JP2020188780A5 - - Google Patents

Claims (27)

1. 気道器官バイオリアクタ装置であって、
   少なくとも１つの流体を灌流させる器官マトリックス骨格または器官を保持するように構成された器官チャンバと、
   前記器官チャンバと媒体リザーバシステムとを接続する進入ラインであって、進入ポンプを備える前記進入ラインと、
   前記器官チャンバと前記媒体リザーバシステムとを接続する放出ラインであって、前記放出ラインは放出ポンプを備え、前記進入ポンプまたは前記放出ポンプのうちの少なくとも１つは双方向ポンプである、前記放出ラインと、
   前記器官チャンバに接続されたチャンバ圧力センサであって、前記器官チャンバの圧力を示すデータを生成するよう構成されている前記チャンバ圧力センサと、
   前記放出ポンプ、前記進入ポンプ、および前記チャンバ圧力センサに接続されたコントローラと
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記器官チャンバの圧力を示すデータに基づき、前記進入ポンプおよび前記放出ポンプが、前記進入ラインおよび前記放出ラインを通じた前記器官チャンバと前記媒体リザーバシステムとの間の流体交換を制御するよう制御すること
   を含む１つ以上の動作を実行するよう構成されている、前記気道器官バイオリアクタ装置。
2. 前記放出ポンプが双方向放出ポンプである、請求項１に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
3. 前記進入ポンプが双方向進入ポンプである、請求項１に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
4. 前記１つ以上の動作は、
   前記チャンバ圧力センサを用いて、前記器官チャンバの圧力を監視することと、
   陰圧湿潤換気の間、前記双方向ポンプの方向および持続時間を調整することにより、前記器官マトリックス骨格または器官を通り前記器官チャンバに入る流体変位を補正することと
   をさらに含む、請求項１に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
5. 前記器官チャンバの圧力を示すデータに基づき、前記進入ポンプおよび前記放出ポンプが前記流体交換を制御するよう制御することは、
   前記双方向ポンプの方向または前記双方向ポンプのポンプサイクルの持続時間のうちの少なくとも１つを制御すること
   を備える、請求項１に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
6. 前記器官チャンバを密封する培養チャンバと、
   前記器官チャンバおよび前記媒体リザーバシステムのうちの１つに接続され、前記培養チャンバの圧力と前記器官チャンバまたは前記媒体リザーバシステムの圧力とを平衡化するよう構成された滅菌フィルタと
   をさらに備える、請求項１に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
7. 前記進入ラインは、動脈ライン、静脈ライン、および気管ラインを備える、請求項１に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
8. 前記気管ラインが、前記器官マトリックス骨格または器官の気道を、前記媒体リザーバシステムに接続するよう構成されており、前記気管ラインは、前記器官マトリックス骨格または器官の気道の圧力を示すデータを生成するよう構成された気管圧センサを備える、請求項７に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
9. 前記器官チャンバの圧力を示すデータに基づき、前記進入ポンプおよび前記放出ポンプが、前記流体交換を制御するよう制御することは、
   前記器官チャンバの圧力を示すデータと前記気道の圧力を示すデータとに基づき、前記進入ポンプおよび前記放出ポンプが、前記流体交換を制御するよう制御すること
   を備える、請求項８に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
10. 前記気管ラインは、前記器官チャンバと陽圧マニホルドに接続されており、
    前記陽圧マニホルドは、
    ガス源、
    前記ガス源に接続された圧力リザーバ、および
    前記圧力リザーバに接続された圧力解放弁
    を備える、請求項７に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
11. 前記陽圧マニホルドは、前記気管ラインに沿って持続陽圧を印加するよう構成されている、請求項１０に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
