JP6751392B2 - バイオファブリケーションのための組織模倣ハイドロゲル組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、Defense Threat Reduction Agencyにより授与された契約番号N6601−13−C−2027の下、政府支援で成された。米国政府は、本発明に対して一定の権利を有する。
本出願は、2014年10月24日付で出願された、米国仮特許出願番号第62/068,218号の優先権を主張し、その内容は、全体として参照により本明細書の一部をなすものとする。
本発明は、人工組織構築物の製作に有用なハイドロゲル「バイオインク」組成物、それを使用する方法、およびそれから形成された製品に関する。
(a)架橋性プレポリマー;
(b)堆積後架橋基(第2の架橋基とも称する);
(c)場合により、いくつかの実施形態で好ましくは、前記プレポリマーと前記堆積後架橋基の間の反応を触媒する開始剤;
(d)生細胞(例えば、動物生細胞);
(e)場合により、いくつかの実施形態で好ましくは、少なくとも1つの成長因子;および
(f)場合により、総量合わせ用の水
を含む。
本発明の組成物は、「バイオインク」中に生細胞を含んでもよく、ここで、「バイオインク」は、順に、架橋性ポリマー、堆積後架橋基または剤、および成長因子、開始剤(例えば、架橋の)、水(総量合わせ用)などを含むが、これらに限定されない、他の任意の構成要素を含む。組成物は、好ましくは、ハイドロゲルの形態である。組成物の様々な成分および性質が、以下でさらに考察される。細胞。植物、動物、および微生物細胞(例えば、酵母、細菌など)を含むが、これらに限定されない、任意のタイプの細胞、一般に、生細胞を使用して、本発明を実施してもよい。細胞は、同じ生物または種由来の細胞の組合せ、異なる種の細胞の共生の組合せなどを含む、複数の細胞タイプの組合せであってもよい。一般に、細胞は、好ましくは、動物細胞(例えば、鳥類、爬虫類、両生類など)であり、いくつかの実施形態において、好ましくは、哺乳類細胞(例えば、イヌ、ネコ、マウス、ラット、サル、類人猿、ヒト)である。細胞は、分化または未分化細胞であってもよいが、いくつかの実施形態において、組織細胞(例えば、肝細胞のような肝臓細胞、膵細胞、心筋細胞、骨格筋細胞など)である。組織細胞が利用される場合、それらは、その組織についての複数の細胞タイプの1つの細胞タイプとして組み込まれてもよく、別々の細胞として、またはオルガノイドのような細胞凝集体(オルガノイドが、カプセル化されていなくても、またはカプセル化されていてもよい、例えば、スフェロイド)として組み込まれてもよい。
本発明の組成物は、任意の都合の良い方法で使用してもよい。1つの非限定的な好ましい使用方法において、組成物は、3次元の器官構築物を製造する方法において使用される。かかる方法は、
(a)上で記載された押出し可能なハイドロゲル組成物を含有する貯留容器を用意するステップと、次に
(b)ハイドロゲル組成物を基体上に(例えば、シリンジを介した押出しにより)堆積させるステップと、次に
(c)前記プレポリマーを前記第2の架橋基と、前記ハイドロゲルの硬さを増大させ、前記3次元の器官構築物を(例えば、ハイドロゲルを加熱したり、ハイドロゲル組成物を光(例えば、環境光、紫外線)で照射したり、ハイドロゲルのpHを変化させたりするなどにより)形成させるのに十分な量で架橋させるステップ
を一般に含む。
異なる各種製品を、上記の方法および組成物で製造し得る。非限定的だが、好ましい例において、製品は、動物組織機能(肝機能のような)をインビトロでモデル化するのに有用なデバイスであってもよい。かかるデバイスは、(a)そこに形成された少なくとも1つのチャンバーを有するマイクロ流体デバイスのようなデバイス主要部、(b)第1のパターンにおける前記チャンバーにおいて堆積されたハイドロゲル組成物、(c)前記ハイドロゲル組成物中の動物組織生細胞、および(d)前記ハイドロゲルに隣接する前記チャンバーにおいて堆積された構造支持体ポリマーを含んでもよい。上で示した通り、かかるデバイスのための細胞は、肝臓細胞(例えば、肝細胞)、膵細胞、骨格筋細胞、心筋細胞などのような動物組織細胞を含んでもよい。
一旦製造した後、上記の部分的組合せまたは「カートリッジ」のデバイスは、直ちに使用してもよく、または保存および/もしくは輸送に備えてもよい。
材料。塩酸(HCl)は、Fischer Scientific(Houston、TX)由来であった。ペプシン(ブタ胃粘液)は、Sigma Aldrich(St. Louis、MO、USA)由来であった。ESI−BIO(Alameda、California、USA)のHyStem−HPハイドロゲルキット由来のHeprasil(est.分子量160kDa)、Gelin−S、およびExtralink(PEGDA、分子量3.4kDa)を使用した。PEG4−アームアクリレート(分子量10および20kDa)、PEG4−アームアルキン(分子量10kDa)、ならびにPEG8−アームアルキン(分子量10kDa)は、Creative PEGWorks(Winston−Salem、North Carolina、USA)由来であった。
ECM成分分析。肝臓ECM溶液を、一連の比色分析アッセイ(A.Skardalら、上記)により前もって分析した。2つの製剤:1)LEE(上で記載した通り調製した脱細胞化した肝臓)、およびLTE(脱細胞化されないことを除き、同様に調製した新鮮な肝臓組織)を分析した。結果は、明確な傾向を示し、ここで、LEE溶液は、より高濃度のコラーゲン、グリコサミノグリカン(GAG)、およびエラスチンを含有していた(図1A)。具体的には、LEEの総コラーゲン含有量、91.33mg/mLは、4.17mg/mLであるLTEのものより有意に多く(p<0.001)、LEEのエラスチン含有量(189.33mg/mL)は、36.00mg/mLであるLTEのものより有意に多く(p<0.05)、LEEのGAG含有量(86.00mg/mL)は、40.67mg/mLであるLTEのものより多いが、有意ではなかった(p>0.05)。
