gliální jizvou bez prorůstání axonů nebo jiných tkáňových Složek, jak je ukázáno na obr. 2. Dále je nutno brát v úvahu fyzikální činitel, omezující povrchovou plochu, která může vznikat a která představuje
Γ· »··
• * • *
• · · ♦ ·· ,····♦· významný parametr pro úspěšnou interakci tkání vyvolanou Válcovitými póry homogenního hydrogelu. Pro určitý objem gelu dosahuje povrchová plocha určité limitní hodnoty, která je dána maximálním poloměrem jednoho póru zaujímajícího celkový objemu gelu. Na druhé straně, zvyšování povrchové plochy zmenšováním velikosti pórů vede k poklesu celkového prázdného objemu, který je inkompatibilní s prorůstáním tkáně a akumulací biomasy.
Harvey a spolupracovníci (Brain Res., 671, 119, 1995) popisují houbovitý polymer z poly(2-hydroxyetylmetakrylátu), který se používá jako mozkový implantát pro regeneraci tkáně a růst axonů. Tento produkt je riejlepší používat s přídavkem kolagenu do polymemí sítě jako tkáňovým bioadhezívní faktorem a po přidání Schwannových buněk.
U.S. patent č. 4 902 295 popisuje způsob výroby umělé tkáně z buněk pankreatické tkáně. Způsob zahrnuje polymerizaci prekurzorů matrice, gelových prekurzorů a promotorů s živými buňkami ve vodní fázi. Všechny polymerové prekurzory a promotory jsou biologickými sloučeninami podléhajícími v těle rychlé biodegradaci, které po implantaci nevykazují dlouhodobou stabilitu.
Bellakomda, R.; Ranieri, J.P., Bouche, N.·; Aebischer, P. (“Hydrogel-Based Threedimensional Matrix for Neural Celíš”, J. Biomed. Mat. Res. 1995,29,663-671) popisují techniku imobilizace buněk nervové tkáně v agaróze a gelech ekvivaletňích s extracellulárním prostředím (Matrigel ®),
Tyto materiály jsou biologické a biodegradovatelné.
Krewson, CE; Chuňg, S.W., Dai, W.; Saltzman, W.M. (“Cell Aggregation and Neurite Growth in Gels of Extracellular Matrix Molecules”. Biofechnol. Bioeng. 1994,43, 555-562) popisují techniku, ve které jsou buňky P12 suspendovány v gelech tvořených čistým kolegeňem nebo kolagenem v kombinaci s fibronektinem či lamiriinem, a v gelech z agarózy a kolagenu. Tyto gely jsou biodegradovatelné.
Cascone, M. G., Laus, M.; Ricci, Ď,; Sbarbati del Guerra, R. (“Evaluation ofPoly(vinyl aicohol) Hydrogels as a Component of Hybrid Artificial Tissues”, J. Mat. Sci. Mat. Med. 1995, 6,71-75) popisují technologii použití polyvinylalkoholových hydrogelů s fyzikálními příčnými vazbami, do kterých jsou fibroblastové buňky zavedeny během jednoho cyklu zmrazení a tání.
Wald, H. L.; Sarakinos, G., Lyman M.D.; Mikos A. G.; Vacanti J. P,; Langer, R. (“Cell Seeding in Porous Transplantation”, Biomat. 1993, 14,270-278) popisuji způsob uzavírání hepatocytů do degradovatelných polymemích pěn z póly L-mléčné kyseliny pomocí mikroinjekČní techniky. Tato technika neposkytuje nedegradovatelnou matrix a nedovoluje rovnoměrnou distribuci buněk v polymemí matrici.
Mikos, A.G.; Bao, Y., Cima, L. G; Ingber, D.E.; Vacanti, J.P.; Langer, R. (“Preparation of Poly(glycolic acid) Bonded Fiber Structures for Cell Attachment and Transplantation”, J. Biomed. Mat. Res. 1993,27, 183-189) popisují způsob vytvoření sítě z polyglykolové kyseliny s vazbou mezi vlákny na kultivaci hepatocytů. Tento polymer je biodegradovatelný a způsob vnášení buněk do matrice se liší od způsobu zvaného “entrapment”.
Puerlacher, W.C.; Mooney, D.; Langer, Ř.; Upton, I; Vacanti, J. P.; Vacanti, C. A. (Design óf Nasoseptal Čartilage Replacements Synthesized from Biodegradable Polymers and Chondrocytes, Biomat. 1994, 15, 774-778) á Freěd, L. E., Marquis, J. C.; Nohria, A.
V
Emmanual; Mikos, A. G.; Langer, R. (Neocartilage Formation In Vitro and In Vivo Ušing
Čells Cultured on Synthetic Biodegradable Polymers”,!. Biomed. Mat. Res. 1993,27,11-23).
k
Tyto reference popisují techniku zavádění choňdrocytů do polyglykolové (PGA) nebo polymléčné (PLLA) kyseliny nebo do PGA-PLLA matric způsobem zvaným capillary actioii. Výsledkem tohoto postupu jsou biodegradovatelné polymemí materiály, avšak buňky nejsou rovnoměrně distribuovány v polymeru a nelze kontrolovat denzitu buněk.
Cao, Y.; Vacanti, J.P.; Ma, X.; Paige, K.T.; Upton, J; Chowanski, Z.; Schloo, B,, Langer, R.; Vacanti, C. A. (“Generation of Neo-Tendon Using Synthetic Polymers Seeded with τ
Tenocytes”, Transpl. Proč. 1994,26, 3390-3391) popisují způsob, kterým se tenocyty zaoČkovávají do vypouklé netkané sítě (“embossed noůwoven mesh”) tvořené kyselinou polyglykolovou.
Mooney, D.J.; Park, S.; Kauíman, Ρ. M., Sáno, K.; McNamára, K.; Vacanti, I P, Langer, R.; (“Biodegradable Sponge for Hepatocyte Transplantation”, J Biomed. Mat. Res. 1995,29, 959-965) a Takeda, T., Kim, Τ. H.; Lee, S. K., Langer, R., Vacanti, J. O. (“Hepatocyte Transplantation in Biodegradable Polymer Scaífolds Úsing Baltimatian Dog Model of Hyperuricosuria”, Transpl. Proč. 1995,27,635-636) popisují způsob absorbce hepatocytů pomocí adsorpce a kapilárního působení (capillary action) na listy plstěné matrice vytvořené z polymeru kyseliny polyglykolové nebo do houbovité polymerní matricě vyrobené z kyseliny polymléčné a polyvinyl alkoholu anebo z kyselin polymléčné a glykolové. Tento způsob poskytuje biodegradovatelné polymemí materiály, ale neumožňuje ani rovnoměrnou distribuci buněk v polymeru ani kontrolu buněčné denzity.
Woerly, S., Plant, G. W.; Harvey, A. R. (“Cultured Rat Neuronal and Glial Gells Entrapped within Hydrogél Polymer Matrices; A Potential Tool for Neural Tišsue Replaceměnt”,
Ňeurosci. Létt. 1996, 205, 197-201) popisují způsob zachycení buněk nervové tkáně do homogenního průhledného polymemího gelu připraveného z poIy[N-(2-hydroxypropyl)metakrylamidu}, který může obsahovat kolagen jako substrát pro připojení (attachment substráte). Tento způsob zahrnuje přidání buněčné suspenze k polymerové směsi a polymerizaci směsi buňky-polymer při teplotě místnosti nebo v inkubátoru při teplotě 37°C. Výsledný gel je opticky transparentní a buňky jsou náhodně rozptýlené uvnitř gelu obsahujícího příčné vazby. Imunocytochemické studie udávají, že viabilita buněk po 6-ti dnech v podmínkách in vitro se pohybuje mezi 0 a 6 %.
ϊ” · • ♦ ·
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je odstranění nedostatků dosavadních způsobů v oboru používaných použitím nebiologického protetického prostředku, jako je nedegradovatelný polymemíhydrogel, který plní funkcí materiálu vyplňujícího volný prostor a stavební kostry stimulující regeneraci tkáně, morfogenezi a remodelaci implantátu na integrovanou orgánovou strukturu (integrated stmcture-to-organ).
Dále se vynález týká zlepšení zhojení tkáně tak, aby došlo ke skutečné tvorbě tkáně, čehož je dosahováno kontrolou buněčné proliferace, infiltrací buněk a organizací tkáně uvnitř stabilní polymerové matrice.
Dále se vynález týká regenerace tkáně pomocí polymerových matric, což představuje významný klinický a ekonomický přínos při léčbě lidí s poraněním míchy (SCI) nebo mozku nebo lidí trpících vrozenými defekty míchy (spina bifida).
Dále se vynález týká přípravy polymerních matricí pro regeneraci optického nervu a periferních nervů.
Dále se vynález týká přípravy nedegradovatelné syntetické matrice z polymemího hydrogelu mající anizotroptií porézní strukturu, efektivní povrchovou plochu a dobrou tkáňovou adhezivitu a kompatibilitu, která je navrhována pro použití při implantaci do měkkých tkáňových struktur, zvláště v nervovém systému, a která je progresivně zabudovávána do orgánu a stává se jeho součástí.
. Dále se vynález týká přípravy syntetických polymerních matricí s kontrolovanou strukturou pórů, které nesou povrchově aktivní agens, pro terapeutické účely.
