DE19511126A1 - Substrate cell layers, e.g. for transplantation - Google Patents

Substrate cell layers, e.g. for transplantation

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DE19511126A1 DE1995111126 DE19511126A DE19511126A1 DE 19511126 A1 DE19511126 A1 DE 19511126A1 DE 1995111126 DE1995111126 DE 1995111126 DE 19511126 A DE19511126 A DE 19511126A DE 19511126 A1 DE19511126 A1 DE 19511126A1
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Abstract

Substrate cell layers contg. new collagen-contg. or gel-like carrier or amnion or a cellular dermis as substrate and a layer of cultured cells are new. Also claimed is a transport system for cell layers consisting of a non-breakable external housing and an inner space which contains loose intermediate floors for storage of the cell layers (which are fixed by stamping) and, in addn. to nutrient medium, a heating source for temp. regulation and a controllable CO2 inlet.

Description

Die Erfindung betrifft gezüchtete Zellschichten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ein Transportsystem für Zellschichten, wie Haut-Transplantationsgewebe, die unter definierten Bedingungen vom Gewinnungs- zum Einsatzort gelangen müssen.The invention relates to cultured cell layers, processes for their production and a Transport system for cell layers, such as skin graft tissue, under defined conditions must come from the extraction to the place of use.

Seitdem Bell und Mitarbeiter partiell in vitro rekonstruierte Gewebe der Lederhaut gewonnen hatten (Bell et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 76 (1979) 1274), sind die Verfahren zur Gewinnung von Hautgewebe ständig weiterentwickelt worden. Zuerst hatten Green und Mitarbeiter auch die Züchtung von Keratinocyten über einen längeren Zeitraum beschrieben (Green, H. et al., Proc. Natl. Acad.Sci. 76 (1979) 5665): Die Epidermisschicht entwickelte sich unter Bildung eines drei bis fünf Zellen dicken Gewebes sehr schnell. Diese Gewebe, bei Patienten transplantiert, differenzierten sich in situ weiter. Patienten mit schweren Verbrennungen konnten mit diesem Verfahren gerettet werden (G. Gallico et al., New England J. Med., 311 (1984) 448). Mit dem Green-Verfahren (US-(PS-Patentschrift) 4456687) kann aus einer Biopsie von 2 cm² innerhalb von drei Wochen ein Quadratmeter Epidermis gewonnen werden.Since then, Bell and co-workers have partially reconstructed dermis tissues in vitro (Bell et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 76 (1979) 1274) are the methods for the extraction of skin tissue have been continuously developed. First had green and co-workers also grew keratinocytes over an extended period of time (Green, H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 76 (1979) 5665): Die Epidermal layer developed to form a three to five cell thick Fabric very quickly. These tissues, transplanted in patients, differentiated continue in situ. Patients with severe burns could use this procedure be saved (G. Gallico et al., New England J. Med., 311 (1984) 448). With the Green method (US (PS patent) 4456687) can be obtained from a biopsy of 2 cm² a square meter of epidermis can be obtained within three weeks.

Die Herstellung des Gewebes und sein Transport zum Einsatzort ist mit einer Reihe technischer Probleme verbunden. Einen besonderen Raum nehmen dabei die Trägermaterialien ein, die einen Transport des Gewebes und die Transplantation auf den Patienten ermöglichen müssen. Deshalb sind vielfältige Trägermaterialien vorgeschlagen worden, auf biologischer und auf synthetischer Grundlage. Gemäß DD 2 97 678 wird ein biologisches Trägermaterial beschrieben, das aus einer Mischung von Plasmaproteinkonzentrat und Calciumthrombin besteht. Andere Vorschläge bestehen in der Verwendung von Bindegewebszellen (DE 38 29 183), Mischtransplanten aus Eigenhaut und Leichenhaut (DE 35392709), Kadaver-Allotransplantaten, Xeno­ transplantaten von Schweinehaut, künstlicher Haut, Kollagenen oder Kunststoffen, wie thermoplastischen Copolyestern (DE 26 51 685, 37 16 907, 37 11 699, 41 27 570; WO 92 10 6179, 91 116 010; US 52 82 859, 51 47 401, 48 88 291, 48 83 487, 46 42 118).The production of the fabric and its transport to the place of use is with a number technical problems. They take up a special space Carrier materials that are used to transport tissue and transplant must enable the patient. That is why there are diverse carrier materials have been proposed on a biological and synthetic basis. According to DD 2 97 678 describes a biological carrier material which consists of a mixture of Plasma protein concentrate and calcium thrombin exist. Other suggestions are in the use of connective tissue cells (DE 38 29 183), mixed transplants Own skin and corpse skin (DE 35392709), carcass allografts, Xeno grafts of pig skin, artificial skin, collagens or plastics, such as thermoplastic copolyesters (DE 26 51 685, 37 16 907, 37 11 699, 41 27 570; WO 92 10 6179, 91 116 010; US 52 82 859, 51 47 401, 48 88 291, 48 83 487, 46 42 118).