バイオプリント法バイオファブリケーション環境における初代オルガノイド生存率のバイオインクによる維持。図5に描写した通り、バイオファブリケーションしたオルガノイドを設計した。ポリカプロラクトン(PCL)およびハイドロゲルの両方をプリントする統合プリントアプローチを使用して、PCLチャンネル構造をプリントし、その内部に肝臓細胞を有するバイオインクをプリントした。チャンネル構造は、灌流下だけでなく、ハイドロゲルおよび細胞の高さ−幅の縦横比を増大させた場合にも、ハイドロゲルに安定性をもたらす。これらの構造を、マイクロ流体マイクロリアクターチャンバー内部に合うようカスタマイズしたプラスチックカバーガラス上にプリントした。これらの正方形のカバーガラスは、マイクロリアクター内のオルガノイドチャンバーへの流入および流出を供給するマイクロチャンネルの閉塞を予防するために、隅にある2つのさらなる切り欠きを特徴とする。
そこに含まれるべき請求項の均等物と共に、以下の請求項により定義される。
Claims (26)
- 3次元の器官構築物を製造するための押出し可能なハイドロゲル組成物であって、(i)チオール置換オリゴ糖、チオール置換ヒアルロン酸、チオール置換コラーゲンまたはチオール置換ゼラチンおよび(ii)第1のチオール反応性架橋剤の反応により形成された架橋性プレポリマーと、アルキンを含む第2のチオール反応性架橋剤と、水とを含む組成物。
- 少なくとも1つの成長因子をさらに含み、任意選択的に、前記少なくとも1つの成長因子が、脱細胞化された細胞外基質組成物を含む、請求項1に記載の組成物。
- 開始剤をさらに含み、任意選択的に、前記開始剤が熱重合開始剤または光重合開始剤を含む、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記第2のチオール反応性架橋剤が、マルチアームチオール反応性架橋剤を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記架橋性プレポリマーが、チオール置換ヒアルロン酸と前記第1のチオール反応性架橋剤との少なくとも部分的な架橋反応から形成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記架橋性プレポリマーが、チオール置換ゼラチンと前記第1のチオール反応性架橋剤との少なくとも部分的な架橋反応から形成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記組成物が、室温および大気圧において、0.05、0.1もしくは0.5キロパスカルから、1、5もしくは10キロパスカルまで、またはそれより大きい硬さを有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
- 生細胞をさらに含み、任意選択的に、前記生細胞が動物組織細胞である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記生細胞が、スフェロイド中にカプセル化されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
- 3次元の器官構築物を製造する方法であって、
(a)生細胞をさらに含む、請求項1に記載の押出し可能なハイドロゲル組成物を含有する貯留容器を用意するステップと、次いで、
(b)前記ハイドロゲル組成物を基体上に堆積させるステップと、次いで、
(c)前記ハイドロゲル組成物の硬さを増大させ、前記3次元の器官構築物を形成させるのに十分な量で、前記架橋性プレポリマーを前記第2のチオール反応性架橋剤と架橋させるステップと
を含む方法。 - 前記架橋ステップが、熱開始または光開始架橋ステップである、請求項10に記載の方法。
- 前記架橋性プレポリマーが、チオール置換ヒアルロン酸と前記第1のチオール反応性架橋剤との少なくとも部分的な架橋反応から形成される、請求項10または11に記載の方法。
- 前記架橋性プレポリマーが、チオール置換ゼラチンと前記第1のチオール反応性架橋剤との少なくとも部分的な架橋反応から形成される、請求項10または11に記載の方法。
- 前記ハイドロゲル組成物が、前記堆積ステップから前記架橋ステップまで前記基体上の堆積の配置を保持できる程度に十分に硬い、請求項10〜13のいずれか1項に記載の方法。
- (i)前記ハイドロゲル組成物が、前記堆積ステップに先立ち、室温および大気圧において、0.05、0.1もしくは0.5キロパスカルから、1、5もしくは10キロパスカルまで、もしくはそれより大きい硬さを有する、および/または
(ii)前記架橋ステップが、前記ハイドロゲル組成物の硬さを、室温および大気圧において、1もしくは5キロパスカルから、10、20もしくは50キロパスカルまで、もしくはそれより大きく増大させる、および/または
(iii)前記ハイドロゲル組成物が、前記架橋ステップ(c)の後、室温および大気圧において、1もしくは5キロパスカルから、10、20もしくは50キロパスカルまでの硬さを有する、請求項10〜14のいずれか1項に記載の方法。 - 前記堆積ステップが、パターン化された堆積ステップである、請求項10〜15のいずれか1項に記載の方法。
- (d)前記基体上の支持ポリマーを、前記ハイドロゲル組成物に隣接する位置において堆積させるステップ
をさらに含む、請求項10〜16のいずれか1項に記載の方法。 - 前記基体が、少なくとも1つのチャンバーを有するマイクロ流体デバイスを備え、前記堆積が、前記少なくとも1つのチャンバーにおいて行われる、または