Hlavním předmětem vynálezu je příprava polymemí matrice připravené z nového, ve vodě nerozpustného polymemího hydrogelu, který je používán v nabobtnalém stavu jako protetický přípravek pro regeneraci tkáně při reparaci parenchymatózních orgánů.
ί
Dále se vynález týká způsobu přípravy hydrogelového produktu ve formě mající tvar konečného protetického přípravku.
Dále se vynález týká odstranění jednoho nebo několika nedostatků způsobů používaných v oboru s cílem připravit polymefní neuroproťézu, kterou lze pomočí standardních chirurgických postupů implantovat do mozku nebo míchy.
Dále se vynález týká způsobu, který umožňuje vnesení buněk nebo geneticky modifikovaných buněk do sítí polymeru.
Dále se vynález týká přípravy polymerové směsi, kterou lze smíchat s živými buňkami a tak zkombinovat fyzikální charakteristiky polymerové matrice vykazující chování hydrogelového typu (porozita, stabilita, vodící povrchy, permeabilita) s vlastnostmi buněčných biologických faktorů (např: růstové faktory).
Dále se vynález týká výroby biohybridních přípravků, které lze použít jako náhradu částí tkáně parenchymatózních orgánů.
Dalším předmětem vynálezu je trojrozměrný kultivační systém, který lze použít pro dlouhodobé kultivace různých buněk in vitro.
Dále se vynález týká přípravy podpůrných matricí pro připojení biologicky aktivních molekul ke tkáni nebo orgánům.
Dále se vynález týká přípravy porézních hydrogelů představujících deformovatelné porézní pólymemí matrice nasycené mezibuněčnou tekutinou nebo vodou, které poskytují nezbytnou tkáňovou kostru a hydratovaný prostor Skrze nějž mohou buňky proliferovat a sestavovat se do histologicky správné struktury nadbuněčné úrovně a vytvořit tak funkční tkáň.
a makromolekul, zvláště protizánětlivých látek jako je indometacin, stimulátory cytokinů, jako jsou bakteriální lipopolysacharidy, steroidy, jako např. metylprenisolon, a neuroaktivní faktory, jako např. růstové faktory pro fibroblasty.
ίο ·· * ··..♦·····.
Iν 4-44 4 444 · 4 4 4 * 4444 4 4 '4 « · · 444 4 « 4,4' 444 4 44 4
444 ,4 44 44 44 44
Dále se vynález týká přípravy materiálu se silnými bioadhézivními a hemostatickými vlastnostmi, který je vhodný.pro umístění uvnitř pareiíchymatózního orgánů, pro rychlé připojení a zároveň pro hemostázu.
Hlavním předmětem vynálezů je příprava polymerové matrice s dostatečnou mechanickou a chemickou stabilitou, aby vydržela dlouhodobou implantaci v organismu bez degradace, která může jinak poškodit nově utvořenou síť tkáně, která prorostla do mátrice při nahrazování části orgánu.
Dále se vynález týká přípravy matrice vykazující mechanickou poddajnost, která dovoluje operatérovi řezat, upravit velikost a jinak zacházet s polymerovou matricí, aniž by došlo ke změně vnitřní struktury a mechanických vlastností matrice.
Dále se vynález týká přípravy materiálu, který je schopen bobtnání, a vykazuje vysokou kapacitu bobtnání ve vodném prostředí, který dokáže absorbovat značná množství látek biologicky zajímavých pro účel tohoto vynálezu, jako jsou adhezní molekuly (např. CAM a LI molekuly) nebo “navádějící” (guidance) molekuly ( např. semaforiny nebo netriny rozpuštěné ve vhodném roztoku), takže uvedené molekuly jsou následně adsorbovány na povrch sítě polymerové matrice.
Podle tohoto vynálezu jsou připravovány nové hydrofilní polymemí hydrogěly, schopné vytvořit porézní, měkké polyměrní matrice s vysokou ábsorpční.schopností, které jsou elasticky deformovatelné a mají rovnovážný obsah vody alespoň 80 %, výhodně alespoň 96 °/o.
Podlé tohoto vynálezu jsou rovněž připravovány polymemí směsi, které lze míchat s živými buňkami.
Vynález se týká polymemího hydrogélu pro terapeutické účely, který je kopolymerem zahrnujícím (a) N-substituovaný metakrylamid nebo akrylamid, (b) agens vytvářející příčné vazby, a (c) polymerizovatélný materiál vybraný že skupiny zahrnující cukr, derivát cukru, tkáňový adhezní peptid, molekuly proteinů tkáňové diferenciace (např. kostní morfogenetické /1 • · proteiny) a konjugát polymeru s protilátkami proti lipidovým derivátům, který je elasticky deformovatelný, a má rovnovážný obsah vody alespoň 80 %, výhodněji alespoň 96 %
Výhodně je N-substituovaný metakrylamid nebo akryíamid (a) vybrán ze skupiny zahrnující N-monoalkyl- a Ν,Ν-dialkylmetakrylamidy a akrylamidy, agens vytvářející příčné vazby, (b) zahrnuje akryíamid nebo jeho prekurzor a polymerizovatelný materiál, (c) představuje cukr, který je vybrán ze skupiny obsahující glukosamin, N-acetylglukosamin a N-acetyl derivát neuramiňové kyseliny a jejich polymerové formý jako je polysialová kyselina.
Vynález se rovněž týká způsobu přípravy polymemího hydrogelu pro terapeutické použití, který zahrnuje (a) rozpuštění agens tvořícího příčné vazby v póry vytvářejícím rozpouštědle obsahujícím polýmeřizační iniciátor na bázi volných radikálů (free radical polymerization initiator) za vytvoření roztoku, (b) přidání N-substituovaného meťakrylamidu nebo akrylamidu k roztoku připravenému v bodě (a) za vytvoření směsi, a (c) přidání roztoku cukru, derivátu cukru, tkáňového adhezního peptidu, morfogenetíckých proteinů nebo odvozených bioaktivních peptidů nebo konjugátu polymeru s protilátkami proti derivátům lipidů k směsi, získané, v bodě (b)·
Podle výhodného provedení, způsob zahrnuje rozpuštěni ažobisizobutyronitrilu a metylenbisakrylamidu v rozpouštědle za vytvoření roztoku, smíchání roztoku s N-2(hydróxypropyl)metakrylamidem, přidání glukosaminu nebo N-acetylglukosaminu nebo Nacetylneuraminové kyseliny ke směsi, a odstranění reziduálních produktů s nízkou molekulovou hmotností a stopových množství iniciátoru z uvedené směsi:
Podle dalšího provedení, způsob rovněž zahrnuje přidání živých tkáňových buněk nebo geneticky modifikovaných buněk k produktu získanému v bodě (c) a zachycení buněk pomocí pólymerizace uvnitř uvedeného produktu.
Podle dalšího provedení, obsahuje polymemí hydrogel podle tohoto vynálezu buňky nebo geneticky modifikované buňky, které jsou do něj vpolymerovány.
/t toto to b to to * ··· · « b to toto to · • · · • toto· • to· toto • 4 · · to· ·* • * · » ···· ·· · · · * · to . · · to·
Podle dalšího provedení se vynález týká způsobu léčby poškozených mozkových tkání nebo poranění míchy odstraněním poškozených mozkových tkání nebo míchy u člověka nebo zvířete a nahrazením poškozených mozkových tkání nebo míchy polymemím hydrogelem podle tohoto vynálezu.
Hydrogel podle tohoto vynálezu obsahuje kovalentní příčné vazby, je neprůhledný a heterogenní, a výhodně vykazuje strukturu jasně oddělených fází, tvořenou Částicemi polymeru o velikosti 1 až 10 mikrometrů, výhodně 3 až 5 mikrometrů, takže vznikne oblast s relativně hrubou porozitou (makropóry), ve které se hydrogel stýká s tkání hostitele, a oblast s relativně jemnou porozitou (mezopóry), kde se hydrogel stýká s prorůstající tkání.
Výsledkem je výhodná houbovitá struktura obsahující makropóry; s frakční porozitou, například, nejméně 80 až 90 % (objem rtuťové intruze k celkovému objemu gelu); s oblastí specifického povrchu v rozsahu výhodně stovek metrů Čtverečních na gram gelu; se střední hodnotou průměru póru (objemem), např. přibližně 15 až 35 mikrometrů; s objemem pórů rovným nebo větším než 10 mikrometrů (90 až 95 % frakční porozity hydrogelu), zatímco největší frakce celkového objemu pórů gelu má charakter pórového režimu od 10 do 50 mikrometrů, a s hypěrporéznímcharakterem od 20 do 30 mikrometrů (frakční porozita gelu alespoň 50 % objemu gelu).
Makrostrukturu a porozitu hydrogelu lze měnit tím, že kontrolujeme velikost částic a porézní stmktuni, které závisejí na složení a vlastnostech použitého porotvómého rozpouštědla, na objemové frakci polymeru, na interakci mezí polymerem a rozpouštědlem, na polymerizační teplotě a na vlastnostech použitého monomeru tvořícího příčné vazby. Úspěšná akumulace biomasy a buněčná interakce je výsledkem takové optimální povrchově-objemové interakce, jak dokládají výsledky rtuťové porozimctrie vyplývající z mikroporozity a mezoporózity Částic polymeru.