12. 前記動脈ラインまたは前記静脈ラインのうちの少なくとも１つは、圧力センサまたは流体ポンプのうちの少なくとも１つを備える、請求項１０に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
13. 前記動脈ラインは、第１の圧力センサおよび第１のポンプを備え、前記静脈ラインは第２の圧力センサおよび第２のポンプを備え、前記気管ラインは、第３の圧力センサおよび第３のポンプを備える、請求項１０に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
14. 前記第３のポンプは、双方向気管ポンプである、請求項１３に記載の気道器官バイオリアクタ装置。
15. 湿潤成熟した肺器官を提供する方法であって、
    進入ラインおよび放出ラインを通じて媒体リザーバチャンバに接続された器官チャンバのチャンバ圧力センサを用いて、前記器官チャンバの圧力を監視するステップと、
    第１の所望の程度の器官成熟を生じさせて前記湿潤成熟した器官を生成するのに十分な時間の間、肺組織マトリックスに湿潤換気を提供するステップと
    を備え、
    前記肺組織マトリックスに湿潤換気を提供するステップは、
    前記器官チャンバの圧力に基づき、前記進入ラインの進入ポンプおよび前記放出ラインの放出ポンプが、前記進入ラインおよび前記放出ラインを通じた前記器官チャンバと前記媒体リザーバシステムとの間の流体交換を制御するよう制御するステップであって、前記進入ポンプまたは前記放出ポンプのうちの少なくとも１つは双方向ポンプである、ステップ
    を備える、前記方法。
16. 前記進入ラインの静脈ライン内の圧力レベルと前記媒体リザーバ内の圧力レベルとを平衡化することにより、肺内外圧較差を防止するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
17. 吸気相の間、前記器官チャンバ内に陰圧を発生させるステップ、
    安定相では前記器官チャンバの圧力を維持するステップ、および
    呼気相の間、前記器官チャンバ内に陽圧を発生させるステップ
    をさらに備える請求項１５に記載の方法。
18. 前記進入ラインは、動脈ライン、静脈ライン、および気管ラインを備える、請求項１５に記載の方法。
19. 前記気管ラインの双方向気管ポンプを用いて、前記媒体リザーバシステムからの媒体で前記肺組織マトリックスを膨張させるステップ、および
    前記双方向気管ポンプを用いて、前記肺組織マトリックスから前記媒体を抜き取って、前記肺組織マトリックスを収縮させるステップであって、前記媒体は、湿潤換気の間、継続的に入れ替えられる、ステップ
    をさらに備える請求項１８に記載の方法。
20. 前記肺組織マトリックスに前記湿潤換気を提供するステップは、
    前記気管ラインの第１のポンプを用いて、前記肺組織マトリックスを媒体で膨張させるステップ、および
    前記気管ラインの圧力に基づき、前記気管ラインの双方向気管ポンプを制御するステップ
    をさらに備える、請求項１８に記載の方法。
21. 前記気管ラインの気管圧力センサを用いて、前記気管ラインの圧力を監視するステップ、および
    前記気管ラインの圧力に基づき、前記気管ラインの双方向気管ポンプを制御するステップ
    をさらに備える、請求項１８に記載の方法。
22. 肺器官を保存、修復、および／または改変する方法であって、
    請求項１５に記載の方法により生成された湿潤成熟した肺の血管系にわたって、器官チャンバに接続された少なくとも動脈ラインまたは静脈ラインを通じて媒体を灌流させるステップであって、前記湿潤成熟した肺は気道を備える、ステップと、
    機能する肺器官を生成または維持するのに十分な時間の間、前記湿潤成熟した肺または摘出した肺に乾燥換気を提供するステップと、
    前記気道を前記器官チャンバに接続する気管ラインの気管圧の変動を最小限に抑えるステップと
    を備える前記方法。
23. 前記気管圧の変動を最小限に抑えるステップは、前記気管ラインの換気装置が前記湿潤成熟した肺または前記摘出した肺を膨張または収縮させることで、前記気管ラインに接続された気管圧センサにより検知される前記気管圧の変動を最小化するステップを備える、請求項２２に記載の方法。
24. いずれかの気管圧の変動を最小化するステップは、
    前記気管ラインの気管圧センサからのデータに応じて、圧縮機または圧力解放弁を制御するステップ
    を備える、請求項２２に記載の方法。
25. 吸気相の間、前記器官チャンバ内で陰圧を発生させるステップ、
    安定相では前記器官チャンバの圧力を維持するステップ、および
    呼気相の間、前記器官チャンバ内で陽圧を発生させるステップ、請求項２２に記載の方法。
26. 請求項１５〜２５のいずれか１項に記載の方法により生成された機能する肺。
27. 前記機能する肺は、完全肺またはその血管新生部分である、請求項２６に記載の機能する肺。