前記基体が、第1の平面部材を備え、前記堆積ステップが、前記平面部材上で行われ、前記方法が、前記平面部材をマイクロ流体デバイスのチャンバーに挿入するステップをさらに含む、請求項10〜17のいずれか1項に記載の方法。 - 細胞機能をインビトロでモデル化するのに有用なデバイスであって、
(a)中に形成された少なくとも1つのチャンバーを有する、マイクロ流体デバイス基体、
(b)第1のパターンで前記少なくとも1つのチャンバーにおいて堆積された請求項1に記載のハイドロゲル組成物、
(c)前記ハイドロゲル組成物中の生細胞、および
(d)前記ハイドロゲル組成物に隣接する前記チャンバーにおいて堆積された構造支持体ポリマー
を備えるデバイス。 - 前記生細胞が動物細胞である、請求項19に記載のデバイス。
- 前記生細胞が、肝組織細胞、膵細胞、骨格筋細胞、心筋細胞、またはその組合せである、請求項20に記載のデバイス。
- 前記構造支持体がパターン化されている、請求項19〜21のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記生細胞がスフェロイドに含有され、スフェロイドが前記ハイドロゲル組成物に含有されている、請求項19〜22のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記ハイドロゲル組成物が、室温および大気圧において、1または5キロパスカルから、10、20または50キロパスカルまでの硬さを有する、請求項19〜23のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記チャンバー内のゲル状の一時的保護用支持媒体を有する入れ物に梱包される、請求項19〜24のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記入れ物が冷却要素をさらに含む、請求項25に記載のデバイス。
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CN106995499A (zh) * | 2016-01-25 | 2017-08-01 | 武汉润歌生物科技有限公司 | 一种取代度适宜的羧甲基茯苓多糖及其制备方法 |
KR101846087B1 (ko) * | 2016-09-05 | 2018-05-18 | 포항공과대학교 산학협력단 | 근육 유래 탈세포화 세포외기질을 이용한 이식용 근육 조직 제작 방법 |
KR102556540B1 (ko) * | 2016-10-12 | 2023-07-18 | 어드밴스드 바이오매트릭스, 인코포레이티드 | 천연 세포외기질 분자로 제조된 3차원(3-d) 프린팅 잉크 |
AU2017342467B2 (en) | 2016-10-14 | 2024-03-28 | Wake Forest University Health Sciences | Compositions, cell constructs, and methods of making and using the same |
JP7323932B2 (ja) * | 2016-10-14 | 2023-08-09 | ウェイク・フォレスト・ユニヴァーシティ・ヘルス・サイエンシズ | 共通の培地を活用する、多臓器「生体機能チップ」装置 |
US11286231B2 (en) | 2016-10-26 | 2022-03-29 | Wake Forest University Health Sciences | Hydrogen-bonding compounds, compositions comprising the same, and methods of preparing and using the same |
CN110268056A (zh) * | 2016-11-23 | 2019-09-20 | Hsj增殖合伙人有限公司 | 包封的肝组织 |
CA3059120C (en) * | 2017-04-10 | 2024-02-06 | TheWell Bioscience | Hydrogel for cell culture and biomedical applications |
US11826757B2 (en) | 2017-08-02 | 2023-11-28 | Wake Forest University Health Sciences | Niches-on-a-chip |
US11629329B2 (en) | 2017-10-11 | 2023-04-18 | Wake Forest University Health Sciences | Bioink compositions and methods of preparing and using the same |
EP3505178A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-03 | Universite De Bordeaux | Bioink gel formulations comprising nucleolipid-based compound |
US10410542B1 (en) | 2018-07-18 | 2019-09-10 | Simulated Inanimate Models, LLC | Surgical training apparatus, methods and systems |
US11993785B2 (en) | 2018-08-07 | 2024-05-28 | Wake Forest University Health Sciences | Immersion deposition methods and compositions for use in the same |