í\ ··· ···· ι * > * · · · 4 ·· · 4 *·«· 4 * · ♦ 4 4 ··· I 4 4 4 4 4 · «i ··* · ·· ’ 4« 44
Důležitým finálním aspektem materiálu je jeho otevřená povaha á propojitelnost, která je vhodná pro akumulaci buněčné biomasy a molekulární buněčné interakce s živou tkáni. Použijeme-li metody rastrovací elektronové mikroskopie (viz obr. 3), tyto heterogenní buňky typicky ukazují trojrozměrnou strukturu koloidálního typu s neokrouhlým pórem a stěnou porézního systému, který je reprezentován bezprostřední blízkostí povrchu polymemích agregátů, tak jak je ukázáno na vyobrazeních: Účinná oblast povrchu je funkcí porozity povrchu Částice. Na rozdíl od homogenních gelů, hlavní výhodou takových heterogenních gelů je to, že oblast povrchu tvořená částicemi je ve skutečnosti neomezená, jak velikost agregátů (1) klesá, takže oblast povrchu je nepřímo úměrná hodnotě 1. Ve srovnání s homogenními hydrogely, rovněž heterogenní hydrogely podle tohoto vynálezu mají rovněž mnohem větší objem pórů a proto jsou mnohem účinnější při infiltraci buněk a akumulaci biomasy. Navíc, a ve srovnání s homogenními hydrogely, jsou hydrogely podle tohoto vynálezu mechanicky poddajné a tím se vhodně doplňují s vlastnostmi dospělé a vyvíjející se nervové tkáně.
TýtO hydrogelové matrice mají skutečnou, tkáňovč-specifickou strukturu, protože výsledkem buněčné interakce jsou organizované tkáňové sítě napříč gelovými strukturami, tzv. organoidní hydrogely.
Polymemí matrice se mohou vytvářet simultánní precipitací nebo precipitaČní polyměrizací a kopolymerizací používající příčných vazeb účinného množství každé z následujících složek: (i) N-substituovaných metakrylamidů jako jsou Nmonoalkylmetákrylainidy nebo N-substituovaných akrylamidů jako N-monoalkylakrylamidy, nebo Ν,Ν-disubstituovaných akiylamidů jako Ν,Ν-dialkylakrylamidy, (ii) agéns vyvolávajícího divinylové Sloučeniny, apod ; (iii) iniciátoru polymerizace na bázi volných radikálů (free radical polýmerization initiator) jako je azobisizobutyronitril, různé peroxidy, kyselina askorbová, peroxysulfáty, substituované azoslouČeniny, apod., které jsou dobře známy odborníkům v f> Η * ϊ · ·♦·» i t ··»· · * * * φ φ φφφ φ φ * » φ * φ φ Φφφ • •Φ · φφ φφ φφ φφ oboru, v množstvích pohybujících se od 0,01 do 2 hmotnostních % vzhledem ke kopolymeru nebo terpolymeru; (iv) komplexních cukrů jako jsou glukosamin nebo N-acetylglukosamin nebo N-acetylgalaktosamin nebo kyselina N-acetylneuraminová nebo kyselina polysialová nebo jiné deriváty cukrů nebo tkáňové adhezní olígopeptidy obsahující sekvence jako je Arg-Giy-Asp, IleLys-Val-Ala-Val, Ála-His-Ala-Val-Ser-Glu, Tyr-lle-Gíy-Ser-Arg, olígopeptidy odvozené od molekul uplatňujících se pri diferenciaci tkání (např. kostní morfogenetické proteiny) nebo konjugát polymeru s protilátkami proti myeiinu a lipidům asociovaným s axonem a jejich deriváty v rozpouštědle, výhodně v acetonu/dimethylsulfoxidu, acetonu nebo acetonu/etanolu.
Alkylové skupiny mají výhodně jeden až dva atomy uhlíku, např. C l až C2 hydroxyalkylové a aminoalkylové radikály. Termín N-substituovaný, tak jak je zde užíván, zahrnuje Cl-8 substituenty, které obsahují OH, aminoskupinu nebo jejich kombinaci.
Reakce se obecně provádí při teplotě 40 až 60 stupňů Celsia v polymerizačních nádobách sestávajících se z uzavřených ampulí po dobu přibližně 12 hodin.
Krátký popis obrázku.
Obr. 1 je mikroskopické zobrazení homogenního gelu,
Obr. 2 je mikroskopické zobrazení homogenního gelu implantovaného do míchy;
i*
Obr. 3 je mikroskopické zobrazení heterogenního gelu HPMA;
Obr. 4 je mikroskopické zobrazení gelu z obr.3 implantovaného do nervové tkáně.
• ’ s ·
Příklady provedení vynálezu
Vynález je vysvětlen pomocí následujícího Příkladu.
* * * - * *· * *»·»·» · · * · « · • · · · · · · *
Příklad 1
ΑΙΒΝ (azobisizobutyronitril) (1,2 hmotnostních %) a metyfenbisakrylamid (1 molámí %) jsou rozpuštěny v bezvodém acetonu. Roztok je smíchán s N-2(hydroxypropyl)metakrylamidem v objemovém poměru 30 % HPMA se směsí aceton/dimetylsulfoxid (objemový poměr 93:7). N-metakřyloylglukosamin (5 hmotnostních %) nebo l-metyl-2-metakryloylamidoetyl-2-acetamÍdo-2-deoxy-beta-D-glukosid (6,5 hmotnostních %) nebo 2-[l -metyl-2-metakryloylámidoetyl] 5-acetamido3,5-dideoxy-D-glycero-alfa-Dgalakto-2-nonulopyranosidonová kyselina (5,2 hmotnostních %) nebo metakryloylglyčylglycylargynylglycýlasparagová kyselina (1,4 hmotnostních %) jsou rozpuštěny v dimetylsulfoxidu a přidány k polymerizaČni směsi. Směs jě důkladně homogenizována a pomocí injekční stříkačky vpravena do ampulí. Reakční směs je poté probublána dusíkem a ámpule jsou zataveny v plameni. Z důvodu zabránění odpaření rozpouštědla, může být směs nejprve zmrazená ve směsi suchého ledu a etanolu a poté ampule zatavena. Zatavené ampule jsou potom ponořeny na dobu 24 hodin do vodní lázně o teplotě 50 stupňů Celsia,
Výhodně podle tohoto vynálezu jsou reziduální produkty o nízké molekulově hmotnosti, jako jsou ňezreagované monomery, oligoměry nezřetězené do sítě a stopová množství iniciátoru, odstraněny z hydrogelového produktu před jeho použitím. Toho lze dosáhnout ponořením xerogelů do etanolu na dobu 20 hodin, potom do směsi etanol/voda (1:1 v/v) na dobu 20 hodin a posléze do destilované vody na dobu 1 týdne, kdy je voda často vyměňována, dokud není dosaženo rovnováhy z hlediska bobtnání a extrakčrtí reakce je pomalá, nejlépe nulová. Dalším důležitým aspektem tohoto vynálezu je snaha vyhnout se kontaminaci. Příprava polymemího gélu se výhodně provádí v laminámiiri boxu (biohazard chamber) vybavené vzdušným filtrem. Promývaeí kroky jsou s výhodou prováděny s použitím sterilních materiálů a gely jsou uskladněny při teplotě 4 stupně Celsia ve sterilní destilované vodě.
» ·
- - - - - --- -- - — — , * t ,···· ti · 4 4 ·« «·
Aby bylo možné vytvořit hybridní přípravek zahrnující jak polymerní přípravek tak buňky donorové tkáně, lze buňky inokulovat do porézní struktury polymemího hydrogelu pomocí mikrovpichů do polymerní sítě Hamiltonovou injekční stříkačkou obsahující uvedenou suspenzi buněk. Vnesení buněk do uvedeného polymemího hydrogelu lze provést jak in vitro tak in vivo, jestliže dodržíme správný čas po implantaci hydrogelu do oblasti cílového orgánu. Buňky lze izolovat z lidského mozku nebo svalové tkáně nebo z materiálu z pitvy.
Příklad 2
Inokulace buněk do PHPMA hydrogelu in vitro.
Neurony byly izolovány z cerebrálňích hemisfér potkaních embryí zbavených mozkových plen a cév v DMEM, které byly rozděleny na malé fragmenty tkáně. Tkáně byly mechanicky odděleny pomocí Pasteuróvy pipety v centrifugační zkumavce obsahující DMEM, Supematant byl oddělen a sedimentované fragmenty tkáně byly dále rozbity pomocí Pasteuróvy pipety, jejíž špička byla zúžena a zaČiŠtěna v plameni. Po několika cyklech střídavé resuspendace a ďisociace buněk, byly spojené siipematanty zcentriíugovány a buňky zkoncentrovány na hodnotu 106 buněk na 100 mikrolitrů media. Frakce je udržována na ledu, dokud není použita pro zachycení buněk (cell entrapment) Aby bylo dosaženo účinného a spolehlivého průniku buněk do polymemího hydrogelu, buňky byly nabrány do Hamiltonovy injekční stříkačky připojené na mikromanipulačiií zařízení a inokulovány za minimálního; poškození tlakem v potřebné koncentraci do nabobtnaíých PHPMA hydrogelu pod binokulární lupou za aseptických podmínek. Hydrogely obsahující buňky jsou udržovány v minimálním objemu kultivačního media a inkubovány při 37 stupních Celsia a 5 % CO2 ve zvlhčené atmosféře. Když buňky dosáhly vhodného stupně růstu, lze hybridní přípravek transplantovat do mozku, aby se usnadnila reparace tkáně a její zhojení.