Der Lebend-Lagerfähigkeit und der Aufrechterhaltung der koloniebildenden Effektivität von Epithelzellschichten widmet sich die EP 507849 (US 5100676, WO 91/11100, DE 69100748). Darin wird die Aufbewahrung der Zellschicht (z. B. Keratinocyten) in einem physiologisch verträglichen Medium, das Aufbringen der kohäsiven Schicht auf ein nicht anhaftendes Substrat, die Verpackung als Verband für Hautwunden und die Aufbewahrung als Kühlpackung für einen Zeitraum bis zu 26 Stunden beschrieben.Live shelf life and maintenance of colony-forming effectiveness EP 507849 (US 5100676, WO 91/11100, DE. is devoted to epithelial cell layers 69100748). This includes the storage of the cell layer (e.g. keratinocytes) in one  physiologically acceptable medium, the application of the cohesive layer on a non adhesive substrate, the packaging as a dressing for skin wounds and the Storage as a cool pack for a period of up to 26 hours is described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Zellschichten und ein Transportsystem für Zellschichten zu entwickeln. Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß biologische und/oder nichtbiologische Trägermaterialien als nicht anhaftende Substrate zur Bildung von Zellschichten eingesetzt werden, insbesondere neue kollagenhaltige oder gelartige Träger sowie Amnion oder azelluläre Dermis. Auf diese Träger werden die zur Schichtbildung vorgesehenen Zellen gebracht und in einem Nährmedium gezüchtet. Als Zelltypen finden erfindungsgemäß Epithelzellen (Keratinozyten), Knorpelzellen (Chondrozyten), Fibroblasten, Endothelzellen oder tierische Zellen Anwendung. Geeignete Nährmedien sind vor allem solche Kulturlösungen, die Aminosäuren, Fettsäuren, Puffersalze, Spurenelemente und Vitamine enthalten, ebenso bekannte Nährmedien, wie MEM oder Ham F 12, aber auch das Zellkulturmedium MCDB 153.The invention has for its object new cell layers and a transport system to develop for cell layers. The problem was solved in that biological and / or non-biological carrier materials as non-adherent substrates for the formation of Cell layers are used, especially new collagen-containing or gel-like Carrier as well as amnion or acellular dermis. On these carriers are the Stratification cells are brought and grown in a nutrient medium. As According to the invention, cell types find epithelial cells (keratinocytes), cartilage cells (Chondrocytes), fibroblasts, endothelial cells or animal cells application. Suitable nutrient media are above all those culture solutions, the amino acids, Contain fatty acids, buffer salts, trace elements and vitamins, also known ones Culture media such as MEM or Ham F 12, but also the cell culture medium MCDB 153.