US11213608B2 (en) | 2018-08-14 | 2022-01-04 | Wake Forest University Health Sciences | Compositions including gelatin nanoparticles and methods of use thereof |
KR102128173B1 (ko) * | 2018-11-30 | 2020-06-29 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 3d 프린팅용 젤의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 젤 |
WO2020264128A1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Methods and compositions related to printed cellular niches for preserving and controlling synthetic microbial consortia |
AU2022269069A1 (en) | 2021-05-06 | 2023-11-30 | Lung Biotechnology Pbc | Modified 3d-printed objects and their uses |
CN117715664A (zh) * | 2021-05-06 | 2024-03-15 | 朗格生物技术公共公益股份有限公司 | 使用功能化和非功能化ecm、ecm片段、肽和生物活性成分创建细胞粘附性3d打印物体 |
CN113546157B (zh) * | 2021-07-16 | 2023-11-10 | 江南大学 | 一种吸附干细胞上清液中生长因子的水凝胶微球及其制备方法 |
KR20230078572A (ko) * | 2021-11-26 | 2023-06-02 | 주식회사 한국유니온 생명과학 | 아텔로콜라겐 기반 바이오 잉크 조성물 및 이를 이용하여 3차원 구조체를 제조하는 방법 |
WO2023137107A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | The Regents Of The University Of California | Products of manufacture for culturing or maintaining normal, pre-cancer and cancer stem and progenitor |
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KR100737954B1 (ko) * | 2006-01-03 | 2007-07-13 | 고려대학교 산학협력단 | 조직재생을 위한 히알루론산-기초된 주사형 하이드로겔 |
CA2704738C (en) * | 2007-10-11 | 2016-09-06 | Inserm (Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale) | Method for preparing porous scaffold for tissue engineering |
WO2009051701A2 (en) * | 2007-10-15 | 2009-04-23 | Wake Forest University Health Sciences | Methods and compositions for printing biologically compatible nanotube composites of autologous tissue |
WO2011088213A1 (en) | 2010-01-15 | 2011-07-21 | University Of Utah Research Foundation | Crosslinked hydrogels and methods of making and using thereof |
US20120089238A1 (en) | 2010-10-06 | 2012-04-12 | Hyun-Wook Kang | Integrated organ and tissue printing methods, system and apparatus |
AU2012225644B2 (en) * | 2011-03-07 | 2017-05-04 | Wake Forest University Health Sciences | Delivery system |
CA2848405C (en) * | 2011-09-16 | 2020-06-30 | Wake Forest University Health Sciences | Fabrication of gelatin hydrogel sheet for the transplantation of corneal endothelium |
WO2014040026A2 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | Wake Forest University Health Sciences | Amniotic membrane and its use in wound healing and tissue engineering constructs |
US10137199B2 (en) * | 2013-05-14 | 2018-11-27 | Biotime, Inc. | Thiolated hyaluronan-based hydrogels cross-linked using oxidized glutathione |
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