* * ·
Polymemi strukturu lze rovněž smíchat s živými buňkami a tím kombinovat fyzikální charakteristiky polymemi matrix s chováním hydrogelového typu (porozita, stabilita, vodící povrchy, permeabilita) a buněčných biologických faktorů (např. růstových faktorů).
Vnesení buněk do polymemi matrice je dosaženo způsobem gel-entrapment” při teplotě nižší než 0 stupňů Celsia, tj. kryopolymerizací, kdy vzniká porézní matrice v níž jsou buňky imobilizovány a mohou tak dosáhnout reorganizace, růstu a/nebo diferenciace pro následnou transplantaci. Solventem by měl být izotonický roztok nebo medium pro kultivaci tkaní typu, který je běžně používán v buněčných a tkáňových kulturách, a který je kombinován s vhodným kryoprotektantem (glycérol/dimetylsulfoxid nebo glycerol nebo DMSO nebo polyviňylpyrrolidoii nebo hydroxyetylŠkrpb, karboxymetylcelulosa). Způsob dovoluje kontrolu konečných buněčných densit, které mají hodnotu od několika buněk až do těch, které se blíží buněčné densitě tkáně, tj. přibližně 109 až 1O10 buněk na cm3. Způsob rovněž dovoluje měnit a kontrolovat porozitu matrice tím, že se mění rychlost chlazení a teplota pólymerizační směsi obsahující buňky (tekutý dusík nebo chlazený izopentan). Způsob poskytuje makropórézní houbovitou strukturu typickou pro kryogel s velikostí pórů, která dovoluje difúzi živin a makromolekul (např. růstových faktorů) k buňkám a od buněk zachycených v polymemi gelové matrici i migraci buněk, a dovoluje vytvořit takový objem póru, který je vhodný pro účinnou akumulaci biomasy, její expanzi (buněčné dělení) a organizaci (vzájený kontakt buněk) během vývoje a maturáce tkáně.
Příklad 3
Zachycení astrocytů v gelu pomocí kryopolymerizace HPMA.
♦ * · »·· * • ·*· · v • ♦ · *· <·
Astrocyty byly získány inkubací mozkové kůry dvoudenních potkanů v roztoku obsahujícím 0,1 % trypsin-EDTA, 0,001 % DNasu v HEPĚS-pufrovaném DMEM podobu 30 minut při teplotě 37 stupňů Celsia a mechanické disociaci. Byl proveden výsev buněk s použitím umělohmotných lahví (106 buněk na 10 ml) a kultura byla udržována při teplotě 37 stupňů Celsia v DMEM obsahujícím 10 % fetální bovinní sérum. Po 7 dnech kultivace in vitro byly astrocyty sklizeny a resuspendovány v Hankově vyváženém roztoku solí (HBSS, pH 7,4) obsahujícím 20 % glycerol, zkoncentrovány na hodnotu 106 na 100 mikrolitrů a uchovávány při teplotě 6 stupňů Celsia. Zachyceni buněk (entrapment proceduře) bylo provedeno v laminámím boxu za použití sterilních materiálů. Prepolymerizační roztok obsahoval 0,69 g N-(2hydroxypropyl)metakrylamidu a 0,010 g metylenbisakrylamidu rozpuštěných v objemu 2,3 ml HBSS obsahujícího 20 % glycerol, a jako iniciátory persulfát amonný (100 mg/ml HBSS; 4,3 x 103 M) s N,N,N\N'-tetrametyletylendiaminem rozpuštěného v HBSS (1:1 v/v HBSS; 3,3 x 10'5 M). pH bylo upraveno na hodnotu 7,0 pomocí 0,1 N HCl a kyslík byl z prepolymerizačního roztoku odstraněn pomocí dusíku. Roztok byl před použitím ochlazen na teplotu 4 stupně Celsia. Buňky byly resuspendovány ve směsi prepolymeru o vysoké hustotě (1Ό6 buněk na ml) a směs byla důkladně míchána a injektována pomocí Hamíltonovy injekční stříkačky mezi dvě předchlazené skleněné desky oddělené mezerou 0,75 mm zajištěné pomočí silikonkaučukového těsnícího prostředku. Konečný objem byl 3 ml. Forma byla zchlazena na teplotu -170 stupňů Celsia během 1 minuty ponořením do tekutého dusíku a buňky byly ponecháhy v tekutém dusíku po. dobu 3. minut předtím než byla převedena do vodní lázně ochlazené na -15 stupňů Celsia. PolymerizaČní reakce probíhala po dobu 5 hodin v chlazené vodní lázni, poté byla forma ohřátá v lázni ó teplotě 37 stupňů Celsia až došlo k roztátí polymeru. Po rozbití ledu byl gel vyňat z formy, omyt pomocí HBSS aby bylo odstraněno kryoprotektivní agens a nezreagované reakční produkty a upraven do okrouhlého, tvaru o průměru 0,8 mm. Gelové disky bylý inkubovány při
··· 0 0 0 • · · ·* 00 teplotě 37 stupňů Celsia a 5 % CO2 ve zvlhčené atmosféře v DMEM obsahujícím 10 % FBS a 1 % antibiotikum (streptomycin-penicilin).
Tento přístup přípravy hybridních tkání s polymemím hydrogélem má dvě hlavní výhody v porovnání s postupem popsaným Woerlym et al. (1996): prevenci poškození buněčné membrány polymerizací při nízké teplotě a tvorbu krystalů ledu okolo buněk, která má za následek vyšší porozitu a pevnou pórovou strukturu (heterogenní hydrogel). Výsledkem je to, že buňky jsou zachyceny uvnitř polymemí matrice, která představuje strukturální oporu pro vznik oblasti s velkým vnitřním povrchem, dostatečné volné prostory pro buněčnou expanzi a zvýšenou permeabilitu. Kromě toho může být směs buněk a polymeru uchovávána ye zmraženém stavu pro následné polymerizace, tak jak je popsáno výše.
V kterémkoli stadiu vývoje buněk se výsledná hybridní matrice skládá z pevné fáze, která obsahuje porézní matrici, buňky a buněčnou extracelulámí matricí a tekutou fázi odpovídající buněčnému kultivačnímu mediu a extracelulámím tekutinám.
Jak ocení odborník v daném oboru, tento způsob je odlišný od takzvaného způsobu enkapsulace buněk (cell encapsulation), který používá mikroenkapsulační nebo makroenkapsulační techniky a kde buňky jsou. jednoduše uzavřeny v membráně polymeru, která má okrouhlý tvar ó různém poloměru.
V této přihlášce termín buňka nebo buňky zahrnuje fragmenty tkáně, shluky buněk, jednotlivé buňky embryonálního, neonatálňího nebo dospělého původu, geneticky modifikované buňky, buď primární nebo nesmrtelné (immortalized) buňky, nesmrtelně buněčné linie původem buď z existujících nádorových buněčných linií nebo nesmrtelné prékurzorové buněčné linie, kmenové nebo progenitórové buňky, a prékurzorové buněčné linie selektované na růstový faktor z kterýchkoli tkání a orgánů. Způsob a produkt tohoto vynálezu jsou vhodné pro přípravu řady umělých tkání nebo orgánů pro transplantáči nebo trojrozměrných kultivačních systémů.
9 9 »
9 «·
9 9 9 » * 9 9 τ·ϋ· h
k *
··* ··· «
• · · 9 • ♦ 9« »•9 « · » 9 9 ·· 9«
Test 1
Biologická tolerance polymerních hydrogelů podle tohoto vynálezu byla studována pomocí implantace příčně rozříznuté míchy a v mozkových lezích potkanů. Vzorky pro testování byly odebírány od 1 týdne do 10 měsíců po implantaci. Biologická tolerance byla vynikající. Makroskopicky se gely integrují do hostitelské tkáně a vykazují dobrou stabilitu, a v některých případech se hostitelský orgán zdá být intaktní. Z mikroskopického hlediska studie ukázaly, že toto složení polymemího gelu podporuje restrukturalizaci tkáně a regeneraci axonů v místě implantace v hemi- a úplně příčně rozříznuté míše potkanů, a tak se dociluje až 100 % restaurace kontinuity tkáně (obr. 4). Data lze sumarizovat takto, (i) integrace hydrogelu a restaurace orgánové kontinuity, hydrogel udržuje objem leze konstantní, takže se nová tkáň může vyvinout a nahradit lézi adhezí jejího porézního povrchu k ráně; (ii) hladký povrch s celkovým dostupným polymemím povrchem; (iii) minimální tvorba jizev a nepřítomnost cystických kavitací v přilehlé hostitelské tkáni, (iv) vrůstání gliální tkáňové sítě do polymemí sítě posilující přihojení implantátu k hostitelskému organismu; (v) vrůstání buněk heterogenního původu; (ví) vrůstání kapilár; (vii) depozice molekul extracelulámí matrix (kolagen, fibronektin a laminin) ná povrch polymemí sítě, které může být sledováno imunohistochemíckými metodami, a (viii) axonální růst skrz bioimplantát. Studie explantovaných hydrogelů prováděné *
pomocí infračervené spektroskopie ukazují, že infračervené spektrum nativního hydrogelu bílkovinných sloučenin, které jsou podobné přilehlé míšní tkáni, což potvrzuje, žé elementy míšní tkáně jsou integrovány do porézní sítě hydrogelu.