Die Aufgabe, ein Transportsystem für Zellschichten zu entwickeln, wurde durch einen Transportbehälter gelöst, der aus einer bruchsicheren Außenverkleidung und einem Innenraum besteht, der lose Zwischenböden zur Lagerung der Zellschichten enthält - wobei die Zwischenböden durch Stempel fixiert werden - und der - neben dem Nährmedium - Heizquellen zur Temperaturregelung und eine steuerbare CO₂-Zufuhr enthält. Die Außenverkleidung besteht vorzugsweise aus Edelmetall, die Isolierung des Behälters aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polystyrol. Als Heizquellen sind Batterien bzw. aufladbare Akkumulatoren vorgesehen. Dieses Transportsystem, eine Kombination aus bekannten und aus neuen Teilen, eignet sich für bekannte wie für die erfindungsgemäßen Zellschichten, die aus einer Substrat-Zellschicht-Einheit bestehen wobei als Substrat neue kollagenhaltige oder gelartige Träger sowie Amnion oder azelluläre Dermis und als zur Schichtbildung vorgesehene Zelltypen Epithelzellen (Keratinozyten), Knorpelzellen (Chondrozyten), Fibroblasten, Endothelzellen oder tierische Zellen Anwendung finden. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die mit dem erfindungsgemäßen Transportsystem möglichen Transportbedingungen ein Anwachsen der Zellschichten garantieren und die Koloniebildung der Zellen in vivo auf der Wunde weder behindern noch beeinträchtigen. Sie ermöglichen lange Transportzeiten und das Einhalten der gewünschten Innentemperatur von 5 bis 40°C und für z. B. Epithelzellen aus Keratinozyten von 20 bis 37°C. Das Transportsystem ist zum Transport biologischer Materialien, die lebende Zellen enthalten, geeignet - z. B. patienteneigenen Materials für autogene, von Fremdmaterialien für allogene Transplan­ tationen wie auch xenogener Materialien.The task of developing a transport system for cell layers was met by a Transport container solved, which consists of a shatterproof outer panel and a Interior consists of loose shelves for storing the cell layers - whereby the intermediate floors are fixed by stamps - and the - next to the Culture medium - heating sources for temperature control and a controllable CO₂ supply contains. The outer lining is preferably made of precious metal, the insulation of the Container made of plastic, preferably made of polystyrene. Batteries are the heat sources or rechargeable batteries are provided. This transport system, a combination from known and from new parts, is suitable for known as for the cell layers according to the invention, which consist of a substrate-cell layer unit where as a substrate new collagen or gel-like carriers and amnion or acellular dermis and epithelial cells as cell types intended for layer formation (Keratinocytes), cartilage cells (chondrocytes), fibroblasts, endothelial cells or animal cells find application. Surprisingly, it turned out that the possible transport conditions with the transport system according to the invention guarantee growth of the cell layers and colony formation of the cells in vivo do not interfere with or affect the wound. They allow for a long time Transport times and compliance with the desired internal temperature from 5 to 40 ° C and for z. B. epithelial cells from keratinocytes from 20 to 37 ° C. The transport system is suitable for transporting biological materials containing living cells - e.g. B.  patient's own material for autogenous, foreign material for allogeneic transplan as well as xenogenic materials.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with the aid of exemplary embodiments.

AusführungsbeispieleEmbodiments Beispiel 1: ZellschichtenExample 1: Cell layers

Allgemeine Vorschrift. Auf ein Substrat in einem Nährmedium wird unter üblichen Bedingungen ein die spätere Zellschicht bildender Zelltyp gesät, kultiviert und durch Vermehrung zur Substrat-Zell­ schicht gebracht.General rule. Under normal conditions, a substrate in a nutrient medium becomes the later one Cell layer-forming cell type sown, cultivated and by multiplication to the substrate cell brought shift.

Beispiel 1aExample 1a

Gem. Beispiel 1 wird das kollagenhaltige Trägermaterial Opragen mit Keratinozyten zu einer Opragen-Keratinozyten-Zellschicht gezüchtet.According to Example 1, the collagen-containing carrier material Opragen with keratinocytes an Opragen keratinocyte cell layer.

Beispiel 1bExample 1b

Gem. Beispiel 1a wird eine Amnion-Keratinozyten-Zellschicht gebildet.According to Example 1a, an amniotic keratinocyte cell layer is formed.

Beispiel 1cExample 1c

Gem. Beispiel 1a wird aus einer azellulären Dermis als Substrat eine Azellulärdermis-Ke­ ratinozyten-Zellschicht gebildet.According to Example 1a, an acellular dermis nucleus is transformed from an acellular dermis as a substrate Ratinocyte cell layer formed.

Beispiele 1 ff.Examples 1 ff.

gem. Beispiel 1 bis 1c werden gebildet:
Opragen-Chondrozyten-Zellschicht
Opragen-Fibroblasten-Zellschicht
Opragen-Endothel-Zellschicht
Amnion-Chondrozyten-Zellschicht
Amnion-Fibroblasten-Zellschicht
Amnion-Endothel-Zellschicht
Azellulärdermis-Chondrozyten-Zellschicht
Azellulärdermis-Fibrobasten-Zellschicht
Azellulärdermis-Endothel-Zellschicht
Gel-Keratinozyten-Zellschicht
Gel-Chondrozyten-Zellschicht
Gel-Fibroblasten-Zellschicht
Gel-Endothel-Zellschicht
Tierzell-Keratinozyten-Zellschicht
Tierzell-Cho ndrozyten-Zellschicht
Tierzell-Fibroblasten-Zellschicht
Tierzell-Endothel-Zellschicht.
acc. Examples 1 to 1c are formed:
Opragen chondrocyte cell layer
Opragen fibroblast cell layer
Opragen endothelial cell layer
Amnion chondrocyte cell layer
Amnion fibroblast cell layer
Amnion endothelial cell layer
Azellular dermis chondrocyte cell layer
Acellular dermis fibroblast cell layer
Azellular dermis endothelial cell layer
Gel keratinocyte cell layer
Gel chondrocyte cell layer
Gel fibroblast cell layer
Gel endothelial cell layer
Animal cell keratinocyte cell layer
Animal cell chondrocyte cell layer
Animal cell fibroblast cell layer
Animal cell endothelial cell layer.