Test 2
Kryopolymerízační postup dovoluje vytvářet heterogenní gely s fixovanou makropórézní strukturou, v níž jsou buňky imobilizovány. Studie, které používají techniku značení buněk, jako například buněčné značení nebo imunocytochemičké metody, ukazují, že buňky jsou ' · * ·· · · ·* '.
• fc · « *«· ♦ · ·« fc ♦··· ♦ Φ ♦ · · · φφφ Φ Φ
·. ·· · · · · φφφ •fc · ·· ·· ΦΦ «Φ rovnoměrně rozmístěné v síti polymeru a na různých úrovních v gelech, a to buď jako jednotlivé izolované buňky, nebo jako malé shluky složené z několika buněk. Buňky, které přežívají še pozitivně barví pomocí imunometod během třítýdenní inkubace in vitro a vykazují antigenní profily vyvíjejících se buněk nervové tkáně. Proto astrocyty, které jsou izolovány z neonatálního mozku potkanů, lze zakotvit v hydrofilních hydrogelech pomocí kryópolymerizační reakce s vysokou hladinou retence a zakotvené buňky přežívají a normálně diferencují, podobně jako v podmínkách jednovrstevné kultury: po 10 dnech in vitro Činí životnost zmobilizovaných buněk 90 %, jak jé stanoveno pomocí techniky značení buněk. Kromě toho jsou buňky fúnkčiií, neboť syntetizují laminin a fibronektin v polymemí matrici, podobně jako v jednovrstevných kulturách.
Polymemí hydrogel byl vyvinut převážně jako nástroj napomáhající růstu tkáně (tissue expander) a jako témplát na němž se tkáň vytváří (tisšue formation template) za účelem nápravy defektu tkáně nebo tkáňového deficitu parenchymatózního orgánu, což je situace, která může být důsledkem traumatu, chirurgické manipulace nebo vrozené malformace, a tato metoda podpoří tvorbu nové, funkčně integrované tkáně, která dále vytváří patřičný orgán. S použitím této metody rovněž počítáme při léčbě poranění, remodělaci tkání, regeneraci tkání, rozvoji tkání parenchymátózních orgánů jako jsou játra, pankreas, kůže a svaly. Lze ji rovněž použít v kombinaci s jinými materiály pro regeneraci a hojení kostní tkáně.
specifických lidských neurologických poruch a uvedený polymemí hydrogel lze použít dvěma různými způsoby podlé povahy a typu onemocnění a rozsahu funkčního defektu. Za prvé, polymemí hydrogel lze použít jako templát pro regeneraci tkáně nebo jako nosič buněk po inkorpóraci buněčného štěpu. S polymerním hydrogelem podle tohoto vynálezu se například počítá pro použití při léčbě dědičných defektů nebo defektů vzniklých poškozením specifických oblastí mozku a míchy ve stadiu vývoje anebo v dospělosti (např, poranění míchy). Typicky tento postup spočívá v odstranění poškozené tkáně, tkáně jizvy nebo jiné nefunkční části 'L'b • · « • ♦« *· ♦ ·* * · « · « · ·· t t · ♦ * · « • · » * · ·«· · • λ nervové tkáně a v nahrazení mozkové tkáně nebo tkáně míchy polymemím hydrogelem popsaným výše. Polymemí hydrogel podle tohoto vynálezu je rovněž užitečný pro rekonstituci neuronálních okruhů spojených s axonálními drahami v centrálním nervovém systému ve vyvíjejícím se nebo dospělém organismu. Lze jmenovat, například, septo-hipokampální okruhy, které se podílejí na funkci paměti, která je poškozena například při Alzheimerově chorobě, nebo nigro-štriatální okruhy podílející se na Parldnsonově chorobě, nebo Část striata podílející se na Huntingtonově chorobě, nebo hormonálriě/reprodukční dysfunkce zahrnuté v hypofyzohypůthalamovém systému. Postup spočívá v chirurgickém odstranění defektní části mozkové tkáně a implantaci gelu podle tohoto vynálezu, výhodně dohromady se štěpem nervových buněk za účelem indukce tvorby nových funkčních axonálních okruhů. Podobně lze léčit malformace, které mají za následek špatnou funkci míšních okruhů (např. spina bifida), a to tak, žě odstraníme abnormálně vytvořenou část orgánu a tuto defektní Část nahradíme neurogelem podle tohoto vynálezu, výhodně spolu se štěpem nervových buněk. Další použití hydrogelu podle tohoto vynálezu spočívá v léčbě optického nervu a periferních nervů tím, že stejným způsobem indukujeme opětný růst axonů uvnitř polymemího hydrogelu podle tohoto vynálezu.
Je třeba říci, že tento vynález není žádným způsobem omezen na výhodná provedení popsaná výše, a že lže uvažovat o modifikacích v rámci ducha a zaměření tohoto vynálezu.
Vynález týká porézních implantovatelných polymerních hýdrogelů pro terapeutické účely, které mohou být například použity pro vnitřní tkáňově náhrady jakéhokoliv parenehymatózniho orgánu, pro hojení zranění, pro regenerace tkání, a obecně pro orgánové reparace, zvláště ve vyvíjejícím se i dospělém nervovém systému, a pro jiné podobné terapie.
·· 4 4 4 4 ·» 9 4 49
4'· 4 4·4 4 9 • ·' » 4 . 4
4'4. » 4 4 *» * »4 • 49 4 · • ♦ 4 4 9 · 4 4 • »1 · ·' «»· 4 44
Vynález je zvláště zaměřen na pólymemí hydrogel, který po implantaci vytvoří porézní matrici, kterou prostoupí biologické tekutiny a molekuly a vytvoří tzv. orgahoidní hydrogelj který je progresivně začleněný do hostitelské tkáně následným prorůstáním krevních cév a tkáně. Vynález se rovněž týká způsobu zavádění, živých tkáňových buněk, prekurzorových buněk nebo geneticky modifikovaných buněk do takového polymemího hydrogelů, aby se vytvořily biohybridní materiály, které lze použít v trojrozměrných tkáňových kulturách nebo pro tkáňové rekonstrukce. Vynález še dále týká způsobu výroby polymemího hydrogelů podle tohoto vynálezu a biohybridních materiálů vyrobených způsobem uvedeným výše. Konečně se vynález týká způsobu léčby poškozených Částí centrálního nervového systému, zvláště míchy á optického nervu, nebo periferních nervů, nebo jiných tkání pomocí implantace polymerového hydrogelů nebo biohybridních materiálů podle tohoto vynálezu do těchto tkání.

Claims (24)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Polymemí hydrogel pro terapeutické použití, vyznačující se t í m, že je kopolymerem (a) N-substituovaného metakrylamidu nebo akrylamidu, (b) agens vytvářejícího ’ příčné vazby a (c) kopůlymerizovatelného materiálu vybraného ze Skupiny zahrnující komplexní cukr, cukerný derivát, tkáňově adhezní peptid a konjugát polymeru s protilátkami proti derivátům lipidů, uvedený polymerrií hydrogel je heterogenní, pružně deformovatelný a má rovnovážný obsah vody alespoň 80 %.
  2. 2. Polymemí hydrogel podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že (a) N-substituovaný metakrylamid nebo akrylamid jsou vybrány ze skupiny zahrnující N-monoalkyl- a'N,Ndialkylmetakrylamidý a akrylamidy, (b) uvedené agens vytvářející příčné vazby zahrnuje akrylamid nebo jeho prekursory, a (c) uvedený polymerizovatelný materiál je cukr, který je vybrán ze skupiny obsahující glukosamin, N-acetylglukosamín a N-ačetylderivát kyseliny něuraminové.
  3. 3. Polymemí hydrogel podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m, že uvedený .alkyl obsahuje 1 až 2 atomy uhlíku.
  4. 4. Polymemí hydrogel podle nároku 3, v y z n a Č u j í c í se t í m, že uvedený alkyl je hydroxyalkylovýnebo amihoalkylový radikál.
  5. 5. Polymemí hydrogel podle nároku 1,vyznačující se t í m, že uvedený rovnovážný obsah vody je alespoň 96 %.
    i. i *··«*«·*« ·>
    * ···«»» * · ·» ··« * • ·> · · · · * * « ··· « *· · «· ,*
  6. 6. Polymemí hydrogel podle nároku 1, vyznačující se t í m, že uvedený hydrogel obsahuje kovalentní příčné vazby, je v podstatě netransparentní a tvoří heterogenní materiál.
  7. 7, Polymemí hydrogel podle nároku 6, v y z n a č u j í c í se t í m, že uvedený hydrogel vykazuje strukturu jasně oddělených fází zahrnující jednak oblast s relativně hrubou porozitou tvořenou Částicemi polymeru o rozměru 1 až 10 mikrometrů, tam, kde hydrogel má nasedat na hostitelskou tkáň, a oblast s relativně jemnou porozitou, tam, kde se očekává jeho kontakt s vrůstající tkání.
  8. 8. Polymemí hydrogel podlé nároku 1, v y z n a Č u j í c í se t í m, že má makroporézní strukturu s frakční porozitou alespoň 80 až 90 %, oblastí specifického povrchu alespoň 100 čtverečních metrů na gram, středním průměrem póru přibližně 15 až 35 mikrometrů, pórovým objemem póru měřících alespoň 10 mikrometrů rovnajícím se 100 % frakční porozity hydrogelu a hypěrporézním charakterem v rozsahu 20 až 30 mikrometrů.
  9. 9. Způsob přípravy polymemího hydrogelu pro terapeutické použití, vyznačující se t í m, že zahrnuje (a) rozpuštění agens vytvářejícího příčné vazby v solventu s volným iniciátorem radikálové polymerizace tak, že sé vytvoří roztok, (b) přidání N-substituovaného metakrylamidu nebo akrylamidu k roztoku získanému v kroku (a) tak, že se vytvoří směs, (c) přidání roztoku polymerizovatélňého materiálu zahrnujícího komplexní cukr, derivát komplexního cukru, tkáňově adhezní peptid nebo konjugát polymeru s protilátkami proti derivátům lipidů ke směsi získané v kroku (b) za podmínek, které umožní vznik uvedeného polymemího gelu.
    ·♦ « φ * » • »«·· * φ ·· φ φ
    » * • φ Φ · * * ·· ♦ · • Φ'. Φ • Φ·Φ « Φ • · Φ Φ φ • · ♦ · · • ·- ΦΦ • Φ
  10. 10. Způsob podle nároku 9, v y z n a č u j í c i se t í m, že zahrnuje rozpuštění azobišizobutyronitrilu a métylenbisakrylamidu v uvedeném rozpouštědle tak, aby došlo k vytvoření roztoku, smíchání tohoto roztoku s N-2-(hydroxypropyl)metakrylamidem, přidání glukosaminu nebo N-acetylglukosaminu nebo N-acetylneuraminové kyseliny a odstranění nízkomolekulárních reziduálních produktů a stop iniciátoru z výsledného roztoku.
  11. 11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedené agens tvořící příčné vazby je vybráno ze skupiny zahrnující akrylamid, jeho prekurzory a agens vytvářející příčné vazby na bázi divinylu.
  12. 12. Způsob podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se t í m, že uvedený iniciátor pólymerizace j e vybrán ze skupiny zahrnující azobisizobutyronitril, peroxidy, kyselinu askorbovou, peřoxysulfáty a substituované azosloučeniny, a je používán v koncentraci. 0,01 až 2 hmotnostní % vzhledem k vytvářenému polymemímu hydrogelu.
  13. 13. Způsob podle nároku 12, v y z n a č u j i c í se t í m, že uvedený roztok polymerizovatelného materiálu obsahuje komplexní cukr. p
  14. 14. Způsob podle nároku 13, v y z η a č u j í c í se t í m, že uvedený komplexní cukr je vybrán ze skupiny zahrnující glukosamin, N-acetylglukosamin, N-acetylderiváty kyseliny neuraminově, kyselinu polysialovou a galaktosen.
  15. 15 Způsob podle nároku 12, v y z n a č u j í c i se t í m, že uvedený roztok polymerizovatelného materiálu obsahuje tkáňově adhezní peptid.
    ·· * » · · » • to · , · 4 44' ·····*» 4 4 4.
    • «Ι'ι 4 • 44 4 44 44 • · 4 • 4 444 4
    4 4 to
    4 4
  16. 16. Způsob podle nároku 12, vyznačující se t í m, že uvedený roztok polymerizovatelného materiálu obsahuje konjugát polymeru s protilátkami proti derivátům lipidů.
    i
  17. 17. Způsob podle nároku 12, v y znač u j í č í s e t í m, že se provádí při teplotě 40 až 60 stupňů Celsia po dobu 12 hodin.
  18. 18. Způsob podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se t í m, že zahrnuje přidání živých tkáňových buněk nebo geneticky modifikovaných buněk k produktu, získanému v kroku (c) a uskutečnění polymerizace uvedených buněk s daným produktem.
  19. 19, Kopolymerizovaný polymemí hydrogel podle nároku 1, v y z n a Č u j í c í se t í m, že živé tkáňové buňky nebo geneticky modifikované buňky jsou s ním polymerizovány.
  20. 20. Způsob léčby poškozených mozkových tkání nebo míchy, vyznačující se t í m, že zahrnuje odstranění uvedených poškozených mozkových tkání nebo míchy ů člověka nebo zvířete, a nahrazení poškozených mozkových tkání nebo míchy polymerním hydrogelem podle nároku 1.
  21. 21. Kqpolytnemí hydrogel pro terapeutické použití, vyznačující s e t í m, že uvedený hydrogel je kopolymerem (a) N-substituovaného metakrylamidu nebo akrylamidu, (b) agens vytvářejícího příčné vazby, a (c) polymerizovatelného, tkáňově adhezního materiálu.
    ·· *
    4 4 4 • 44 4 • «ι
    44 4 4
    ·. · 4 · 4 4 9« • 4 ·· 4 4 44 • 4 4 41 4 44 4 4 4
    4 4 4 4 4 4 4
    4 4·· «4 4 ' 4 4
  22. 22. Způsob léčby jizvy a poškozené nebo funkčně defektní tkáně u savců, vyznačující se t í m, že zahrnuje odstranění uvedené jizvy a poškozené nebo funkčně poškozené tkáně, a jejich nahrazení polymemím hydrogelem podle nároku 1.
    I
  23. 23. Způsob podle nároku 22, v y z n a č u j ící se tím, že se použije pro rekonstituci neuronových okruhů, které jsou spojeny s axonálními drahami v centrálním nervovém systému.
  24. 24. Způsob podle nároku 22, v y z n a č u j í c í se t í m, že se použije pro léčbu traumatických poraněni optického nervu a periferních nervů.
CZ981876A 1996-10-16 1997-10-15 Implantovatelný hydrogel z akrylamidového kopolymeru pro terapeutické účely CZ187698A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/731,484 US5863551A (en) 1996-10-16 1996-10-16 Implantable polymer hydrogel for therapeutic uses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ187698A3 true CZ187698A3 (cs) 1998-11-11

Family

ID=24939700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ981876A CZ187698A3 (cs) 1996-10-16 1997-10-15 Implantovatelný hydrogel z akrylamidového kopolymeru pro terapeutické účely

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5863551A (cs)
EP (1) EP0929323B1 (cs)
JP (1) JP3542810B2 (cs)
KR (1) KR100377520B1 (cs)
CN (1) CN1211194A (cs)
AT (1) ATE284717T1 (cs)
AU (1) AU744666B2 (cs)
BR (1) BR9706835A (cs)
CA (1) CA2240721C (cs)
CZ (1) CZ187698A3 (cs)
DE (1) DE69731959T2 (cs)
HU (1) HUP9902027A3 (cs)
IL (1) IL124894A (cs)
NZ (1) NZ330664A (cs)
PL (1) PL327454A1 (cs)
RU (1) RU2198686C2 (cs)
SK (1) SK79698A3 (cs)
WO (1) WO1998016266A1 (cs)

Families Citing this family (116)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6642363B1 (en) * 1996-09-19 2003-11-04 The Regents Of The University Of Michigan Polymers containing polysaccharides such as alginates or modified alginates
US8003705B2 (en) * 1996-09-23 2011-08-23 Incept Llc Biocompatible hydrogels made with small molecule precursors
US6566406B1 (en) * 1998-12-04 2003-05-20 Incept, Llc Biocompatible crosslinked polymers
US20030008396A1 (en) * 1999-03-17 2003-01-09 Ku David N. Poly(vinyl alcohol) hydrogel
AU745302B2 (en) 1998-05-23 2002-03-21 Bieniarz, Andre Method of treatment for premature rupture of membranes in pregnancy (PROM)
US6165193A (en) 1998-07-06 2000-12-26 Microvention, Inc. Vascular embolization with an expansible implant
US6117293A (en) * 1998-07-31 2000-09-12 Biowhittaker Molecular Applications, Inc. Method for producing hydrophilic monomers and uses thereof
US6464850B1 (en) * 1998-07-31 2002-10-15 Biowhittaker Molecular Applications, Inc. Method for producing hydrophilic monomers and uses thereof
US6818018B1 (en) 1998-08-14 2004-11-16 Incept Llc In situ polymerizable hydrogels
US6511650B1 (en) * 1999-04-09 2003-01-28 The Regents Of The University Of Michigan Preparing porous hydrogel products