Beispiel 2: TransportbehälterExample 2: Transport container

Fig. 1 Fig. 1

BezugszeichenlisteReference list

1 Außenverkleidung
2 Zwischenböden
3 Stempel
4 CO₂-Zufuhr
5 Heizquellen
1 outer panel
2 shelves
3 stamps
4 CO₂ supply
5 heating sources

Der Transportbehälter besteht aus einer bruchsicheren Außenverkleidung und einem Innenraum, der lose Zwischenböden zur Lagerung der Zellschichten enthält - die durch Stempel fixiert werden - und der - neben dem Nährmedium - Heizquellen zur Temperaturregelung und eine steuerbare CO₂-Zufuhr enthält. Die Außenverkleidung besteht vorzugsweise aus Edelmetall, die Isolierung des Behälters aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polystyrol. Als Heizquellen sind Batterien bzw. aufladbare Akkumulatoren vorgesehen.The transport container consists of an unbreakable outer casing and a Interior that contains loose shelves for storing the cell layers - through Stamps are fixed - and - in addition to the nutrient medium - heating sources for Contains temperature control and a controllable CO₂ supply. The outer cladding consists preferably of precious metal, the insulation of the container from plastic, preferably made of polystyrene. Batteries or rechargeable batteries are suitable as heating sources Accumulators provided.

Dieses Transportsystem, eine Kombination aus bekannten und aus neuen Teilen, eignet sich für bekannte wie für die erfindungsgemäßen Zellschichten, die aus einer Substrat-Zell­ schicht-Einheit bestehen, wobei als Substrat neue kollagenhaltige oder gelartige Träger sowie Amnion oder azelluläre Dermis und als zur Schichtbildung vorgesehene Zelltypen Epithelzellen (Keratinozyten), Knorpelzellen (Chondrozyten), Fibroblasten Endothelzellen oder tierische Zellen Anwendung finden.This transport system, a combination of known and new parts, is suitable are known as for the cell layers according to the invention, which consist of a substrate cell  Layer unit consist, with new collagen-containing or gel-like as substrate Carrier and amnion or acellular dermis and as intended for layer formation Cell types epithelial cells (keratinocytes), cartilage cells (chondrocytes), fibroblasts Endothelial cells or animal cells are used.

Die Transportbedingungen garantieren ein Anwachsen der Zellschichten und die Koloniebildung der Zellen in vivo auf der Wunde. Sie ermöglichen lange Transportzeiten und das Einhalten der gewünschten Innentemperatur von 5 bis 40°C und für z. B. Epithelzellen aus Keratinozyten von 20 bis 37°C. Das Transportsystem ist zum Transport biologischer Materialien, die lebende Zellen enthalten, geeignet - z. B. patienteneigenen Materials für autogene, von Fremdmaterialien für allogene Transplantationen wie auch xenogener Materialien.The transport conditions guarantee growth of the cell layers and the Colony formation of the cells in vivo on the wound. They enable long transport times and compliance with the desired internal temperature of 5 to 40 ° C and for z. B. Epithelial cells from keratinocytes at 20 to 37 ° C. The transport system is for Transport of biological materials containing living cells is suitable - e.g. B. patient's own material for autogenous, foreign material for allogeneic Transplants as well as xenogenic materials.

Claims (27)

1. Substrat-Zellschichten, enthaltend neue kollagenhaltige oder gelartige Träger sowie Amnion oder azelluläre Dermis als Substrat und eine Schicht aus gezüchteten Zellen.1. substrate cell layers containing new collagen-containing or gel-like carriers as well Amnion or acellular dermis as a substrate and a layer of cultured cells. 2. Substrat-Zellschichten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die zur Schichtbildung vorgesehenen Zelltypen Epithelzellen (Keratinozyten), Knorpelzellen (Chondrozyten), Fibroblasten, Endothelzellen oder tierische Zellen enthalten.2. substrate cell layers according to claim 1, characterized in that they for Layer formation provided cell types epithelial cells (keratinocytes), cartilage cells (Chondrocytes), fibroblasts, endothelial cells or animal cells. 3. Opragen-Keratinozyten-Zellschicht.3. Opragen keratinocyte cell layer. 4. Amnion-Keratinozyten-Zellschicht.4. Amnion keratinocyte cell layer. 5. Azellulärdermis-Keratinozyten-Zellschicht.5. Azellular dermis keratinocyte cell layer. 6. Opragen-Chondrozyten-Zellschicht.6. Opragen chondrocyte cell layer. 7. Opragen-Fibroblasten-Zellschicht.7. Opragen fibroblast cell layer. 8. Opragen-Endothel-Zellschicht.8. Opragen endothelial cell layer. 9. Amnion-Chondrozyten-Zellschicht.9. Amnion chondrocyte cell layer. 10. Amnion-Fibroblasten-Zellschicht.10. Amnion fibroblast cell layer. 11. Amnion-Endothel-Zellschicht.11. Amnion endothelial cell layer. 12. Azellulärdermis-Chondrozyten-Zellschicht.12. Azellular dermis chondrocyte cell layer. 13. Azellulärdermis-Fibrobasten-Zellschicht.13. Acellular dermis fibroblast cell layer. 14. Azellulärdermis-Endothel-Zellschicht.14. Azellular dermis endothelial cell layer. 15. Gel-Keratinozyten-Zellschicht.15. Gel keratinocyte cell layer. 16. Gel-Chondrozyten-Zellschicht.16. Gel chondrocyte cell layer. 17. Gel-Fibroblasten-Zellschicht.17. Gel fibroblast cell layer. 18. Gel-Endothel-Zellschicht.18. Gel endothelial cell layer. 19. Tierzell-Keratinozyten-Zellschicht.19. Animal cell keratinocyte cell layer. 20. Tierzell-Chondrozyten-Zellschicht.20. Animal cell chondrocyte cell layer. 21. Tierzell-Fibroblasten-Zellschicht.21. Animal cell fibroblast cell layer. 22. Tierzell-Endothel-Zellschicht.22. Animal cell endothelial cell layer. 23. Verfahren zur Herstellung von Substrat-Zellschichten, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Substrat in einem Nährmedium unter üblichen Bedingungen ein die spätere Zellschicht bildender Zelltyp gebracht, kultiviert und durch Vermehrung zur Substrat-Zell­ schicht gebracht wird.23. A method for producing substrate cell layers, characterized in that on a substrate in a nutrient medium under normal conditions the later Cell type forming cell layer brought, cultivated and by multiplication to the substrate cell layer is brought. 24. Verfahren zur Herstellung von Substrat-Zellschichten nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrate neue kollagenhaltige oder gelartige Träger sowie Amnion oder azelluläre Dermis eingesetzt, auf diese Träger die zur Schichtbildung vorgesehenen Zellen gebracht und in einem Nährmedium gezüchtet werden.24. A method for producing substrate cell layers according to claim 23, characterized characterized in that new collagenous or gel-like carriers as well as  Amnion or acellular dermis is used on these carriers to form layers provided cells and grown in a nutrient medium. 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Zelltypen Epithelzellen (Keratinozyten), Knorpelzellen (Chondrozyten), Fibroblasten Endothelzellen oder tierische Zellen Anwendung finden.25. The method according to claim 23, characterized in that as cell types Epithelial cells (keratinocytes), cartilage cells (chondrocytes), fibroblasts Endothelial cells or animal cells are used. 26. Transportsystem für Zellschichten, bestehend aus einer bruchsicheren Außenverkleidung und einem Innenraum, der lose Zwischenböden zur Lagerung der Zellschichten enthält - die durch Stempel fixiert werden - und der, neben dem Nährmedium, Heizquellen zur Temperaturregelung und eine steuerbare CO₂-Zufuhr enthält.26. Transport system for cell layers, consisting of a shatterproof Exterior cladding and an interior that has loose shelves for storing the Contains cell layers - which are fixed by stamps - and the, next to the Culture medium, heating sources for temperature control and a controllable CO₂ supply contains. 27. Transportsystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß es - als Kombination bekannter und neuer Teile - eine Außenverkleidung enthält, die vorzugsweise aus Edelmetall besteht und die Isolierung des Behälters aus Kunststoff vorzugsweise aus Polystyrol und als Heizquellen Batterien bzw. aufladbare Akkumulatoren vorgesehen sind.27. Transport system according to claim 26, characterized in that it - as Combination of known and new parts - an outer panel that contains preferably consists of precious metal and the insulation of the container made of plastic preferably made of polystyrene and batteries or rechargeable as heating sources Accumulators are provided.
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Cited By (2)

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