US6264695B1 (en) * 1999-09-30 2001-07-24 Replication Medical, Inc. Spinal nucleus implant
WO2001043726A1 (en) * 1999-12-16 2001-06-21 Trident Technologies, Llc System and method for extended delivery of a therapeutic agent with its receptor loading dose
AU2001281906A1 (en) * 2000-06-27 2002-01-08 Bia Separations D.O.O. A chromatography material and a process of manufacturing that material
US6638312B2 (en) * 2000-08-04 2003-10-28 Depuy Orthopaedics, Inc. Reinforced small intestinal submucosa (SIS)
US8366787B2 (en) * 2000-08-04 2013-02-05 Depuy Products, Inc. Hybrid biologic-synthetic bioabsorbable scaffolds
US7503936B2 (en) * 2000-08-30 2009-03-17 Warsaw Orthopedic, Inc. Methods for forming and retaining intervertebral disc implants
US6620196B1 (en) 2000-08-30 2003-09-16 Sdgi Holdings, Inc. Intervertebral disc nucleus implants and methods
US20020026244A1 (en) * 2000-08-30 2002-02-28 Trieu Hai H. Intervertebral disc nucleus implants and methods
US7204851B2 (en) * 2000-08-30 2007-04-17 Sdgi Holdings, Inc. Method and apparatus for delivering an intervertebral disc implant
CA2549320A1 (en) 2000-08-30 2002-03-07 Sdgi Holdings, Inc. Intervertebral disc nucleus implants and methods
US6878384B2 (en) 2001-03-13 2005-04-12 Microvention, Inc. Hydrogels that undergo volumetric expansion in response to changes in their environment and their methods of manufacture and use
KR100444944B1 (ko) * 2001-05-24 2004-08-18 선바이오(주) 생체 접착제용 폴리에틸렌글리콜 수화젤
EP1416888A4 (en) * 2001-07-16 2007-04-25 Depuy Products Inc DEVICE AND METHOD FOR REGENERATING THE MENISCUS
US8025896B2 (en) * 2001-07-16 2011-09-27 Depuy Products, Inc. Porous extracellular matrix scaffold and method
AU2002316694B2 (en) 2001-07-16 2007-09-06 Depuy Products, Inc. Hybrid biologic/synthetic porous extracellular matrix scaffolds
JP4302515B2 (ja) * 2001-07-16 2009-07-29 デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド 単体型外科装置および方法
US8012205B2 (en) * 2001-07-16 2011-09-06 Depuy Products, Inc. Cartilage repair and regeneration device
JP4197158B2 (ja) * 2001-07-16 2008-12-17 デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド 天然に発生する生物学的に誘導されている材料による装置
US7819918B2 (en) * 2001-07-16 2010-10-26 Depuy Products, Inc. Implantable tissue repair device
US7201917B2 (en) 2001-07-16 2007-04-10 Depuy Products, Inc. Porous delivery scaffold and method
US20040047843A1 (en) * 2002-02-12 2004-03-11 Uab Research Foundation Method for spinal cord reconnection
AU2003216379A1 (en) * 2002-02-22 2003-09-09 Control Delivery Systems, Inc. Method for treating otic disorders
JP2005526879A (ja) * 2002-03-11 2005-09-08 ファースト ウォーター リミテッド 吸収性ハイドロゲル
IL163941A0 (en) * 2002-04-10 2005-12-18 Obschestvo S Ogranichennoy Otv Polyfunctional biocompatible hydrogel and method for the production thereof
US20040166169A1 (en) * 2002-07-15 2004-08-26 Prasanna Malaviya Porous extracellular matrix scaffold and method
US20060034807A1 (en) * 2002-08-09 2006-02-16 Ottawa Health Research Institute Innervated artificial tissues and uses thereof
US7569222B2 (en) * 2002-11-18 2009-08-04 Woerly Stephane Hydrogel membrane composition and use thereof
US20040161444A1 (en) * 2002-12-18 2004-08-19 The Regents Of The University Of California Biocompatible hydrogel bone-like composites
WO2004071336A2 (en) * 2003-02-06 2004-08-26 The General Hospital Corporation D/B/A Massachusetts General Hospital Hydrophilic fibrous capsule resistant prosthetic device
US7785769B2 (en) * 2003-07-25 2010-08-31 The United States of America as reprsented by the Secretary of the Navy Immobilization of oligonucleotides and proteins in sugar-containing hydrogels
WO2005077304A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-25 Georgia Tech Research Corporation Load bearing biocompatible device
WO2005077013A2 (en) * 2004-02-06 2005-08-25 Georgia Tech Research Corporation Surface directed cellular attachment
US20050249772A1 (en) * 2004-05-04 2005-11-10 Prasanna Malaviya Hybrid biologic-synthetic bioabsorbable scaffolds
US7569233B2 (en) * 2004-05-04 2009-08-04 Depuy Products, Inc. Hybrid biologic-synthetic bioabsorbable scaffolds
US20050278025A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-15 Salumedica Llc Meniscus prosthesis
US7303074B2 (en) * 2004-09-22 2007-12-04 Dombrowski Trudy M Foldable organizer device
US20070142326A1 (en) * 2004-09-30 2007-06-21 Youe-Kong Shue Treatment of a condition in a mammal with administration of aminosugar and uses thereof
US20060089719A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-27 Trieu Hai H In situ formation of intervertebral disc implants
US7313829B1 (en) * 2004-10-29 2008-01-01 Payload Systems, Inc. Sealing device for body suit and sealing method using hydrogels
US7513866B2 (en) * 2004-10-29 2009-04-07 Depuy Products, Inc. Intestine processing device and associated method
US7354627B2 (en) * 2004-12-22 2008-04-08 Depuy Products, Inc. Method for organizing the assembly of collagen fibers and compositions formed therefrom
KR20080036217A (ko) * 2005-08-26 2008-04-25 신세스 게엠바하 수핵용 수화겔 풍선 보철물
WO2007043973A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Dso National Laboratories Method of enhancing a fluorescent signal
US8067237B2 (en) 2005-12-13 2011-11-29 President And Fellows Of Harvard College Scaffolds for cell transplantation
BRPI0711784B8 (pt) 2006-06-15 2021-06-22 Microvention Inc dispositivo de embolização construído de polímero expansível e seu método de preparação
US8066750B2 (en) 2006-10-06 2011-11-29 Warsaw Orthopedic, Inc Port structures for non-rigid bone plates
US7871440B2 (en) * 2006-12-11 2011-01-18 Depuy Products, Inc. Unitary surgical device and method
EP2149581A4 (en) * 2007-04-20 2010-04-14 Uchrezhdenie Rossiiskoi Akadem MONOMER AND COMPOSITION FOR PREPARING A LOW-PROPER HYDROGEL AND / OR A HYDROGEL WITH A LOW CROSS-LINKING CONTENT, HYDROGEL, AND BIOCHIP BASED THEREFROM
WO2008130068A1 (en) * 2007-04-23 2008-10-30 Modern Cell & Tissue Technologies Inc. Method for preparing a porous polymer scaffold using dry ice
US8067028B2 (en) * 2007-08-13 2011-11-29 Confluent Surgical Inc. Drug delivery device
WO2009086208A2 (en) 2007-12-21 2009-07-09 Microvention, Inc. Hydrogel filaments for biomedical uses
WO2009102465A2 (en) 2008-02-13 2009-08-20 President And Fellows Of Harvard College Continuous cell programming devices
WO2009108760A2 (en) 2008-02-26 2009-09-03 Board Of Regents, The University Of Texas System Dendritic macroporous hydrogels prepared by crystal templating
US8586086B2 (en) 2008-05-29 2013-11-19 Politecnico Di Milano Hydrogel capable of containing and conveying cells
WO2010062734A1 (en) * 2008-11-03 2010-06-03 University Of Maryland, Baltimore Blood coagulation inducing polymer hydrogel
FR2942408B1 (fr) 2009-02-24 2012-01-27 Stephane Woerly Hydrogel heterogene hybride et son utilisation therapeutique
US10639396B2 (en) 2015-06-11 2020-05-05 Microvention, Inc. Polymers
FR2945293B1 (fr) * 2009-05-11 2011-06-17 Teoxane Procede de preparation d'un gel reticule.
BR112012009287A2 (pt) 2009-10-26 2017-06-06 Microvention Inc dispositivo de embolização feito de polímero expansível
AU2011311904B2 (en) 2010-10-06 2016-02-25 President And Fellows Of Harvard College Injectable, pore-forming hydrogels for materials-based cell therapies
US9095558B2 (en) 2010-10-08 2015-08-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Anti-adhesive barrier membrane using alginate and hyaluronic acid for biomedical applications
WO2012048283A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Board Of Regents, The University Of Texas System One-step processing of hydrogels for mechanically robust and chemically desired features
US11291483B2 (en) 2010-10-20 2022-04-05 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants
US20120101593A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 BIOS2 Medical, Inc. Implantable polymer for bone and vascular lesions
US11058796B2 (en) 2010-10-20 2021-07-13 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants, and novel composite structures which may be used for medical and non-medical applications
WO2015095745A1 (en) 2010-10-20 2015-06-25 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants, and novel composite structures which may be used for medical and non-medical applications
US11484627B2 (en) 2010-10-20 2022-11-01 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants, and novel composite structures which may be used for medical and non-medical applications
US11207109B2 (en) 2010-10-20 2021-12-28 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants, and novel composite structures which may be used for medical and non-medical applications
US9320601B2 (en) 2011-10-20 2016-04-26 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants
US10525169B2 (en) 2010-10-20 2020-01-07 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants, and novel composite structures which may be used for medical and non-medical applications
WO2012145431A2 (en) 2011-04-18 2012-10-26 Microvention, Inc. Embolic devices
ES2878089T3 (es) * 2011-04-28 2021-11-18 Harvard College Armazones tridimensionales macroscópicos preformados inyectables para administración mínimamente invasiva
US9675561B2 (en) 2011-04-28 2017-06-13 President And Fellows Of Harvard College Injectable cryogel vaccine devices and methods of use thereof
US9155543B2 (en) 2011-05-26 2015-10-13 Cartiva, Inc. Tapered joint implant and related tools
EP2714073B1 (en) 2011-06-03 2021-03-10 President and Fellows of Harvard College In situ antigen-generating cancer vaccine
RU2521194C2 (ru) * 2011-11-16 2014-06-27 Общество с ограниченной ответственностью предприятие "Репер" Матрица для клеточной трансплантологии
CN102600067B (zh) * 2012-04-10 2013-08-21 武汉大学 含氨基葡萄糖单元的糖肽水凝胶的制备方法及其在制备术后疤痕抑制剂上的应用
DK2838515T3 (da) 2012-04-16 2020-02-24 Harvard College Mesoporøse siliciumdioxidsammensætninger til modulering af immunresponser
DE102012019984A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. Verfahren zur Herstellung von porösen Gelen mit inkorporierten katalytisch oder biologisch aktiven Materialien sowie damit hergestellte Gele und deren Verwendung
US11565027B2 (en) 2012-12-11 2023-01-31 Board Of Regents, The University Of Texas System Hydrogel membrane for adhesion prevention
US10010609B2 (en) 2013-05-23 2018-07-03 206 Ortho, Inc. Method and apparatus for treating bone fractures, and/or for fortifying and/or augmenting bone, including the provision and use of composite implants
CN110433326A (zh) 2014-04-29 2019-11-12 微仙美国有限公司 包含活性剂的聚合物
US10682400B2 (en) 2014-04-30 2020-06-16 President And Fellows Of Harvard College Combination vaccine devices and methods of killing cancer cells
US9840553B2 (en) 2014-06-28 2017-12-12 Kodiak Sciences Inc. Dual PDGF/VEGF antagonists
US9947242B2 (en) 2014-07-22 2018-04-17 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Method for producing anatomical phantoms with constituents having variable densities
CA2958155A1 (en) 2014-08-14 2016-02-18 The Secant Group, Llc Composition, methods and devices useful for manufacturing of implantable articles
EP3250250A4 (en) 2015-01-30 2019-05-22 President and Fellows of Harvard College PERITUMORAL AND INTRATUMORAL MATERIALS FOR CANCER THERAPY
AU2016243659B2 (en) 2015-03-31 2020-04-23 Cartiva, Inc. Hydrogel implants with porous materials and methods
CA2981064C (en) 2015-03-31 2024-01-02 Cartiva, Inc. Carpometacarpal (cmc) implants and methods
JP7094533B2 (ja) 2015-04-10 2022-07-04 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ 免疫細胞捕捉デバイスおよびその製造および使用方法
AU2016248062B2 (en) 2015-04-14 2020-01-23 Cartiva, Inc. Tooling for creating tapered opening in tissue and related methods
RU2594427C1 (ru) * 2015-06-10 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Композиция для формирования макропористого носителя, используемого при трехмерном культивировании клеток животных или человека, и способ получения указанного носителя
IL260323B1 (en) 2015-12-30 2024-09-01 Kodiak Sciences Inc Antibodies and their conjugates
DE102016000458A1 (de) * 2016-01-12 2017-07-27 Friedrich-Schiller-Universität Jena Poröse Glycopolymer-funktionalisierte Cryogele und deren Verwendung
CN115531609A (zh) 2016-02-06 2022-12-30 哈佛学院校长同事会 重塑造血巢以重建免疫
EP3484448A4 (en) 2016-07-13 2020-04-01 President and Fellows of Harvard College MIMETIC SCAFFOLDS OF CELLS HAVING ANTIGEN AND METHODS OF PREPARING AND USING THEM
WO2018165327A1 (en) 2017-03-08 2018-09-13 Alafair Biosciences, Inc. Hydrogel medium for the storage and preservation of tissue
CN107096065B (zh) * 2017-04-05 2019-11-15 浙江大学 含多聚唾液酸复合纳米纤维膜及制备方法和应用
CN108187137A (zh) * 2018-02-27 2018-06-22 崔友军 一种可生物降解神经修复支架的制备方法
US12071476B2 (en) 2018-03-02 2024-08-27 Kodiak Sciences Inc. IL-6 antibodies and fusion constructs and conjugates thereof
PL241064B1 (pl) 2018-10-01 2022-08-01 Dolniak Blazej Sposób wytwarzania lepko-sprężystego żelu uzupełniającego maź stawową i lepko-sprężysty żel uzupełniający maź stawową
US11912784B2 (en) 2019-10-10 2024-02-27 Kodiak Sciences Inc. Methods of treating an eye disorder
EP4084802A4 (en) * 2020-01-03 2024-03-13 Repertoire Immune Medicines, Inc. COMPOSITIONS OF HYDROGELS AND METHODS OF USE THEREOF
FR3108260B1 (fr) * 2020-03-17 2024-01-05 Neurobiomat Hydrogel hétérogène hybride, procédé de fabrication et utilisation comme implant de comblement non-dégradable in-situ
CN113599566B (zh) * 2021-08-30 2022-10-25 重庆市沙坪坝区中智医谷研究院 一种疏水性高分子止血修复材料、其制备方法及应用
CN113729654B (zh) * 2021-09-14 2023-03-28 华中科技大学 术后皮瓣与重建肢体血流状态检测表皮贴附式传感系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8418772D0 (en) * 1984-07-24 1984-08-30 Geistlich Soehne Ag Chemical substances
GB8422950D0 (en) * 1984-09-11 1984-10-17 Warne K J Hydrogel
US4902295A (en) * 1985-08-26 1990-02-20 Hana Biologics, Inc. Transplantable artificial tissue

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000503884A (ja) 2000-04-04
SK79698A3 (en) 1999-01-11
IL124894A (en) 2004-06-20
NZ330664A (en) 1999-10-28
AU744666B2 (en) 2002-02-28
DE69731959D1 (de) 2005-01-20
HUP9902027A2 (hu) 1999-10-28
CA2240721A1 (en) 1998-04-23
AU4612697A (en) 1998-05-11
US5863551A (en) 1999-01-26
IL124894A0 (en) 1999-01-26
JP3542810B2 (ja) 2004-07-14
CN1211194A (zh) 1999-03-17
RU2198686C2 (ru) 2003-02-20
EP0929323B1 (en) 2004-12-15
CA2240721C (en) 2007-01-09
BR9706835A (pt) 1999-12-28
KR19990072185A (ko) 1999-09-27
ATE284717T1 (de) 2005-01-15
HUP9902027A3 (en) 2001-04-28
DE69731959T2 (de) 2006-04-13
WO1998016266A1 (en) 1998-04-23
KR100377520B1 (ko) 2003-06-09
EP0929323A1 (en) 1999-07-21
PL327454A1 (en) 1998-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU744666B2 (en) Implantable acrylamide copolymer hydrogel for therapeutic uses
US7601525B2 (en) Alginate gel scaffold having a plurality of continuous parallel microtubular copper capillaries
Woerly et al. Neural tissue engineering: from polymer to biohybrid organs
EP0772466B1 (en) Compositions and methods for a bioartificial extracellular matrix
EP0707498B1 (en) Implantable prosthesis, kit and device for manufacturing the same
Griffith et al. Regenerative approaches as alternatives to donor allografting for restoration of corneal function
JP2019510753A (ja) マイクロrna遺伝子を介した新規な組織工学的な神経構築及びその神経欠陥修復における使用
JP2004535836A (ja) 架橋ヒアルロン酸−ラミニンゲル並びに細胞培養及び医療用移植組織におけるその使用
Woerly et al. Cultured rat neuronal and glial cells entrapped within hydrogel polymer matrices: a potential tool for neural tissue replacement
Sipehia et al. Enhanced attachment and growth of human endothelial cells derived from umbilical veins on ammonia plasma modified surfaces of PTFE and ePTFE synthetic vascular graft biomaterials
Giannetti et al. Acrylic hydrogel implants after spinal cord lesion in the adult rat
WO2003026489A2 (en) Biopolymer and biopolymer-cell compositions for nerve tissue repair
KR102194155B1 (ko) 온도 감응성 폴리머가 접합된 홍합 접착 단백질을 포함하는 온도 감응성 생체 소재
JPH1147258A (ja) ゼラチンとコラーゲンとを含有する医用基材
KR101909328B1 (ko) 조직 재생 컨스트럭트 및 조직 재생 컨스트럭트의 제조 방법
JP2003126236A (ja) 損傷された眼球組織の再生のための生分解性高分子から製造された多孔性支持体
Woerly et al. Synthetic polymer matrices for neural cell transplantation
RU2521194C2 (ru) Матрица для клеточной трансплантологии
Thanos et al. On the use of hydrogels in cell encapsulation and tissue engineering systems
MXPA98004836A (es) Hidrogel de copolimero de acrilamida implantablepara usos terapeuticos
KR100231279B1 (ko) 치주조직을 복원하기 위한 골아세포 이식용 조직성장인자를 함유한 생분해성 폴리사카라이드 스폰지제제
Stevanovic et al. Biomaterials and scaffolds for cell replacement therapy
KR20030006787A (ko) 트리칼슘포스페이트를 함유한 골대체제용 키토산 비드
Stopek et al. Opportunities for axon repair in the CNS: use of microglia and biopolymer compositions
No BERNICE WRIGHT* AND CHE J. CONNON

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic