JPH07505786A - Methods for culturing viable cells and regulating compound concentrations in body fluids - Google Patents

Methods for culturing viable cells and regulating compound concentrations in body fluids

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JPH07505786A
JPH07505786A JP5519404A JP51940493A JPH07505786A JP H07505786 A JPH07505786 A JP H07505786A JP 5519404 A JP5519404 A JP 5519404A JP 51940493 A JP51940493 A JP 51940493A JP H07505786 A JPH07505786 A JP H07505786A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 生存可能な細胞の培養法および体液中の化合物濃度の調整法発明の背景 発明の分野 本発明は、全般に、特定の引張強さと、最大伸長と、吸水性とを有する共重合体 から成り、分子量6.000〜600.000までの分子を浸透することができ るが、細胞および微粒子物質に対しては不透過性の、無孔性かつ半透性の生物適 合性フィルムの存在下における生存可能な細胞の培養に関する。本発明の方法に おいては、外部からの栄養素および培地を、フィルムを通して細胞の環境内に浸 透し、内部からの細胞の生産物を、フィルムを通して細胞の環境から外へ浸透す る。[Detailed description of the invention] Method for culturing viable cells and regulating compound concentration in body fluids Background of the invention field of invention The invention generally relates to copolymers having specific tensile strength, maximum elongation, and water absorption properties. It is made up of A non-porous and semi-permeable biocompatible material that is impermeable to cells and particulate matter, but Concerning the cultivation of viable cells in the presence of a synthetic film. The method of the invention In this case, external nutrients and culture medium are allowed to enter the cell environment through the film. Permeates the cell's products from the inside out from the cell's environment through the film. Ru.

背景の説明 標準的な免疫抑制は、たとえば糖尿病患者に対して、シクロスポリンの使用によ る腎毒性のような、急性の危険性の問題を提出しており、たとえば、特に若い糖 尿病患者の場合には、正当性を証明することは極めて困難である。Background explanation Standard immunosuppression, for example in diabetic patients, is through the use of cyclosporine. This poses acute risk issues, such as nephrotoxicity, especially in young In the case of urinary patients, it is extremely difficult to prove validity.

現在までに使われてきた免疫隔離の4つの方法は以下の通りである。The four methods of immunoisolation that have been used to date are:

(1)血管外拡散チェンバー。(1) Extravascular diffusion chamber.

(2)血管内拡散チェンバー。(2) Intravascular diffusion chamber.

(3)血管内限外濾過チェンバー。(3) Intravascular ultrafiltration chamber.

(4)マイクロカプセルによる被包。(4) Encapsulation with microcapsules.

これらのアプローチは全て、以下に要約した好ましくない特徴を有する。All of these approaches have undesirable features summarized below.

■、それらは移植片に対して宿主の繊維症反応を引き起し、たとえばアルギニン 酸のマイクロカプセル被包のように、材料の不安定性を生しる。■, they induce a host fibrotic response against the graft, e.g. arginine Like microcapsule encapsulation of acids, it creates instability of the material.

■、タンパク質の沈着か、血液凝固か、繊維性の内方成長が、膜孔を通した栄養 素の通過を妨害するため、先行技術の半透膜を横切る栄養素の拡散には、浸透性 の減少による限界がある。■, protein deposits, blood clotting, or fibrous ingrowth that feeds through the membrane pores. Diffusion of nutrients across prior art semipermeable membranes requires osmotic There is a limit due to the decrease in

■、先行技術の半透膜障壁を横切るグルコースおよびインスリンの浸透性および 拡散には遅滞時間があり、その結果宿主の血中グルコース濃度に対する細胞によ る反応に遅れを生じる。■ Permeability of glucose and insulin across semipermeable membrane barriers of the prior art and Diffusion has a lag time that results in a cell response to the host's blood glucose concentration. This causes a delay in the reaction.

先行技術の移植片に使用された膜および方法は、砕けやすいゲルを用いたマイク ロカプセルの可能性のある例外を除き、微小孔のある半透膜を用いてきた。かか る膜は、加工条件および(または)濾過可能な添加物により材料に開けられた穴 のある、不浸透性ポリマーから製造されたきた。ミリポア[F]およびヌクレオ ボア■、または先行技術に用いられた微小孔のあるポリカーボネート膜は、本質 的には不浸透性ポリマーから作られており、長時間の細胞の生存度を支えること はない。他の半透膜は、膜を横切るグルコースおよびインスリンの輸送のための 低い浸透性熟達度と同様に、低い血液適合性を示した。注目すべきことは、微小 孔のある膜は限外濾過のような圧力による工程において、高い浸透流出に応じる ことができるが、しかし同時に本発明のin vivoての方法のような濃度に よる工程においては非常に低い浸透性を有することである。微小孔のある膜を血 液のような体液と直接に接触させておくと、それらはフィブリン層を蓄積し、膜 を通す多量の輸送に対する主要な障壁となる。The membranes and methods used in prior art implants were With the possible exception of microcapsules, semipermeable membranes with micropores have been used. Kaka Membranes that can It has been manufactured from a certain impermeable polymer. Millipore [F] and Nucleo Bore ■, or microporous polycarbonate membranes used in prior art, essentially Made from a virtually impermeable polymer to support long-term cell viability There isn't. Other semipermeable membranes are for the transport of glucose and insulin across the membrane. It showed low hemocompatibility as well as low osmotic proficiency. What is noteworthy is that the minute Porous membranes accommodate high permeate fluxes in pressure-based processes such as ultrafiltration but at the same time at a concentration such as in the in vivo method of the present invention. It has very low permeability in the process. Blood membrane with micropores When left in direct contact with body fluids, such as fluids, they accumulate a fibrin layer and membrane is a major barrier to mass transportation through

一般に、ポリエーテルウレタンのブロック共重合体またはセグメント化共重合体 は、高い強度および弾力性と共に、良好な生物適合性を示す。この性質の独特な 組合せは、一部はポリウレタン分子の二相の形態によるものである。典型的なポ リウレタンでは、凝集した芳香族または脂肪族のウレタンまたは尿素のセグメン トが、堅いガラス状かまたは半結晶状の相を構成し、一方低いガラス転移温度( Tg)においては、オリゴマー状のセグメントが液体様の、ゴム状の軟質相また は軟質セグメントを含む。ポリウレタンの形態は、硬質セグメントと軟質セグメ ントとの化学と、セグメントの極性の差と、硬質セグメントの含量と、硬質セグ メントと軟質セグメントの分子量を含めた多くの因子とに依存する。Generally block or segmented copolymers of polyether urethanes exhibits good biocompatibility along with high strength and elasticity. unique of this nature The combination is due in part to the biphasic morphology of the polyurethane molecule. typical port In urethanes, aggregated aromatic or aliphatic urethane or urea segments constitute a hard glassy or semicrystalline phase, while the glass transition temperature ( Tg), the oligomeric segments form a liquid-like, rubbery soft phase or contains soft segments. The morphology of polyurethane is hard segment and soft segment. the chemistry of the segment, the difference in segment polarity, the hard segment content, and the hard segment chemistry. and a number of factors including the molecular weight of the soft segment.

ポリウレタン尿素およびポリウレタンの両者において、軟らかいセグメントの化 学は、重合体における相の分離の度合いに影響し、このことが順に全体および表 面の性質に影響し、続いて生物適合性に影響する。本特許に開示されている物質 と、硬いセグメントの組成物に関してのみ類似しているポリウレタン尿素は、種 々の適用において分解に対して抵抗性のあることが示されてきた(PaynLe rら、「ポリウレタン尿素、ミトラタンの加水分解に対する安定性、X線光電子 分光法による研究(The Hydrolytic 5tability of  Mitrathane。Soft segment formation in both polyurethaneureas and polyurethanes chemistry affects the degree of phase separation in a polymer, which in turn affects overall and surface properties and subsequently biocompatibility. Substances disclosed in this patent and polyurethaneureas, which are similar only with respect to the composition of the hard segment, are species It has been shown to be resistant to degradation in various applications (PaynLe r et al., “Stability of polyurethaneurea, mitratan, against hydrolysis, X-ray photoelectron Research by spectroscopy (The Hydrolytic 5tability of  Mitrathane.

a Po1yurethaneurea、 An X−ray Photoel ecけon 5pectroscopy 5tudy)JJ、Bio+ned、 Mater、Res、 22.687−698 (1988) ; 5zych erら、「血液適合性ポリウレタンエラストv −(Blood Compat ible PolyurethaneElastomers) J J、Bio mater、Appl、 2.290−313 (1987))。a Po1urethanurea, An X-ray Photoel eckeon 5pectroscopy 5tudy) JJ, Bio+ned, Mater, Res, 22.687-698 (1988); 5zych er et al., “Blood Compatible Polyurethane Elast v-(Blood Compat ible Polyurethane Elastomers) J J, Bio Mater, Appl, 2.290-313 (1987)).

天然および合成の重合体膜の、低分子量の気体および液体の混合物の分離への適 用は、数多くの総説に報告されてきた。単純な低分子量(MW)の浸透物質に対 する膜の浸透性についての多くの研究が報告されており、その中のガラス状−ゴ ム状共重合体、または結晶状−ゴム状共重合体の組成物は様々である。Suitability of natural and synthetic polymeric membranes for the separation of low molecular weight gas and liquid mixtures. Its use has been reported in numerous review articles. For simple low molecular weight (MW) penetrants Many studies have been reported on the permeability of membranes that The composition of the rubbery or crystalline-rubbery copolymers varies.

ポリウレタンの多重合体膜は、これと共に開示されている物質と異なり、水およ び塩に浸透性があることが示されてきた。1つのブロックまたはセグメントがガ ラス状または結晶状(硬いセグメント)であり、他方がゴム状または液体様(軟 らかいセグメント)である、熱可塑性のあるセグメント化ブロック共重合体にお いては、分子の浸透は主として軟らかいセグメントを通して起る。相対的に不浸 透性である硬いセグメントは、軟らかいセグメントの膨潤を生しる可能性のある 条件下でも、隣接した分子上の類似のセグメントとの強い分子間相互作用によっ て、重合体に物理的な完全性を供する。The polyurethane multipolymer film, unlike the materials disclosed herewith, is resistant to water and It has been shown to be permeable to water and salt. If one block or segment is one lath-like or crystalline (hard segment), the other rubber-like or liquid-like (soft segment) A thermoplastic segmented block copolymer with soft segments) In this case, molecular penetration occurs primarily through the soft segment. relatively impervious Hard segments that are permeable can cause swelling of soft segments. conditions, due to strong intermolecular interactions with similar segments on adjacent molecules. and provide physical integrity to the polymer.

Okkemaらは血液と接する表面として適するが、本発明において有用となる には高すぎる、55重量%の硬いセグメント含量を有する、ポリエチレンオキシ ド(PEO)と、ポリテトラメチレンオキシド(PTMO)と、PEO/PTM O混合物の軟質セグメントをベースとする一連のポリエーテルポリウレタンを開 示した(Okkemaら、「ポリエチレンオキシドで修飾したポリウレタンの全 体および表面の特性と血液に接した時の特性(Bulk、5urface、 a nd Blood−Contacting Properties ofPol yurethanes Modified with Po1yethylen e 0xide) J J、Biomater。Okkema et al. are suitable as blood contact surfaces and are useful in the present invention. polyethylene oxy, with a hard segment content of 55% by weight, which is too high for (PEO), polytetramethylene oxide (PTMO), and PEO/PTM Opened a series of polyether polyurethanes based on soft segments of O mixtures. (Okkema et al., “Total analysis of polyurethane modified with polyethylene oxide”). Body and surface characteristics and characteristics when in contact with blood (Bulk, 5 surface, a nd Blood-Contacting Properties of Pol yurethanes Modified with Polyethylen e 0xide) JJ, Biomater.

Sci、Polymer、 1版(1) 43−62 (1989))。Sci, Polymer, 1st edition (1) 43-62 (1989)).

Takahayaらは、親水性および疎水性のポリエーテルの成分を有するセグ メント化ポリ(エーテルウレタン尿素) (SPUU)の調製を開示した(Ta kaharaら、[親水性および疎水性の軟らかいセグメント成分を有する(S PUUS)の表面分子の移動度および血小板反応性(SurfaceMolec ular Mobility and Platelet Reactivit y of (SPUUS) with+1ydrophilic and Hy drophobic 5oft Segn+ent Components)J  J。Takahaya et al. disclosed the preparation of mentated poly(ether urethane urea) (SPUU) (Ta Kahara et al., [having hydrophilic and hydrophobic soft segment components (S Mobility of surface molecules of PUUS) and platelet reactivity (Surface Molec ular Mobility and Platelet Reactivit y of (SPUUS) with+1ydrophilic and Hy drophobic 5oft Segn+ent Components)J J.

Biomater Sci、Polymer、1版(1) 17−29 (19 89))。牛血清アルブミンの吸着後に測定した血小板の接着および動的な接触 角度は、親水性の軟質セグメントを有する5puuが非接着性の表面を有してい たことを示した。Biomater Sci, Polymer, 1st edition (1) 17-29 (19 89)). Platelet adhesion and dynamic contacts measured after adsorption of bovine serum albumin The angle is 5puu with a hydrophilic soft segment and a non-adhesive surface. It was shown that

Chenらは、ポリエーテルをベースとするポリウレタンの構造と特性との間の 関係を調べた(Chenら、「ポリエーテルをベースとするポリウレタンの合成 と、特性づけと浸透性(Synthesis。Chen et al. investigated the relationship (Chen et al., "Synthesis of polyether-based polyurethanes" and characterization and permeability (Synthesis).

Characterization and Per+neation Pro perties of Po1yether Ba5edPolyuretha nes)」、J、Appl、Po1y+n、Sci、 16.2105−211 4 (1972))。Characterization and Per+neation Pro parties of Polyuretha nes)”, J, Appl, Poly+n, Sci, 16.2105-211 4 (1972)).

特に興味深いことは、硬いセグメントと軟らかいセグメントとから成り、前者が 物理的交差結合として作用しているブロック共重合体であるエラストマーから成 る重合体の膜を通しての、水および低分子量の塩の輸送を調べることである。Of particular interest is that it consists of a hard segment and a soft segment, the former being Composed of elastomers, which are block copolymers that act as physical cross-links. The purpose of this study is to investigate the transport of water and low molecular weight salts through polymeric membranes.

Sekmakasに対する米国特許第3.804.786号は、水和性陽イオン 樹脂、特に第三級アミンの機能性を有するヒドロキシル基のあるポリウレタンを 供するために、樹脂質ポリエポキシドのポリイソシアン酸エステルとの反応によ り調製したポリウレタン樹脂を開示している。これらの樹脂は陰極における電極 部位として有用である。U.S. Pat. No. 3,804,786 to Sekmakas describes the use of hydrated cations resins, especially polyurethanes with hydroxyl groups that have tertiary amine functionality. by reaction of resinous polyepoxide with polyisocyanate ester to provide discloses a polyurethane resin prepared by These resins are used as electrodes at the cathode. Useful as a part.

5uzukiおよび0sonolに対する米国特許第3.826.768号は、 明示された条件下における水中での、ポリオールから作成したポリウレタンを含 んでいるイソシアン酸エステルと、有機イソシアン酸エステルとの分散によるポ リウレタン組成物の調製のための工程を開示している。U.S. Patent No. 3.826.768 to 5uzuki and 0sonol containing polyurethanes made from polyols in water under specified conditions. Possible by dispersing the isocyanate ester contained in the ester and the organic isocyanate ester. A process for preparing a urethane composition is disclosed.

Leonardらに対する米国特許第3.852.090号は、呼吸のできる織 物用の基質の防水処理のためのウレタンフィルムの利用を開示している。No. 3,852,090 to Leonard et al. Discloses the use of urethane films for waterproofing substrates for objects.

Maoに対する米国特許第4.124.572号は、明示された方法により調製 された熱可塑性ポリウレタンに関する。このようにして産生されたエラストマー は自動車関連産物と、牛の耳の付は札のような応用と、コーティングと、コーテ ィングした織物に有用である。U.S. Pat. No. 4,124,572 to Mao describes Thermoplastic polyurethane. Elastomers produced in this way is used for automobile-related products, cow ear tags, coatings, and coatings. Useful for coated fabrics.

Wolfe Jr、に対する米国特許第4.183.836号は、水をベースと するポリウレタンの分散および、脂肪族ジイソシアン酸エステルを、三つの臨界 活性水素化合物と反応させて、カルボキシル基と遊離のイソシアン酸エステル基 とを含んているプレポリマーを形成し、次いで、プレポリマーの第三級アミンお よびジアミンを含む水溶性媒質中に分散することによるポリウレタンの調製を開 示している。U.S. Pat. No. 4,183,836 to Wolfe Jr. Dispersion of polyurethane and aliphatic diisocyanate ester By reacting with an active hydrogen compound, a carboxyl group and a free isocyanate group are formed. and then form a prepolymer containing a tertiary amine and The preparation of polyurethanes by dispersing them in an aqueous medium containing diamines and diamines It shows.

No1lらに対する米国特許第4.190.566号は、明示した含量のエチレ ンオキシドを含んでいる、実質的には線状の分子構造と側方のポリアルキレンオ キシドポリエーテル鎖とを有する、非イオン水和ポリウレタンに関する。No. 4,190,566 to Nol et al. a substantially linear molecular structure and lateral polyalkylene oxides. The present invention relates to a nonionic hydrated polyurethane having an oxide polyether chain.

Fildesらに対する米国特許第4.202.880号は、生物活性試剤、す なわち薬剤と、線状かつ親水性のポリオキシアルキレン−ポリウレタンブロック 共重合体と、任意に緩衝液とを含んでいる、徐放性の送出し法を開示している。U.S. Pat. No. 4,202,880 to Fildes et al. namely, a drug and a linear and hydrophilic polyoxyalkylene-polyurethane block. A sustained release delivery method is disclosed that includes a copolymer and optionally a buffer.

単一の親水性の軟らかいセグメントが使われている。硬いセグメントのみが疎水 性である。A single hydrophilic soft segment is used. Only hard segments are hydrophobic It is gender.

Bunkらに対する米国特許第4.202.957号は、熱可塑性があり再循環 可能であって、より大きな耐熱性があるため注入成形に適する、ポリウレタンポ リエーテルをベースとするエラストマーを開示している。U.S. Pat. No. 4,202,957 to Bunk et al. polyurethane resin, which is suitable for injection molding due to its greater heat resistance. Discloses elastomers based on riether.

Pechboldらに対する米国特許第4.224.432号は、テトラヒドロ フランの、アルキレンオキシドと、有機ポリイソシアン酸エステルと、脂肪族ポ リオールまたはポリアミンである鎖増量剤との重合物の反応産物を含んでいるポ リウレタンを開示している。U.S. Pat. No. 4,224,432 to Pechbold et al. Furan, alkylene oxide, organic polyisocyanate, and aliphatic polymer A polymer containing the reaction product of a polymer with a chain extender that is a polyol or a polyamine. Discloses urethane.

Ho1kerらに対する米国特許第4.367、327号は、織物をコーティン グして防水性にするための呼吸可能なポリウレタンフィルムに関する。このポリ ウレタンフィルムは、二つの官能基を有する化合物を有する、低分子量のジイソ シアン酸エステルから成る硬いセグメントと、ポリエチレングリコールを含んで いる軟らかいセグメントとを化学量論的に含んでいる。フィルムの力学的性質は 、トリイソシアン酸エステルの橋かけにより改良される。U.S. Pat. No. 4,367,327 to Holker et al. breathable polyurethane film for waterproofing. This poly Urethane film is a low molecular weight diiso containing a compound with two functional groups. Contains a hard segment consisting of cyanate ester and polyethylene glycol. It contains soft segments stoichiometrically. The mechanical properties of the film are , improved by crosslinking with triisocyanate ester.

Reedらに対する米国特許第4.849.458号は、水で湿らせると増加し た引張強さと伸長とを示す、親水性のセグメント化ポリウレタン−尿素を開示し ている。この重合体は、水蒸気に対して浸透性のある透明なフィルムを形成する 。U.S. Pat. No. 4,849,458 to Reed et al. Discloses a hydrophilic segmented polyurethane-urea that exhibits high tensile strength and elongation. ing. This polymer forms a transparent film that is permeable to water vapor .

前記の物質の多くは、セグメント化ポリウレタンのエラストマーである。それら のいくつかは、さらに、実質的には何も修飾せずに生物医学的適用が見出されて いる。しかしながら、それらの広範囲にわたる使用にもかかわらず、多くの生体 物質は非医学的使用のために独自に開発されてきた。実際、はとんどのポリウレ タン物質は、大量の産業用の必要性を満足させるために開発された。最も著しい 例は、循環器支持装置の構成要素の製作に使用されるポリウレタンであるデュポ ン社のリクラ・スパンデックス■(LYCRA 5PANDBX■)である。こ の物質は後に、商品名バイオマー■(B[OMER@)セグメント化ポリウレタ ンの元に販売された。Many of the materials mentioned above are segmented polyurethane elastomers. those Some have even found biomedical applications without virtually any modification. There is. However, despite their widespread use, many biological The substance has been independently developed for non-medical use. In fact, most polyurethane Tan materials were developed to meet a large number of industrial needs. most significant An example is Dupot, a polyurethane used in the fabrication of components of cardiovascular support devices. It is LYCRA 5PANDBX■ (LYCRA 5PANDBX■) from Co., Ltd. child The material was later given the trade name Biomer ■ (B[OMER@) segmented polyurethane. It was sold under

アブコセイン(AVCOTHANE) −51■は、商業的に入手できる2つの ポリマーであり、いずれも織物のコーティングに広く利用されているシリコンお よびポリウレタンの組合せから生じた。アブコセイン−510は大動脈内気球の ような生物医学用の装置に利用されている。AVCOTHANE-51■ is available in two commercially available Polymers, both of which are widely used in coating textiles, include silicone and and polyurethane. Abcocein-510 is an intra-aortic balloon. It is used in biomedical devices such as

その生物医学的応用のために導入された独特の改良点は、高度に精製した出発物 質の使用、産生された溶液の濾過、および血液と接する表面の製作のための清潔 な条件である。もう一つの生物医学用ポリウレタンであるアブコセイン−610 ■は、カルディオマット(CARDIOMAT) −6100およびアンジオフ レックス■(ANG l0FLEX■)とも呼ばれるが、現在では血液ポンプお よび三つの弁膜尖のある心臓弁に利用されている。A unique improvement introduced for its biomedical applications is the highly purified starting material cleanliness for use of quality materials, filtration of produced solutions, and fabrication of surfaces in contact with blood. These are the conditions. Abcocein-610, another biomedical polyurethane ■CARDIOMAT-6100 and Angeoff Also called ANG (10FLEX), it is now known as a blood pump or and heart valves with three leaflets.

熱可塑性物質であるペレセイン@ (PELLETHANE■)は、最初は血管 用カニユーレの製造に適用され、後にカテーテルの製造に適用された。この物質 は初め、ポリエステルをベースとするそれらの対応物の上に、加水分解に対する 優れた安定性を現す、押出成形用樹脂として開発された。PELLETHANE, a thermoplastic substance, was initially introduced into blood vessels. It was applied to the manufacture of cannulae and later to the manufacture of catheters. this substance Initially, over their polyester-based counterparts, Developed as an extrusion molding resin that exhibits excellent stability.

多くのポリウレタンおよびポリウレタン尿素が商業的に入手でき、それらのいく つかを前文において議論したが、それらはいずれも、栄養素と、細胞の生産物と 、細胞の老廃物の通過を許すが、細胞の増殖および細胞生産物の製造に対して有 害となり得る免疫的または微生物学的物質の通過を許さないことによって細胞の 増殖に必要とされる浸透性と、強度と、たわみ性と、生物適合性とを備えた膜を 形成しない。Many polyurethanes and polyurethaneureas are commercially available, and some of them As we discussed in the preamble, they are all related to nutrients and cellular products. , which allows the passage of cellular waste products but is not beneficial for cell proliferation and production of cell products. cells by not allowing the passage of potentially harmful immunological or microbiological substances. Develop membranes with the permeability, strength, flexibility, and biocompatibility required for growth. Not formed.

添付の図面を参照して次の詳細な説明によって本発明を十二分に理解すれば、本 発明のより完全な評価ならびにそれに付随する利益は容易に了解されるであろう 。The present invention will be better understood by the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. A more complete evaluation of the invention and its attendant benefits will be readily understood. .

本発明の他の諸口的と、利益と、特徴とは、次の議論において当業者に明らかに なるであろう。Other aspects, benefits, and features of the invention will become apparent to those skilled in the art in the following discussion. It will be.

発明の要約 本発明は、生きている生育可能な細胞を培養する方法にして、生きている生存可 能な細胞を、細胞を生育させるための効果的な条件の下に、約5〜45重量%の 少なくとも一つの硬質セグメントと、約95〜55重量%の、脂肪族ポリオール と、脂肪族ポリアミンならびに芳香族ポリアミンと、それらの混合物とから成る 群より選択した、少な(とも一つの親水性オリゴマーか、疎水性オリゴマーが、 脂肪族オリゴマーを含んでいる少なくとも一つの軟質セグメントとを含んでなる 共重合体から成る、無孔性かっ半透性の生物適合性フィルムの存在下に培養する ことを含み、そのフィルムが約350ps iより大きく約10.000psi までの引張強さと、約300%より大きく約1,500%までの究極伸び率とを 有し、吸収した水の体積分率と軟質セグメントの親水性の体積分率との和が、乾 燥した重合体の体積の約100%より大きく約2.000%までであり、湿らせ た重合体の体積の約50%より大きく約95%までであるような吸水性を有する フィルムであり、分子量約6.000〜600.000までの分子は浸透できる が、細胞および微粒子物質に対しては実質的に不浸透性であり、さらに栄養素お よび培地の成分をフィルムを通して細胞の環境内に浸透し、細胞の生産物をフィ ルムを通して細胞の環境の外へ浸透するフィルムであることを特徴とする、細胞 培養法に関する。Summary of the invention The present invention provides a method for culturing living, viable cells. about 5 to 45% by weight of the cells under effective conditions for cell growth. at least one hard segment and about 95-55% by weight of an aliphatic polyol , an aliphatic polyamine, an aromatic polyamine, and a mixture thereof. A small number (one hydrophilic oligomer or one hydrophobic oligomer selected from the group) at least one soft segment comprising an aliphatic oligomer. Cultured in the presence of a nonporous, semipermeable, biocompatible film composed of a copolymer including that the film is greater than about 350 psi and about 10,000 psi tensile strength up to and an ultimate elongation of more than about 300% and up to about 1,500%. The sum of the volume fraction of absorbed water and the hydrophilic volume fraction of the soft segment is greater than about 100% and up to about 2.000% of the volume of the dry polymer; The polymer has a water absorption capacity of greater than about 50% and up to about 95% by volume of the polymer. It is a film, and molecules with a molecular weight of about 6,000 to 600,000 can penetrate it. is virtually impermeable to cells and particulate matter, as well as nutrients and Penetrates the cells and media components through the film into the cell environment and filters the cell products. cell, characterized by being a film that penetrates out of the cell's environment through the membrane Regarding culture methods.

本発明はまた、内因性の欠陥の結果、体液中のある化合物の濃度が異常になる欠 陥に苦しめられている患者の、体液中のその化合物の濃度を、有害な免疫反応を 実質的に存在させずに調節する方法にして、患者の細胞の内因性の欠陥のない細 胞を、少なくとも装置の一部が、実質的に細胞を封入する無孔性かつ半透性の生 物適合性フィルムを含む、生物適合性装置への封入を含み、そのフィルムが、約 5〜45重量%の少なくとも一つの硬質セグメントと、95〜55重量%の、脂 肪族ポリオールと、脂肪族ポリアミンならびに芳香族ポリアミンと、それらの混 合物とから成る群より選択した、少なくとも一つの軟質セグメントとを含んでな る共重合体から成り、さらにそのフィルムが約350psiより大きく約10. 000ps iまでの引張強さと、約300%より大きく、約1.500%まで の究極伸び率を有し、吸収した水の体積分率と軟質セグメントの親水性の体積分 率との和が、乾燥した重合体の体積の約100%より大きく約2.000%まで であり、湿らせた重合体の体積の約50%より大きく約95%までであるような 吸水性を有し、分子量約6.000〜600.000までの分子は浸透できるが 、細胞および微粒子物質に対しては実質的に不浸透性であるフィルムであること を特徴とし、細胞を含んでいる装置を、その細胞が患者の体液と接触する患者の 体内の部位に移植することを含み、さらに、移植された細胞が、化合物と直接に 相互作用をすべく接触し、かつ体液における化合物の濃度を調節すべく作用する 移植部位に、細胞を生かしておくことを含む、調節方法に関する。The present invention also describes defects in which endogenous defects result in abnormal concentrations of certain compounds in body fluids. The concentration of the compound in the body fluids of patients suffering from the disease can be determined to reduce the harmful immune response. The method essentially eliminates the presence of endogenous defect-free cells in the patient's cells. cells, at least a portion of which is a non-porous, semi-permeable material that substantially encapsulates the cells. encapsulation in a biocompatible device comprising a biocompatible film, the film comprising: 5-45% by weight of at least one hard segment and 95-55% by weight of fat. Aliphatic polyols, aliphatic polyamines, aromatic polyamines, and mixtures thereof. and at least one soft segment selected from the group consisting of a copolymer having a pressure of greater than about 350 psi and about 10.0 psi. Tensile strength up to 000 psi and greater than about 300% up to about 1.500% The volume fraction of absorbed water and the hydrophilic volume fraction of the soft segment have an ultimate elongation rate of The sum of the dry polymer volume is greater than about 100% and up to about 2.000% of the volume of the dry polymer. and is greater than about 50% and up to about 95% of the volume of the wetted polymer. It has water absorption properties and molecules with a molecular weight of about 6.000 to 600.000 can penetrate. , a film that is substantially impermeable to cells and particulate matter. characterized in that the device containing the cells is placed in a patient's body where the cells come into contact with body fluids of the patient. It involves transplanting the transplanted cells to a site within the body, and the transplanted cells are directly exposed to the compound. contact for interaction and act to regulate the concentration of the compound in body fluids The present invention relates to a method of regulation that involves keeping cells alive at the site of transplantation.

この文章の中においてはまた、患者における代謝上の欠陥を直すためのキットに して、少なくとも装置の一部が、約5〜45重皿%の少なくとも一つの硬質セグ メントと、約95〜55重量%の、脂肪族ポリオールと、脂肪族ポリアミンなら びに芳香族ポリアミンと、それらの混合物とから成る群から選択した、少なくと も一つの親水性オリゴマーか、疎水性オリゴマーか、脂肪族オリゴマーを含んで いる少なくとも一つの軟質セグメントとを含んでなる共重合体から成る、無孔性 かつ半透性の生物適合性フィルムを含む、生物適合性の移植可能な装置を含んで おり、そのフィルムが約350ps iより大きく約10.000psiまでの 引張強さと、約300%より大きく約1.500%までの究極伸び率を有し、吸 収した水の体積分率と軟質セグメントの親水性の体積分率との和が、乾燥した重 合体の体積の約lOO%より大きく約2.000%までであり、湿らせた重合体 の体積の約50%より大きく約95%までであるような吸水性を有し、分子量約 6.000〜600、000までの分子は浸透できるが、細胞および微粒子物質 に対しては実質的に不浸透性であるフィルムであることを特徴とし、注射器を含 み、注射針を含み、かつ、あらかじめ選択した代謝上の欠陥のない細胞を装置内 に入れ、その装置を代謝上の欠陥に苦しんでいる患者の体内に移植して、細胞が 患者の体液と相互作用をし、欠陥に伴う症候を緩和することができるようにする ための、キットの使用法の指図書きを含んでいるキットが供せられる。This article also refers to kits for correcting metabolic defects in patients. wherein at least a portion of the device comprises at least one hard segment of about 5-45% ment, about 95 to 55% by weight of aliphatic polyol, and aliphatic polyamine. and aromatic polyamines, and mixtures thereof. Also contains a hydrophilic oligomer, a hydrophobic oligomer, or an aliphatic oligomer. a non-porous copolymer comprising at least one soft segment of and a biocompatible implantable device comprising a semipermeable biocompatible film. and the film has a pressure greater than about 350 psi and up to about 10,000 psi. It has a tensile strength and an ultimate elongation of more than about 300% and up to about 1.500%, and is absorbent. The sum of the volume fraction of water collected and the volume fraction of hydrophilicity in the soft segment is greater than about 100% and up to about 2.000% of the volume of the combined wetted polymer has a water absorption capacity of greater than about 50% up to about 95% by volume, and has a molecular weight of about Molecules up to 6,000 to 600,000 can penetrate, but cells and particulate matter The film is characterized by being substantially impermeable to objects, including syringes. the needle and the pre-selected metabolically defect-free cells into the device. The device is then implanted into a patient suffering from a metabolic defect, allowing the cells to interact with the patient's body fluids and be able to alleviate symptoms associated with the defect A kit is provided containing instructions on how to use the kit.

張強さと、約300%より大きく約1.500%までの究極伸び率とを右本発明 は、少なくとも装置の一部が、生物適合性かつ親水性の、セグメント化したポリ ウレタンのブロック共重合体を含んでいるフィルムを含む装置の存在下に、細胞 を培養する方法を供する。The present invention has a tensile strength and an ultimate elongation rate of greater than about 300% and up to about 1.500%. at least a portion of the device is made of a biocompatible, hydrophilic, segmented polymer. Cells in the presence of a device containing a film containing a urethane block copolymer A method for culturing is provided.

本発明の一つの面においては、 in vivoにおける方法が、血液のような 体液中の、有害または好ましくない化合物を産生する代謝上の欠陥の治癒に適用 され、その化合物が細胞と直接に相互作用をすべく接触すると、無害か、または 好ましい化合物に変えられ、次いで体液に戻される。このことは、フェニルケト ン尿症の場合に真実であり、遺伝子操作を施した細胞が、小児の血流中に作られ るフェニルアラニンを、無害の産物であるし一チロシンまたはフェニルピルビン 酸に変化させることができる。In one aspect of the invention, the in vivo method comprises Applicable to cure metabolic defects that produce harmful or undesirable compounds in body fluids and when the compound comes into contact with cells for direct interaction, it is harmless or It is converted into the preferred compound and then returned to body fluids. This means that phenylketo This is true in the case of urine disease, in which genetically engineered cells are created in the child's bloodstream. Phenylalanine is a harmless product, and tyrosine or phenylpyruvin Can be converted to acid.

もう一つの面においては、この方法は、産物を産生ずる細胞を含む細胞を使用し ている。このタイプの方法の一例は、糖尿病患者における高い血中グルコース濃 度に対抗するための方法である。インスリン産生細胞を、本発明に従って一度移 植すれば、グルコースの血中濃度の増加によって活性化される時、細胞はインス リンを産生じ、それは血流内に浸透され標的細胞に分配され、そこで細胞による グルコースの取込みを促進する。In another aspect, the method uses cells, including cells that produce the product. ing. An example of this type of method is high blood glucose concentrations in diabetic patients. This is a way to combat this. Insulin-producing cells are transferred once according to the present invention. Once implanted, the cells will produce insulin when activated by increased blood levels of glucose. It produces phosphorus, which penetrates into the bloodstream and is distributed to target cells, where it is absorbed by the cells. Promotes glucose uptake.

本発明のさらなる部分は、患者における代謝上の欠陥を直すためのキットにして 、少なくとも装置の一部が、約5〜45重量%の少なくとも一つの硬質セグメン トと、約95〜55重量%の、脂肪族ポリオールと、脂肪族ポリアミンならびに 芳香族ポリアミンと、それらの混合物とから成る群より選択した、少なくとも1 つの親水性オリゴマーか、疎水性オリゴマーか、脂肪族オリゴマーを含んでいる 少なくとも一つの軟質セグメントとを含んでなる共重合体から成る、無孔性かつ 半透性の生物適合性フィルムを含む、生物適合性の装置を含み、そのフィルムが 、約350psはり大きく約to、000psiまでの引現在までは、人体内の 不完全な生物システムの機能を回復させようと試みてきた他の技術は、種々の方 法によるインスリンまたは他のホルモンの投与のような、あるべき所にない生産 物の投与または不完全な生産物の投与と、血液のようなヒトの体液のex vi voにおける処置と、体液に対する治療行為を達成させる外側のex vivo システムに、皮膚を通してつながったまま残るカテーテルのような装置の移植と に頼ってきた。本発明は、遺伝が原因であるヒトの疾患の継続的な治療のための 、新規な、目立たない方法を供する。A further part of the invention provides a kit for correcting a metabolic defect in a patient. , at least a portion of the device comprises about 5-45% by weight of at least one hard segment. and about 95 to 55% by weight of an aliphatic polyol, an aliphatic polyamine, and At least one selected from the group consisting of aromatic polyamines and mixtures thereof. Contains one hydrophilic oligomer, one hydrophobic oligomer, or one aliphatic oligomer a non-porous and copolymer comprising at least one soft segment; a biocompatible device including a semipermeable biocompatible film, the film being , about 350 ps, and up to about 000 psi. Other techniques that have attempted to restore the function of defective biological systems include Production that is not where it should be, such as the administration of insulin or other hormones by law. administration of products or incomplete products and ex vi of human body fluids such as blood. VO treatment and external ex vivo to accomplish therapeutic actions on body fluids implantation of a catheter-like device that remains connected to the system through the skin; I have relied on The present invention is intended for continuous treatment of human diseases with genetic causes. , provides a novel and unobtrusive method.

本発明の、より一般的な方法においては、その方法は、生きている生育可能な細 胞を培養する方法にして、生きている生育可能な細胞を、細胞を生育させるため の効果的な条件の下に、約5〜45重量%の少なくとも一つの硬いセグメントと 、約95〜55重量%の、脂肪族ポリオールと、脂肪族ポリアミンならびに芳香 族ポリアミンと、それらの混合物とから成る群より選択した、少なくとも一つの 親水性オリゴマーか、疎水性オリゴマーか、脂肪族オリゴマーを含んでいる少な くとも一つの軟質セグメントとを含んでなる共重合体から成る、無孔性かつ半透 性の生物適合性フィルムの存在下に培養することを含み、そのフィルムが、約3 50psはり太き(約10.0OOpsiまでの引張強さ、約300%より大き く約1.500%までの究極伸び率とを有し、吸収した水の体積分率と軟質セグ メントの親水性の体積分率との和が、乾燥した重合体の体積の約100%より大 きく約2.000%までであり、湿らせた重合体の体積の約50%より大きく約 95%までであるような吸水性を有するフィルムであり、分子量約6.000〜 600、000までの分子は浸透できるが、細胞および微粒子物質に対しては実 質的に不浸透性であり、さらに外部からの栄養素および培地の成分を、フィルム を通して細胞の環境内に浸透し、内部からの細胞の生産物を、フィルムを通して 細胞の環境外へ浸透するフイルムであることを特徴とする方法を含む。In the more general method of the invention, the method comprises A method of culturing cells to grow living, viable cells. about 5 to 45% by weight of at least one hard segment under effective conditions of , about 95-55% by weight of aliphatic polyols and aliphatic polyamines as well as aromatic at least one selected from the group consisting of polyamines of the group consisting of polyamines, and mixtures thereof. Contains hydrophilic oligomers, hydrophobic oligomers, or aliphatic oligomers. A non-porous and semi-permeable copolymer comprising at least one soft segment. culturing in the presence of a biocompatible film of about 30% 50ps beam thicker (tensile strength up to about 10.0OOpsi, about 300% greater) It has an ultimate elongation rate of up to about 1.500%, and the volume fraction of absorbed water and soft segment The sum of the hydrophilic volume fraction of the ment and the hydrophilic volume fraction is greater than about 100% of the dry polymer volume. up to about 2.000% and greater than about 50% of the volume of the wetted polymer. It is a film that has a water absorption of up to 95%, and has a molecular weight of about 6.000~ Up to 600,000 molecules can penetrate, but it is not effective against cells and particulate matter. The film is qualitatively impermeable and even retains external nutrients and components of the medium. Penetrates into the environment of the cell through the film, and transports the products of the cell from inside through the film. The method includes a method characterized in that the film penetrates outside the environment of the cell.

生存可能な生きている細胞を培養するこの方法は、栄養素および基質を、フィル ムまたは膜の外側の培地から細胞の領域内へ通過させ、逆に、細胞の生産物を、 細胞の環境からフィルムまたは膜の反対側の培地中に輸送させる。This method of culturing viable living cells requires nutrients and substrates to be The product of the cell is passed from the medium outside the membrane or membrane into the area of the cell, and vice versa. The cells are transported from their environment into the medium on the other side of the film or membrane.

この無孔性かつ半透性の生物適合性フィルムまたは膜の特性は、分子量の異なる 分子の通過を許すが、それと同時に、このフィルムの特徴は、細胞および他の微 粒子物質に対しては実質的に不浸透性を保っている。従って、フィルムの組成物 を変えることによってフィルムを調製し、それより大きい分子量の分子は細胞の 環境内に輸送されないというあらかじめ定めた遮断分子量を持たせることができ る。従ってこのフィルムは、補体および外来性細胞の移植に対して患者によって 通常産生される補体類似物のような、免疫分子の通過を先制すべく調製すること ができる。The properties of this non-porous and semi-permeable biocompatible film or membrane are This film allows molecules to pass through, but at the same time, this film is unique in that it allows cells and other microorganisms to pass through. It remains virtually impermeable to particulate matter. Therefore, the composition of the film The films are prepared by varying the They can have a predetermined cutoff molecular weight that prevents them from being transported into the environment. Ru. This film is therefore recommended by patients for complement and exogenous cell transplantation. preparations to preempt the passage of immune molecules, such as normally produced complement analogs Can be done.

生化学的な原因をもつ内因性の機能欠陥を「治癒する」ことのできるいかなるタ イプの細胞も、本発明の実施に使用することができる。Any drug that can "cure" endogenous functional defects that have biochemical causes Cells of the same type can also be used in the practice of the present invention.

基質と、それらの割合と、重合体と、調製方法と、異なる適用のためのフィルム の特性の調製方式とは、共に提出し、共に出願中である、Robert War dおよびKathleen Whiteによる「共重合体およびその無孔性かっ 半透性の膜と、既定の分子量範囲の分子の透過への使用J (代理人摘要書番号 SOM 20011)と題する米国への申請において開示されており、かかる情 報を開示している本文の部分は参考文献によってこの文章中に組込まれている。Substrates, their proportions, polymers, preparation methods and films for different applications The method for preparing the properties of “Copolymers and Their Nonporous Polymers” by Kathleen White and Kathleen White. Semipermeable membranes and their use for the permeation of molecules in a defined molecular weight range SOM 20011) and that such information is Portions of the text disclosing information are incorporated into this text by reference.

本発明の方法に使用した好ましい重合体は、経験的でありなおかつ体系的なアプ ローチの履行によって、与えられた浸透物質に対する特異的な浸透性および(ま たは)、特異的な分子量による遮断を有すべく合成することができる。この方法 の経験的な性質は、密な膜を通しての浸透性という事象の性質すなわち、溶解度 と、分子の大きさと、構造とを含めた、特異的な浸透物質または非浸透物質の性 質に委ねられている。本発明者らはこの文章の中において、本発明に従って重合 体膜を産生ずるための体系的なアプローチを供しており、それは特定の適用のた めの膜の特性を調製するために用いることができる。このことは、次の段落に簡 単に述べられている。The preferred polymers used in the method of the invention are based on empirical and systematic applications. The implementation of the roach determines the specific permeability and (or or) can be synthesized to have specific molecular weight blocking. this method The empirical property of is the property of the event of permeability through a dense membrane, i.e. the solubility characteristics of specific penetrating or non-penetrating substances, including their molecular size and structure; It depends on the quality. In this text, we describe the polymerization according to the invention. provides a systematic approach to producing body membranes, which can be tailored for specific applications. It can be used to adjust the properties of the membrane. This is briefly explained in the next paragraph. simply stated.

密な重合体膜を通した溶質の浸透は、模型合体中の浸透物質の拡散率と溶解度と によりほとんど決まる。もし模型合体が有意な量の溶媒を吸収すれば、溶質の浸 透は、溶媒で膨潤した模型合体中の浸透物質の拡散率と溶解度とによって決まる であろう。The permeation of solutes through dense polymer membranes is dependent on the diffusivity and solubility of the permeating substances during model coalescence. It is mostly determined by If the model coalescence absorbs a significant amount of solvent, Transmission is determined by the diffusivity and solubility of the penetrating substance in the model coalescence swollen with the solvent. Will.

模型合体による、たとえば水のような溶媒の吸収は、その重合体が溶媒に対して いくらかの親和性を有することを必要とする。さらに定義により、溶媒は溶質/ 浸透物質を溶解することができるはずである。従って膜による溶媒の吸収は、模 型合体内の環境を、乾燥状態にある時よりも純粋な溶媒の状態に近づけてやるこ とにより、浸透率に対する溶解度の因子の寄与を増加させることができる。Absorption of a solvent, such as water, by model coalescence is caused by the fact that the polymer is resistant to the solvent. Requires having some affinity. Furthermore, by definition, the solvent is the solute/ It should be able to dissolve the penetrant. Therefore, the absorption of solvent by the membrane is It is possible to make the environment inside the mold coalesce closer to a state of pure solvent than when it is in a dry state. This can increase the contribution of the solubility factor to the permeability.

一般的に、模型合体における浸透物質の溶解度を高めることに加えて、低分子量 の溶媒が、模型合体のための可塑剤としてしばしば役立つ。可塑化は、可塑剤に よる重合体の溶解の度合に影響する。In general, in addition to increasing the solubility of permeating substances in model coalescence, low molecular weight Solvents often serve as plasticizers for model coalescence. Plasticization is a plasticizer This affects the degree of dissolution of the polymer.

さらに、可塑剤/溶媒の値が増すにつれて、混合物のガラス転移温度は一般的に 低下するであろう。ガラス転移温度の低下は、可塑剤自体が隣り合う鎖の間に入 り込み、分子間の空間を増加させることにより、高分子の鎖の相対的な運動を促 進することができることを示唆している。前文に加え、可塑剤/溶媒は、重合体 と可塑剤/溶媒との間の特異的な相互作用のため、起り得る重合体−重合体の相 互作用の度合を減少させる可能性がある。本発明のある種の模型合体に起る、水 和作用による軟らかいセグメントの結晶化度の減少は、後者のメカニズムの実例 である。Furthermore, as the value of plasticizer/solvent increases, the glass transition temperature of the mixture generally will decline. The glass transition temperature decreases because the plasticizer itself enters between adjacent chains. promotes the relative movement of polymer chains by increasing the space between molecules. This suggests that progress can be made. In addition to the preamble, the plasticizer/solvent may be Due to the specific interaction between the plasticizer/solvent and the polymer-polymer phase May reduce the degree of interaction. Water that occurs in certain model combinations of the present invention The decrease in the crystallinity of soft segments due to summation is an illustration of the latter mechanism. It is.

等方性の重合体膜の場合には、有意な溶媒の吸収/膨潤は、その中に吸収された 溶媒の体積分率の立方根にほぼ等しい量によって、たとえばX軸と、Y軸と、Z 軸の各々に沿って、膜の物理的次元において測定することのできる増加をもたら すであろう。このことは、より大きな全体積の中に同じ数の重合体分子が今も含 まれていることから、膨潤した状態においては、重合体の鎖が、増加した分子間 距離を有することの直接的な証拠を与える。重合体の鎖の、この増加した空間と 促進された運動とは、浸透率に対する拡散率の寄与を増加させることにより浸透 性を増加させることができる。In the case of isotropic polymeric membranes, significant solvent absorption/swelling occurs due to For example, the X-axis, Y-axis, and Z along each of the axes results in a measurable increase in the physical dimensions of the membrane. It will be. This means that the same number of polymer molecules are still contained within the larger total volume. In the swollen state, the polymer chains have increased intermolecular Gives direct evidence of distance. This increased space in the polymer chains and Facilitated motion refers to the rate of penetration by increasing the contribution of the diffusivity to the rate of penetration. can increase sex.

従って、模型合体による溶媒の吸収は、特定の浸透物質の拡散率と溶解度の双方 を増加させることにより、膜の浸透性を高めることができる。特異的な浸透率お よび(または)分子量遮断を得るための、本発明の脱調製法の一つは、膜の組成 物および形態を変えることである。このことは、吸収される溶媒の量の増加をも たらしさらに、より大きな溶媒吸収から生じる溶解度および拡散率の大きさの増 加をもたらすてあろう。Therefore, absorption of solvent by model coalescence depends on both the diffusivity and solubility of a particular permeating substance. The permeability of the membrane can be increased by increasing the . Specific penetration rate One depreparation method of the present invention to obtain molecular weight blocking and/or molecular weight blocking is to modify the composition of the membrane. It is to change objects and forms. This also increases the amount of solvent absorbed. Additionally, the increased magnitude of solubility and diffusivity resulting from greater solvent absorption It will bring about additional benefits.

いくつかの例においては、結果として生じる膜の浸透性の正確な量的予測を立て ることが常に可能とは限らないが、本発明者らは、この工程を左右する、ある質 的ならびに量的な関係が存在することを見出した。さらに、できることが予想さ れる膜の浸透性は、本発明者らによってこの文章において述べられた方法により 達成することができる。この文章において供せられた、特性対構造の関係は、膜 の浸透性を調整するために、相互に作用する合成の工程と、膜性型と、意図した 使用のための望ましい値が得られるまでの浸透性の測定とを通して使用すること ができる。In some instances, it is not possible to make accurate quantitative predictions of the permeability of the resulting membrane. Although it is not always possible to We found that there are both physical and quantitative relationships. Furthermore, it is expected that The permeability of the membrane was determined by the method described by the inventors in this text. can be achieved. The property-to-structure relationships provided in this text are Synthetic steps and membranous forms interact to adjust the permeability of the Use through permeability measurements until the desired value for use is obtained. Can be done.

下文に供せられる実施例においては、浸透物質は水溶性高分子であり、溶媒は水 かまたは水溶性の液体であると想定している。当業者らは、たとえば、非水溶性 溶媒の吸収を促進するために軟らかいセグメントを修飾することによって、他の 溶媒/浸透物質システムに適した同様のアプローチが適用できることを理解する であろう。In the examples provided below, the osmotic material is a water-soluble polymer and the solvent is water. or a water-soluble liquid. Those skilled in the art will understand, for example, that water-insoluble Others by modifying the soft segments to promote solvent absorption Understand that similar approaches suitable for solvent/permeant systems can be applied Will.

表1.膜重合体の特性対構造の関係 ・浸透率の増加(十++) ・遮断分子量の増加(++) ・伸びモジュラスの増加(+++) ・湿潤強さの増加(++) (+++)は強い陽性の効果を示し、 (−)は弱い陰性の効果を示す。Table 1. Relationship between properties and structure of membrane polymers ・Increase in penetration rate (10++) ・Increase in blocking molecular weight (++) ・Increase in elongation modulus (+++) ・Increase in wet strength (++) (+++) indicates a strong positive effect; (-) indicates a weak negative effect.

本発明の共重合体の硬いセグメントは、約160−10.000の分子量を有し 、さらに好ましくは約200〜2.000の分子量を有する。その成分はまた、 以下の表2に示したような好ましい分子量を有する。The hard segments of the copolymers of the present invention have a molecular weight of about 160-10.000. , more preferably a molecular weight of about 200 to 2.000. Its ingredients are also It has a preferred molecular weight as shown in Table 2 below.

表2.硬質セグメント成分として好ましい分子量脂肪族ンイソシアン酸エステル  150−270 100−500鎖増量剤 6(120018−500 硬質セグメントおよび軟質セグメントは共に広範囲の分子量において使用するこ とができるが、以下の表3は、軟質セグメントのいくつかの典型的な成分につい ての、典型的な実用的分子量範囲および、好ましい分子量範囲を示している。Table 2. Molecular weight aliphatic isocyanate ester preferred as hard segment component 150-270 100-500 chain extender 6 (120018-500 Both hard and soft segments can be used in a wide range of molecular weights. However, Table 3 below lists some typical components of the soft segment. Typical practical and preferred molecular weight ranges are shown.

表3.軟質セグメントの成分としての好ましい分子量ポリテトラメチレンオキシ ド 1,000−9.000 500−50,000ポリプロピレンオキシドー ポ 1,000−5.000 500−50.000リエチレンオキシド ポリテトラメチレンすキシド 1,000−2.000 500−50,000 −ポリエチレンオキシド アミンキャップしたポリプロ 600−6.000 200−1.000,00 0ピレンーポリエチレン ポリカーボネート 300−3.000 200−50,000アミンキヤツプ したポリテト 500−2.000 20(1−50,000ラメチレンオキシ ド シリコーンポリエチレンオキ 500−5.000 200−1,000,00 0シト ポリブタジェン 500−3.000 200−50,000ポリイソブチレ: / 1,000−5.000 500−10,000共重合体の硬質セグメント の含量は、典型的には5〜45重量%であり、その残りは軟質セグメントから成 り、それは親水性オリゴマーと、疎水性オリゴマーと、脂肪族オリゴマーとの組 合せであってもよい。Table 3. Preferred molecular weight polytetramethyleneoxy as a component of the soft segment 1,000-9,000 500-50,000 polypropylene oxide Poly 1,000-5.000 500-50.000 polyethylene oxide Polytetramethylene soxide 1,000-2,000 500-50,000 -polyethylene oxide Amine-capped polypro 600-6.000 200-1.000,00 0 pyrene-polyethylene Polycarbonate 300-3.000 200-50,000 Amine Cap polytetra 500-2.000 20 (1-50,000 ramethyleneoxy de Silicone polyethylene oxide 500-5.000 200-1,000,00 0 sites Polybutadiene 500-3.000 200-50,000 Polyisobutylene: / 1,000-5.000 500-10,000 copolymer hard segment The content of It is a combination of a hydrophilic oligomer, a hydrophobic oligomer, and an aliphatic oligomer. It may be a combination.

1つの好ましい態様においては、共重合体は約9〜30重量%の硬質セグメント を含んでなり、さらに好ましくは10〜28重量%の硬質セグメントを含んでな る。同様に、軟質セグメントの典型的な含量は約91〜70重量%であり、さら に好ましくは約90〜72重量%である。In one preferred embodiment, the copolymer has about 9-30% by weight hard segments. more preferably 10 to 28% by weight of hard segments. Ru. Similarly, the typical content of soft segments is about 91-70% by weight, and It is preferably about 90 to 72% by weight.

しかしながら、硬質セグメントと軟らかいセグメントとの他の割合もまた、本発 明の実施に適している。However, other proportions of hard and soft segments are also possible in this invention. suitable for implementation.

この組成物から成る重合体は、以下の表4に記した特性を有するであろう。Polymers made from this composition will have the properties listed in Table 4 below.

表41本発明のフィルムの特徴 特 徴 範 囲 引張強さ 約350ps iより大きく約10,000psiまて破断点伸び  約300%より大きく約1.500%まで親水性の軟質セグメント 湿重量の約 50%より大きく約95%まで吸水量のみ 湿重量の約50%より大きく約95 %まで本発明はまた、本発明のブロック共重合体を含む、無孔性かつ半透性の生 物適合性フィルムを供する。好ましい態様においては、このフィルムは本発明の 共重合体から形成される。もう1つの好ましい態様においては、フィルムは保持 体上にコートされている。さらにもう1つの好ましい態様においては、フィルム は統合された基質の一部分てあり、その基質は同し重合体または、類似した重合 体から成る。Table 41 Characteristics of the film of the present invention Features range Tensile strength: approx. 350 ps, greater than i, approx. 10,000 psi, elongation at break Hydrophilic soft segment greater than about 300% and up to about 1.500% wet weight More than 50% and up to about 95% water absorption only More than about 50% of wet weight to about 95% % The present invention also provides non-porous and semi-permeable materials comprising the block copolymers of the present invention. provides a material-compatible film. In a preferred embodiment, the film is a Formed from copolymers. In another preferred embodiment, the film retains coated on the body. In yet another preferred embodiment, the film is part of an integrated matrix, and the matrix is composed of the same or similar polymers. Consists of the body.

特に好ましい態様においては、本発明の無孔性のフィルムは曲げやすいシートお よび中空の膜または中空糸の形で供せられる。典型的には、曲げやすいシートは 、約10〜15インチ幅の、約1〜6フイートの長さの、長い巻き込めるノート として調製される。しかしながら他の寸法もまた選択することが可能である。特 に重要なことはシートの厚さてあって、それは約5〜100 ミクロンであり、 保持体または補強剤なしに使用する場合には、さらに好ましくは約19〜25ミ クロンである。In particularly preferred embodiments, the non-porous films of the invention are flexible sheets or and in the form of hollow membranes or hollow fibers. Typically, flexible sheets are , a long retractable notebook approximately 10 to 15 inches wide and approximately 1 to 6 feet long. It is prepared as However, other dimensions can also be selected. Special What is important is the thickness of the sheet, which is approximately 5 to 100 microns. More preferably about 19 to 25 mm when used without a retainer or reinforcement. It's Kron.

この曲げやすいソートは、本発明のブロック共重合体から、本技術分野で周知の 方法により調製され、典型的には注型により、更に好ましくは、ウェブまたは吐 出しライナー上での注型により調製される。すてに示したように、この組成物は フィルムとして基質上にコートすることができる。補強用ウェブ、たとえば織物 の上に永久的に保持する場合には、フィルムまたは膜をより薄く、たとえば約1 ミクロン程の厚さにすることができるが、それに対し保持しないで用いる場合に は、約5〜10ミクロン程度にしか厚さを減らすことができない。This flexible sort can be obtained from the block copolymers of the present invention, as is well known in the art. method, typically by casting, more preferably by web or spouting. Prepared by casting on a pour liner. As previously shown, this composition It can be coated onto a substrate as a film. Reinforcing webs, e.g. textiles If permanently retained on the film or membrane, the film or membrane may be thinner, e.g. It can be made as thick as microns, but when used without holding The thickness can only be reduced to about 5-10 microns.

本発明の重合体から、吐出し紙か、ウェブか、またはライナー上のナイフオーバ ーロール(knife−over−roll)注型により、乾燥したフィルムの 形に膜を製造する場合には、それらは連続的なコーティングラインの上で、約1 〜100 ミクロンの、わずかな厚さを有する。From the polymers of the present invention, knife-overs on jet paper, webs, or liners are prepared. - Knife-over-roll casting of dried film When producing membranes in the form of a film, they are coated on a continuous coating line in approximately 1 It has a slight thickness of ~100 microns.

2つの強制空気炉を具備した、たとえば最大15インチのウェブ幅を有する、2 0フイートの長さの連続したウェブコーターを用いることができる。1つの特別 な態様においては、空気取入れ用ダクトに、高性能微粒子空気(IIEPA)フ ィルターをはめ込むことにより、清潔な操作用にコーターを改造することができ る。濾過した重合体溶液または、濾過した反応性のあるプレポリマー溶液を入れ て調剤するために、窒素で清浄にしたコーターボックスを用いることができる。With two forced air furnaces, e.g. 2 with a web width of up to 15 inches A 0 foot long continuous web coater can be used. one special In some embodiments, the air intake ducts are equipped with high efficiency particulate air (IIEPA) ducts. The coater can be modified for clean operation by fitting the filter. Ru. Add filtered polymer solution or filtered reactive prepolymer solution. A nitrogen-purged coater box can be used for dispensing.

しかしながら、他の装置もまた適している。However, other devices are also suitable.

たとえばホルムアミドのような、注型溶媒の痕跡程度の量を除いた全量は、HE PAフィルターをはめ込んだコーターの熱空気炉によって除去することができる 。膜の注型の後、膜および基質はさらに乾燥させ、残留する溶媒の含量を、液体 クロマトグラフィーにて測定し、約JOOppmより低くなるようにする。完全 に乾燥した注型フィルムの厚さは、たとえば0.0001インチ(2,5μM) の感度のマイクロメーターか、または顕微鏡を用いて視覚的に測定することがで きる。All but trace amounts of casting solvents, such as formamide, are HE Can be removed by the coater's hot air oven fitted with a PA filter . After casting the membrane, the membrane and substrate are further dried to reduce the residual solvent content It is measured by chromatography and should be lower than about JOOppm. Perfect The thickness of the cast film dried is, for example, 0.0001 inch (2.5 μM). It can be measured visually using a micrometer with a sensitivity of Wear.

本発明の膜は、たとえば溶液、分散、 100%固体のプレポリマー液、ポリマ ー溶解物等の、後に固体に転換される液体を利用する工程から生じるいかなる形 状もとることができる。転換された形状はまた、成形型切断か、熱シーリングが 、溶剤または接着剤による結合か、他の一般に使用されている製造法の一種を用 いて、さらに変形することができる。たとえば、中空管の形状においては、膜は 一般に直径約0.5〜10mmに調製し、さらに好ましくは約1〜3mmであり 、厚さ約l〜100 ミクロンに調製し、さらに好ましくは約19〜25ミクロ ンに調製する。中空の膜は長い巻き込み可能な形状に容易に調製することができ 、長さ約0.75〜31インチに切断し、さらに好ましくは約0.5〜6インチ に切断する。The membranes of the invention can be used, for example, in solutions, dispersions, 100% solids prepolymer liquids, polymer – Any form resulting from a process that utilizes a liquid that is subsequently converted to a solid, such as a melt. You can also take the form. Converted shapes can also be mold cut or heat sealed. , solvent or adhesive bonding, or some other commonly used manufacturing method. and can be further transformed. For example, in a hollow tube configuration, the membrane Generally prepared to have a diameter of about 0.5 to 10 mm, more preferably about 1 to 3 mm. , with a thickness of about 1 to 100 microns, more preferably about 19 to 25 microns. Prepare properly. Hollow membranes can be easily prepared into long rollable shapes. , cut to lengths of about 0.75 to 31 inches, more preferably about 0.5 to 6 inches. Cut into.

生化学的な原因をもつ内因性の機能欠陥を「治癒する」ことのできるいかなるタ イプの細胞も、この文章の中の使用に適する。本方法は、多くの異なる治療に適 用される、遺伝子操作を施したか、または突然変異した、広範囲の細胞タイプを 用いて実施することができる。Any drug that can "cure" endogenous functional defects that have biochemical causes Ip cells are also suitable for use in this text. This method is suitable for many different treatments. a wide range of genetically engineered or mutated cell types It can be implemented using

本方法の適用の一例は、糖尿病の治療である。もう一つの例は、フェニルアラニ ンを人体に無害なチロシンまたはフェニルピルビン酸に変化させる酵素を産生ず ることのできる細胞を用いた、フェニルケトン尿症の治療のための本方法の適用 である。One example of an application of this method is the treatment of diabetes. Another example is Phenylalani It does not produce enzymes that convert chlorine into tyrosine or phenylpyruvate, which are harmless to the human body. Application of this method for the treatment of phenylketonuria using cells capable of It is.

本発明の方法は、I型糖尿病および他の代謝疾患に付随した、微小血管系の合併 症の発生率および厳しさを減少させるであろう。The methods of the invention address the microvasculature complications associated with type I diabetes and other metabolic diseases. This will reduce the incidence and severity of the disease.

本方法は、患者における欠陥を直すための適切な細胞を含む装置を使用し、さら に、 (1)培養細胞に対する、マクロファージおよび免疫細胞からの防護を供し、 (2)長期間にわたり細胞を維持し、 (3)栄養素と、分泌促進物質と、細胞生産物を自由に通過させ、(4)体液お よび組織に対して、生物適合性の表面を供し、(5)簡単な外科的移植と、必要 であれば細胞の補充を供し、(6)この文章の中に供したin vivoにおけ る方法に利用される装置が、適所に容易に固定され、必要な時に容易にはずされ るための遂行を供する。The method uses a device containing appropriate cells to correct the defect in the patient and further To, (1) Provide protection for cultured cells from macrophages and immune cells, (2) maintain cells for a long period of time, (3) allow free passage of nutrients, secretagogues, and cell products; (4) allow body fluids and (5) provides a biocompatible surface for patients and tissues; (5) provides easy surgical implantation and (6) in vivo provided in this text. The equipment used in the method is easily fixed in place and easily removed when needed. Provide the performance to achieve the goal.

本方法は、細胞移植片の長期間の生存に対する主要な障害である、同種移植組織 または異種移植組織の免疫拒絶を克服する。This method addresses allograft tissue, a major obstacle to long-term survival of cell grafts. or overcome immune rejection of xenograft tissue.

生存可能な外来細胞を、種々の装置によって人体に導入することができる。かか る装置の実例は、Robert S、Wardと、Robert Kuhnと、 Veronica Jean Chaterによる「生物適合性の、治療用の、 移植可能な装置(Biocompatible Therapeutic 1m plantable Device) Jと題する米国への出願(連続番号07 /874.342)に開示されており、生きている生存可能な外来性細胞を人体 へ移植するための種々の装置を記述している本文の段落は、参考文献によってこ の文章に組込まれている。Viable foreign cells can be introduced into the human body by a variety of devices. Kaka An example of such a device is given by Robert S. Ward and Robert Kuhn. “Biocompatible, Therapeutic, Implantable device (Biocompatible Therapeutic 1m Plantable Device) J (serial number 07) /874.342), in which living, viable exogenous cells are transferred to the human body. The text paragraphs describing various devices for implantation into incorporated into the text.

本発明の一つの方法は、細胞を移植される患者に欠損している機能を遂行するこ とのできる、生きた生存可能な細胞を含んでいる装置の、 in vivoにお ける移植に依存している。たとえば、本発明の方法は、糖尿病患者に対し、イン スリン産生細胞を、生物適合性のある移植可能な装置にして、少なくともその一 部がこの文章において述べたようなフィルムまたは膜を含み、細胞を囲み、さら に人体内において細胞を隔離しておく装置に入れて移植することにより実施され る。従って、この方法は、人体内のある場所に細胞を隔離して生育させることに よって行うことができ、そこでは細胞は血液のようなヒトの体液と、直接的な継 続する相互作用をすべく接し置かれている。糖尿病患者の場合には、インスリン 産生細胞を、とりわけ血管か腸腔か、他の部位の内側または周囲に移植し、その 患者の血液と相互作用を行なわせる。細胞によって産生されるインスリンのよう なタンパク質またはホルモンは、無孔性かつ半透性のフィルムまたは膜を通して 装置の外側に浸透し、血流に入り、そこから標的細胞に到達することができる。One method of the invention is to perform a function that is deficient in the patient to whom the cells are transplanted. in vivo of a device containing live, viable cells capable of It depends on the port that can be used. For example, the method of the present invention may provide diabetic patients with The surin-producing cells are made into a biocompatible implantable device, at least in part contains a film or membrane as mentioned in this text, surrounds the cell, and It is carried out by transplanting cells into a device that isolates them within the human body. Ru. Therefore, this method involves isolating and growing cells in a certain location in the human body. can be carried out in which cells are exposed to human body fluids such as blood in direct contact with They are placed in close contact for continued interaction. For diabetics, insulin The producing cells are transplanted into or around blood vessels, the intestinal lumen, or other parts of the body. It interacts with the patient's blood. like insulin produced by cells proteins or hormones are transported through nonporous and semipermeable films or membranes. It can penetrate the outside of the device and enter the bloodstream, from where it can reach target cells.

血中に存在するいかなるグルコースも、そこで利用され代謝されるために、人体 のその細胞に入ることができるであろう。従って、糖尿病によってこうむったグ ルコースの好ましくない高い血中濃度は低下していく。Any glucose present in the blood is utilized and metabolized there, so the human body will be able to enter that cell. Therefore, the number of patients affected by diabetes is The undesirably high blood concentration of lucose decreases.

好ましい態様においては、生きている生存可能な細胞は、インスリンを産生する ことができるだけでなく、さらにホルモンの産生をグルコースの血中濃度に応し て調節することができる。しかしながら、他の細胞もまた使用することができる 。In a preferred embodiment, the living viable cells produce insulin. In addition, hormone production can be increased in response to blood glucose levels. can be adjusted. However, other cells can also be used .

この文章の中で使用されたような無孔性の、自己保持性のある半透膜の使用は、 細胞に対し免疫隔離を保持する一方で、栄養素と、分泌促進物質と、細胞の生産 物を通過させる。本方法は、丈夫な、密度の高い、水で膨潤した膜またはフィル ムを使用しているがそれは細胞および装置に接している体液成分と、細胞によっ て産生される生産物とに対して浸透性がある。The use of nonporous, self-retaining semipermeable membranes, such as those used in this text, production of nutrients, secretagogues, and cells while maintaining immune isolation for the cells. Let things pass. The method uses durable, dense, water-swollen membranes or Although the system uses permeable to products produced by

本発明のin vitroにおける方法の特別の態様においては、細胞は、生産 物を分泌する細胞を含む。その生産物は、甲状腺ホルモンと、すい臓ホルモンと 、他のホルモンのようなホルモンか、または遺伝子の修飾に続いて産生される組 換えタンパク質であることが可能である。In a particular embodiment of the in vitro method of the invention, the cells produce Contains cells that secrete substances. Its products are thyroid hormone and pancreatic hormone. , hormones like other hormones, or groups produced following modification of genes. It is possible that the protein is a modified protein.

もう一つの好ましい態様においては、細胞はインスリン産生細胞を含む。さらに 好ましい態様においては、細胞によるインスリンの産生は、培地中のグルコース 濃度の変化によって調節することができる。In another preferred embodiment, the cells include insulin producing cells. moreover In a preferred embodiment, the production of insulin by the cells is based on glucose in the medium. It can be adjusted by changing the concentration.

in vitroにおiフるインスリンの産生に用いることのできる細胞の例は 、修飾されていない哺乳類のランゲルハンス島細胞と、インスリンを産する原核 細胞または真核細胞の組換え細胞と、相同組換えまたは突然変異から発生した、 グルコースによって調節される真核生物のインスリン産生細胞である。Examples of cells that can be used to produce insulin in vitro are: , unmodified mammalian islet of Langerhans cells and insulin-producing prokaryotes. recombinant cells or eukaryotic cells, resulting from homologous recombination or mutation; A eukaryotic insulin-producing cell that is regulated by glucose.

一般に、本発明の方法を実施するためには、細胞は原核細胞および真核細胞から 選択することができる。これらの中で、不滅化された細胞と、生きている組繊細 胞と、初代培養細胞とから成る群から細胞を選択することができる。これらは、 この文章の中においてさらに述べる必要のない、本技術分野で周知の方法か、ま たは商業的に入手できる源により得ることができる。たとえば、Gazdar、  A、D。Generally, to carry out the methods of the invention, cells are selected from prokaryotic and eukaryotic cells. You can choose. Among these, immortalized cells and living cells Cells can be selected from the group consisting of cells and primary cultured cells. these are, Methods well known in the art that do not require further discussion in this text, or or from commercially available sources. For example, Gazdar, A, D.

と、Chtck、 W、1.、とDie、 H,に、らによる「ラットの移植可 能な島細胞腫から確立した、継続性のあるクローン化した、インスリンおよびソ マトスタチン分泌細胞株(Continuous、 C1ona1. In5u lin andSomatostatin−3ecreting Ce1l L ines Established From aTransplantabl e Rat l5let Ce1l Tumor)J 、Proc、Natl、 Acad、Sci。and Chtck, W, 1. , and Die, H., et al. Continuously cloned insulin and insulin Matostatin-secreting cell line (Continuous, C1ona1. In5u lin and Somatostatin-3ecreting Ce1l L ines Established From a Transplantable e Rat l5let Ce1l Tumor) J, Proc, Natl, Acad, Sci.

USA、 77、3519−3523 (1980) 、および、5anter re、 R,F、と、Cook。USA, 77, 3519-3523 (1980), and 5anter re, R, F, and Cook.

R,A、と、Cr1ses、 RoM、Dらによる「シミアンウィルス−40で 形質転換したハムスターのすい臓のベータ細胞の、クローン化した細胞株におけ るインスリン合成(Insulin 5ynthesis in C1onal  Ce1l Lineof 51m1an Virus 40−Transfo rmed ttamster Pancreatic Beta Ce1ls) JA Proc、Natl、Acad、Sci、USA、 78.4339−4343  (1981)参照。“Simian Virus-40” by R, A, Cr1ses, RoM, D et al. in a cloned cell line of transformed hamster pancreatic beta cells. Insulin synthesis in C1onal Ce1l Lineof 51m1an Virus 40-Transfo rmed tamster Pancreatic Beta Ce1ls) J.A. Proc, Natl, Acad, Sci, USA, 78.4339-4343 (1981).

本発明の方法の特に好ましい態様においては、ここで使用した装置は実質的に細 胞を封入する。In particularly preferred embodiments of the method of the invention, the apparatus used herein is substantially thin. Enclose the cells.

本発明の方法の最も好ましい態様においては、装置内に封入された細胞は、35 %より多い水を含むヒドロゲル中に固定されている。In the most preferred embodiment of the method of the invention, the cells encapsulated within the device are immobilized in a hydrogel containing more than % water.

ヒドロゲルは装置内の細胞の均一な分布を維持する。このことは、細胞内生産物 の、移植された装置の外への最適な拡散を保証する。The hydrogel maintains a uniform distribution of cells within the device. This means that intracellular products , ensuring optimal diffusion out of the implanted device.

細胞をヒドロゲル内に浮遊させることもまた、細胞の生存度を高めることが見出 されている。Suspending cells within a hydrogel was also found to increase cell viability. has been done.

本発明の方法をin vivoにおいて実施する場合には、この方法はさらに、 細胞を含んでいる装置の、患者の体への移植を含んでおり、そこでは、培養の段 階は、 in vivoにおいて、有害な免疫応答が実質的に存在しない状態で 行なわれる。When the method of the invention is carried out in vivo, the method further comprises: It involves the implantation of a device containing cells into a patient's body, where the culture step In vivo, there is virtually no harmful immune response. It is done.

すでに示したように、本方法に用いたフィルムまたは膜は、患者の体内の、外来 性の細胞の存在によって誘発される可能性のある免疫分子の、細胞環境内への通 過を妨げる。As already indicated, the film or membrane used in this method can be the passage of immune molecules into the cellular environment that can be triggered by the presence of sexually active cells. impede

本発明の一つの方法は、細胞が移植される患者に欠損している機能を遂行するこ とのできる、生きている生存可能な細胞を含んでいる装置の、 in vivo における移植に依存している。たとえば、本発明の方法は、糖尿病患者に対し、 生物適合性のある移植可能な装置にして、少なくとも装置の一部が、この文章に おいて述べたフィルムまたは膜を含み、装置が細胞を取り囲んでおり、それらを 人体内に隔離して設置することを特徴とする装置の中の、インスリン産生細胞の 移植によって実施することができる。従って、この方法は、人体内に隔離されて いる細胞を生育させることにより行なうことができ、そこにおいて細胞は、血液 のような体液と、直接的な継続した相互作用をすべく接し置かれている。糖尿病 患者の場合には、インスリン産生細胞は、とりわけ血管か、腸管か、またはある 器官の周囲のような部位に移植し、患者の血液と相互作用をするようになってい る。細胞によって産生される、たとえばインスリンのようなタンパク質またはホ ルモンは、無孔性がっ半透性のフィルムまたは膜を通して装置の外へ浸透し、血 液に入り、そこから標的細胞に到達することができる。血液中に存在するいがな るグルコースも、そこで利用および代謝のために、人体の細胞内に入ることがで きるであろう。従って、糖尿病によってこうむった、グルコースの好ましくない 高い血中濃度は低下して行く。One method of the invention is that the cells perform a function that is deficient in the patient to whom they are transplanted. in vivo of a device containing living, viable cells capable of is dependent on porting. For example, the methods of the present invention may provide diabetic patients with: The device must be biocompatible, implantable, and at least a portion of the device must meet the requirements of this text. The device surrounds the cells and protects them. Insulin-producing cells in a device that is installed in isolation within the human body. It can be performed by transplantation. Therefore, this method does not require isolation within the human body. This can be done by growing cells in blood, where the cells are It is placed in direct and continuous interaction with body fluids such as Diabetes In the case of the patient, the insulin-producing cells are inter alia vascular, intestinal, or They are implanted in areas such as around organs and are designed to interact with the patient's blood. Ru. Proteins or proteins, such as insulin, produced by cells Lumon permeates out of the device through a non-porous but semi-permeable film or membrane and It enters the fluid and from there can reach the target cells. char that exists in the blood Glucose can also enter the cells of the human body for utilization and metabolism there. It will be possible. Therefore, the unfavorable glucose levels suffered by diabetes The high blood concentration gradually decreases.

好ましい態様においては、生きている生存可能な細胞は、インスリンを産生ずる ことができるだけでなく、さらにそのホルモン産生は、血中のグルコース濃度に 応じて調節することができる。このことは、インスリンを産する哺乳類の組換え 細胞とその類似物および、インスリンのようなタンパク質を発現することのでき るレトロウィルスベクターの特別な使用において事実である。しかしながら、他 の細胞もまた使用することができる。In a preferred embodiment, the living viable cells produce insulin. Not only can that hormone production also affect the glucose concentration in the blood. It can be adjusted accordingly. This suggests that recombinant insulin-producing mammals cells and their analogs and their ability to express proteins such as insulin. This is true in particular uses of retroviral vectors. However, others cells can also be used.

最近の見積りによると、約400.000人のアメリカ人が、インスリンの産生 および(または)放出の欠損によって特徴づけられる、インスリン依存性I型糖 尿病にり患している。According to recent estimates, approximately 400,000 Americans are responsible for producing insulin. and/or insulin-dependent type I sugars characterized by defective release. I am suffering from urinary disease.

本発明の方法は、既定の分子量までの分子を通過させるが、細胞および他の微粒 子物質を通過させない少なくとも一つの浸透性のある領域を有する装置であって 、装置の半透性のフィルムまたは膜と接している領域におけるグルコース濃度の 変化に応じたインスリンの放出によって、はぼ正常な血糖を供することのできる インスリン産生細胞を含んでいる、生物適合性のある装置を含んでいる「人工す い臓」の移植による糖尿病の治療に有用である。The method of the invention passes molecules up to a predetermined molecular weight, but allows cells and other particulates to pass through. A device having at least one permeable region that does not allow the passage of child substances, the device comprising: , of the glucose concentration in the region of the device in contact with the semipermeable film or membrane. By releasing insulin in response to changes, it can provide almost normal blood sugar levels. An “artificial device” containing a biocompatible device containing insulin-producing cells. It is useful in the treatment of diabetes by transplantation of the "pancreas."

特に好ましい態様においては、移植される細胞は患者自身の欠陥のある細胞であ り、それらは移植に先立ち、遺伝子操作によって欠陥を克服すべく処理されてい る。In particularly preferred embodiments, the cells to be transplanted are the patient's own defective cells. They are genetically engineered to overcome defects prior to transplantation. Ru.

本発明の方法は、細胞を詰め込んだ装置を患者の体内の複数の部位に移植するこ とにより実施することができる。この部位の例は、とりわけ、ある器官の内部お よび周囲と、大装置の内部および周囲と、膣内と、皮肉と、皮下と、洞内と、腹 膜組織内と、血管内である。The method of the invention involves implanting a cell-filled device at multiple sites within a patient's body. It can be implemented by Examples of this site include, among other things, the interior and inside and around the large apparatus, inside the vagina, inside the skin, under the skin, inside the sinuses, and around the abdomen. Within the membrane tissue and within the blood vessels.

この装置を皮下に移植することによって本方法を実施する際には、細胞によって 産生される生産物の大きさおよび性質か、または、体液中に存在し、細胞にさら されて細胞による生産物(または複数の生産物)の放出に影響する必要のある物 質の大きさおよび性質に応じて、患者の体のどこにでも移植することができる。When carrying out this method by subcutaneously implanting this device, the cell The size and nature of the products produced or their presence in body fluids and exposure to cells. what needs to be done to affect the release of a product (or products) by the cell Depending on the size and nature of the tumor, it can be implanted anywhere in the patient's body.

一つの例は、リンパが循環に戻る部位に隣接した領域である。成長ホルモンのよ うなホルモンか、または他のタンパク質産物は、本発明の方法に従って、たとえ ば腕の下の皮下に装置を移植することにより実施することができる。他の移植用 の領域としては、上皮下の脂肪パッド内と、腸管内およびその類似物がある。One example is the area adjacent to the site where lymph returns to the circulation. It's growth hormone. Hormones or other protein products may be prepared according to the methods of the present invention. For example, this can be done by implanting the device subcutaneously under the arm. For other transplants Areas include within the subepithelial fat pad and within the intestinal tract and its analogs.

好ましい態様においては、本発明の方法は、本発明のフィルムから成る少なくと も一部分を有するカテーテルのような装置を、患者の動脈のような血管の中に移 植することによって実施される。In a preferred embodiment, the method of the invention comprises at least one film comprising a film of the invention. A device such as a catheter, which has a section, is moved into a patient's blood vessel, such as an artery. It is carried out by planting.

インスリンの産生の場合において利用できるが、調節不可能である例は、膵臓腫 瘍細胞、たとえば、ハムスターのインスリノーマ、およびラットのインスリノー マである。これらのような細胞系を反復して選択しおよび/または突然変異させ て、それらをグルコース調節可能なインスリノーマに形質転換することができる 。An example of insulin production that is available but not regulated is pancreatic cancer. tumor cells, such as hamster insulinoma and rat insulinoma It's Ma. Cell lines such as these can be iteratively selected and/or mutated. and transform them into glucose-regulatable insulinomas. .

本発明の方法は、多数の方法で被検体における代謝欠陥を阻止することができる 。1つの例は、被検体の細胞が、血友病を処置するときにおけるように、十分な 量のある種の化合物、例えば、ホルモン、例えば、インスリン、またはチロキシ ン、または凝固因子を産生じない例である。第2の例は、患者が代謝物を変更す ることがてきないために、望ましくないレベルの代謝物が循環の中に蓄積するこ とである。他の例は、培地が、細胞と直接の相互作用的接触をしているとき、培 地に戻される無害のまたは望ましい成分に形質転換される有害なまたは望ましく ない成分からなることである。こうして、例えば、この細胞の中に存在する酵素 は培地成分を代謝しそしてそれを無害とする。The methods of the invention can prevent metabolic defects in a subject in a number of ways. . One example is when the subject's cells have sufficient amounts of certain compounds, such as hormones, such as insulin, or thyroxy This is an example of a protein that does not produce coagulation factors or coagulation factors. A second example is when a patient changes metabolites. Undesirable levels of metabolites can accumulate in the circulation due to inability to That is. Another example is when the medium is in direct interactive contact with the cells. Harmful or desirable components that are transformed into harmless or desirable components that are returned to the earth. It is made up of ingredients that are not present. Thus, for example, the enzymes present in this cell metabolizes the media components and renders them harmless.

他の面において、本発明は、有害な免疫学的反応の実質的不存在下に、ある化合 物の異常なレベルを体液の中に生ずる内因性欠陥に悩む、被検体の体液中の前記 化合物のレベルを調節する方法を提供し、この方法は、ステップ: 患者の細胞の内因性欠陥を欠如する細胞をある装置の中に取り囲み、ここで前記 装置の少なくとも1つの部分は前記細胞を実質的に取り囲む非多孔質の、半透過 性、生物適合性のフィルムからなり、前記フィルムは約5〜45重量%の少なく とも■の硬質セグメント、および約95〜55重量%の少なくとも1つの軟質セ グメントからなるコポリマーから形成されており、前記軟質゛セグメントは脂肪 族ポリオール、脂肪族および芳香族のポリアミンおよびそれらの混合物から成る 群より選択される少なくとも1種の親水性、疎水性または両親媒性のオリゴマー からなり;前記フィルムは約350psiより大きくかつ約10.000psi までの引張強さ、約300%より大きくかつ約1.500%までの究極伸び率お よび吸収された水の体積分率および軟質セグメントの親水性の体積分率の合計が 乾燥ポリマーの体積の約100%および約2.000%までを越えかつ湿潤ポリ マーの体積の約50%および約95%までを越えるような水吸収率を有し、そし て前記フィルムは約6.000〜600.000までの分子量の分子に対して透 過性でありかつ細胞および特定の物質に対して実質的に不透過性であり;前記細 胞からなる前記装置を前記細胞が被検体の体液と接触している被検体の体の部位 の中に移植し;そして前記細胞が前記化合物と直接相互作用的接触をしている移 植部位において前記細胞を生存させかつ体液の中のそのレベルを調節するように 作用させる: からなる。In another aspect, the invention provides methods for producing certain compounds in the substantial absence of adverse immunological reactions. said in the body fluids of a subject suffering from an endogenous defect that causes abnormal levels of the substance in the body fluids. Provides a method for regulating the levels of a compound, which method includes the steps: Cells lacking the endogenous defect of the patient's cells are surrounded in a device, where the At least one portion of the device is a non-porous, semi-permeable material substantially surrounding said cells. 5 to 45% by weight of the film. and about 95 to 55% by weight of at least one soft segment. The soft segment is made of a copolymer consisting of a fatty segment. consisting of family polyols, aliphatic and aromatic polyamines and mixtures thereof at least one hydrophilic, hydrophobic or amphipathic oligomer selected from the group the film is greater than about 350 psi and about 10,000 psi; Tensile strength up to, greater than about 300% and ultimate elongation up to about 1.500% The sum of the volume fraction of absorbed water and the volume fraction of hydrophilicity of the soft segment is Exceeding about 100% and up to about 2.000% of the volume of dry polymer and wet poly water absorption of greater than about 50% and up to about 95% of the volume of the polymer; The film is transparent to molecules with a molecular weight of about 6.000 to 600.000. permeable and substantially impermeable to cells and certain substances; The device consisting of cells is placed in a region of the subject's body where the cells are in contact with body fluids of the subject. and wherein said cells are in direct interactive contact with said compound. to keep the cells alive at the site of implantation and to regulate their levels in body fluids. Let it work: Consisting of

この方法の最も好ましい態様において、体液は血液からなりそして内因性欠陥は 血液中の前記化合物の正常のレベルより実質的に高いレベルである。他の態様に おいて、内因性欠陥は前記化合物の正常のレベルより実質的に低いレベルである 。これらは、過剰のホルモンまたは欠陥が存在するかどうかのホルモンの不均衡 の場合である。内因性欠陥が血液中のある化合物の正常のレベルより実質的に高 いレベルである場合の例は、血液中のグルコースのレベルがインスリンの欠如の ために増加する場合である。内因性欠陥がある化合物の正常のレベルより実質的 に低いレベルである場合は、チロキシン、成長ホルモンなどの場合におけるよう に、更新することが必要であるホルモンの欠乏が存在する場合である。In the most preferred embodiment of this method, the body fluid consists of blood and the endogenous defect is A level that is substantially higher than the normal level of the compound in the blood. in other aspects , the endogenous defect is a level that is substantially lower than the normal level of said compound. . These are hormonal imbalances, whether there is an excess of hormones or a defect This is the case. An endogenous defect causes substantially higher than normal levels of certain compounds in the blood. An example is when the level of glucose in the blood is low due to lack of insulin. This is the case when it increases. Substantially higher than normal levels of compounds with endogenous defects If the levels are low, as in the case of thyroxine, growth hormone, etc. This is the case when there is a deficiency of hormones that need to be renewed.

この方法の実施のために好ましい細胞のタイプは、調節される化合物のレベルの 酵素作用の補償がその中に存在する化合物のレベルにより逆に調節可能であるタ イプである。Preferred cell types for the practice of this method are The compensation of enzyme action is inversely adjustable by the level of compounds present in it. It is Ipu.

生体外の方法の場合におけるように、本発明の実施に適当な細胞の例は、永久分 裂能を与えた細胞、生きている組繊細胞、および一時培養細胞である。インスリ ン欠乏細胞、例えば、未変性ランゲルハンス島、またはトランスジェニック技術 から生ずるグルコース調節インスリン産生真核生物の細胞を処置する方法の場合 において、相同性組み換えまたは突然変異を使用することができる。これらの細 胞はこの分野において知られており、同一であるか、あるいは異なる種からの野 生型遺伝子をクローニングするか、あるいはトランスジェニック技術により生産 することができる。さらに、細胞はクローニング以外の手段による突然変異によ り生産することができる。As in the case of in vitro methods, examples of cells suitable for the practice of the invention include permanent cells. cleft-competent cells, living tissue cells, and transiently cultured cells. insulin cells deficient in cells, e.g. native islets of Langerhans, or transgenic techniques. For a method of treating glucose-regulated insulin-producing eukaryotic cells resulting from In this case, homologous recombination or mutation can be used. These details vesicles are known in the art and may be the same or wild species from different species. Produced by cloning viable genes or using transgenic technology can do. Furthermore, cells can be mutated by means other than cloning. can be produced.

これらの例は、放射線、突然変異誘発および選択である。Examples of these are radiation, mutagenesis and selection.

本発明の1つの面において、この方法は糖尿病の患者に適用され、そして細胞は グルコース調節可能な、インスリン産生細胞からなる。In one aspect of the invention, the method is applied to diabetic patients and the cells are Consists of glucose-regulated, insulin-producing cells.

細胞は被検体自身のインスリン欠乏細胞であることができ、そしてそれらは被検 体の体から分離し、次いで遺伝子操作するが、あるいは他の方法により突然変異 させて、グルコース調節可能な、インスリン産生細胞を生産し、次いでそれらを この同一の被検体に移植することができる。The cells can be the subject's own insulin-deficient cells, and they isolated from the body and then genetically engineered or otherwise mutated to produce glucose-regulatable, insulin-producing cells and then convert them into This same subject can be transplanted.

典型的には、糖尿病の場合において使用する細胞は、グルコース調節可能な、イ ンスリン産生細胞を含有する哺乳動物のランゲルハンス島である。Typically, the cells used in cases of diabetes are glucose-regulatable, i. The mammalian islets of Langerhans contain insulin-producing cells.

本発明を全体的に説明したが、本発明は特定の実施例を参照することによってい っそうよく理解されるであろう。これらの実施例は例示のみ目的としてここに含 め、そして特記しない限り、本発明またはその態様を限定することを意図しない 。Although the invention has been generally described, it can be understood by reference to specific embodiments. It will be better understood. These examples are included herein for illustrative purposes only. and are not intended to limit the invention or any aspect thereof unless otherwise specified. .

実施例 移植可能な免疫学的バリヤーとして働(ために、適当な膜材料はある数の基準を 満足しなくてはならない:(1)材料は十分な強度をもちかつ体の中で少なくと も1年間よく機能するために生物分解に対して十分に抵抗性でなくてはならない 。Example In order to act as an implantable immunological barrier, a suitable membrane material must meet a number of criteria. Must be satisfied: (1) the material has sufficient strength and at least must be sufficiently resistant to biodegradation to function well for one year .

(2)材料はその内部に位置する生きている細胞に対して、およびそれを取り囲 む組織に対して無毒でなくてはならない。(2) The material is sensitive to and surrounding the living cells located within it. It must be non-toxic to the surrounding tissue.

(3)材料はその膜を通して十分な栄養および酸素を輸送して、その内部の細胞 の維持および/または増殖を支持しなくてはならない。(3) The material transports sufficient nutrients and oxygen through its membrane to support the cells within it. must support the maintenance and/or proliferation of

(4)材料は両方向における生理学的シグナル、例えば、島細胞を養うグルコー ス、および問題の細胞産生物、−1えば、小島により産生されたインスリンの急 速な輸送を可能としなくてはならない。(4) The material supports physiological signals in both directions, e.g., glucose that feeds islet cells. and the cell products in question, -1 e.g. insulin produced by islets. It must be possible to transport it quickly.

(5)膜はその内部に存在する細胞を細胞の免疫系から保護し、そして必要に応 じて、免疫グロブリン、例えば、 IgGの通過を防止し、こうして補体仲介細 胞の溶解が起こることができないことを保証しなくてはならない。(5) The membrane protects the cells inside it from the cell's immune system and thus preventing the passage of immunoglobulins, e.g. IgG, and thus complement-mediated cells. It must be ensured that lysis of the cells cannot occur.

PTG膜を横切る分子の輸送についての研究後述する実験は、本発明によるポリ ウレタン膜を横切るメチルセルロースの輸送を試験するように計画した。膜を横 切る種々の化学のグルコース、インスリン、および血清成分の拡散を検査した。Studies on the transport of molecules across PTG membranes The experiments described below demonstrate that the present invention It was designed to test the transport of methylcellulose across a urethane membrane. cross the membrane The diffusion of glucose, insulin, and serum components in various chemicals was examined.

実施例1: 膜を横切るグルコースの輸送膜を横切る物質の拡散を検査するため に、2つの方法を試験した。Example 1: Transport of glucose across the membrane To examine the diffusion of substances across the membrane Two methods were tested.

第1の方法において、同時係属、同時出願の米国特許出願第07/874、33 6号(発明者: Robert S、WardおよびKathleen Whi te)(引用によってここに加える)に開示されかつ特許請求されているように 、膜のシートをコポリマーからキャストした。次いで、膜を各々5mlの体積の 2つの隔室の拡散チャンバーの中に配置して2つの隔室を分離した。リン酸塩緩 衝液(PBS)を一方の側に入れ、そして被験化合物を含有する被験溶液を他方 の側に入れた。In the first method, co-pending, co-filed U.S. Patent Application No. 07/874, 33 No. 6 (inventors: Robert S., Ward and Kathleen Whi te) (incorporated herein by reference). , sheets of membrane were cast from the copolymer. The membranes were then each placed in a volume of 5 ml. It was placed in a two-compartment diffusion chamber to separate the two compartments. phosphate slow A buffer solution (PBS) is placed on one side and a test solution containing the test compound is placed on the other side. I put it on the side of

グルコース拡散実験のこの研究のために、PBS中のグルコースの10mg/m lの溶液を使用した。For this study of glucose diffusion experiments, 10 mg/m of glucose in PBS l solution was used.

膜を横切るグルコースの拡散は短時間内に起こった。グルコースは急速に膜を横 切り、そして約2時間以内に平衡に到達した。十分なグルコースが0.5時間ま での期間以内に膜を横切る場合、実験する膜は適当であると考える。試験した膜 は最初の30分で1500μgのグルコース/mlより多い通過を可能とした。Diffusion of glucose across the membrane occurred within a short time. Glucose rapidly crosses the membrane and equilibrium was reached within about 2 hours. Sufficient glucose for up to 0.5 hours The membrane being tested is considered suitable if it traverses the membrane within a period of . Membrane tested allowed passage of more than 1500 μg glucose/ml in the first 30 minutes.

これは膜を通るグルコースの速い輸送である。This is a fast transport of glucose across the membrane.

実施例2: 膜の管を通るタンパク質の輸送膜らな膜の代わりに膜の管を、同時 係属、同時出願の米国特許出願第07/874.336号(発明者: Robe rt S、WardおよびKathleen A。Example 2: Transport of proteins through membrane tubes Membrane tubes instead of membrane tubes, simultaneously Pending, co-filed U.S. Patent Application No. 07/874.336 (Inventor: Robe rt S, Ward and Kathleen A.

White) (引用によってここに加える)に記載されているようにキャスト した。この管に、 125−1で標識化した微量のタンパク質を含有する被験タ ンパク質の1mg/m+の溶液を充填した。この管の両端をヒートシール装置で 密閉した後、それを1.5mlのエツペンドルフ(Eppendorf )遠心 管中の1mlのPBSの中に入れた。PBSのアリコートを種々の時間において 取り出し、そして各試料中の放射能の量を決定した。各試料に等しい体積の20 %TCAを添加し、試料を混合し、そして沈澱を遠心によりペレットとして集め た。ペレットの中に存在する放射能を決定した。TCA沈澱可能な、それゆえタ ンパク質が結合したカウントのみを、拡散速度の計算に使用した。所定の時間に 既知の膜の断面区域を横切るタンパク質の量は、管の中に入れたタンパク質のも とに比活性に基づいて計算することができる。透過係数pを表5に示す。理解で きるように、透過率は単に分子の大きさの関数ではない。White) (add here by citation) did. In this tube, add the test sample containing a trace amount of protein labeled with 125-1. It was filled with a 1 mg/m+ solution of protein. Both ends of this tube are sealed using a heat sealing device. After sealing, it was centrifuged in a 1.5 ml Eppendorf. Placed in 1 ml of PBS in a tube. Aliquots of PBS at various times and the amount of radioactivity in each sample was determined. 20 equal volumes for each sample % TCA, mix the sample, and collect the precipitate as a pellet by centrifugation. Ta. The radioactivity present in the pellet was determined. TCA precipitable, therefore TCA precipitable Only protein bound counts were used for diffusion rate calculations. at a given time The amount of protein that crosses a known cross-sectional area of the membrane is the same as that of the protein placed in the tube. can be calculated based on the specific activity. The permeability coefficient p is shown in Table 5. with understanding As can be seen, transmittance is not simply a function of molecular size.

表5=生体内の研究において使用(、た膜の透過率:管および小島透過物質 分 子量(ダルトン)Pg−Cm/Cm2日/g/miグルコース 180 965 0 インスリン 6000 2300 グルカゴン 3500 400 アンギオテンシンI 1400 90 アプロチニン 6500 25 アルブミン 60000 10 ℃gG 150000 0 実施例3: 膜の管を横切るインスリンの輸送この実験のために、実施例2にお いて切開しそして使用した膜の管に、 +25− Iで標識化した微量のインス リンを含有するFBS中のインスリンの0.5mg/mlを充填した。管を切断 し、密閉し、そして1、 On+lのPBSを含有する1、5mlの遠心管の中 に入れた。実施例2におけるように、試料を集めそして分析した。膜を横切るイ ンスリンの量を最初の30分以内に2〜1lxlO−10モル/Cm2の速度に おけるそのもとの比活性に基づいて計算し、そしてその量は時間の関数としてイ ンスリン曲線の平坦化により証明されるように、約60〜120分ではない平衡 に到達した。こうして、本発明の膜はインスリンの輸送に適当であることが示さ れた。この膜は、また、すぐれた強さおよび取り扱い特性を示した。Table 5 = Permeability of membranes used in in vivo studies: tubular and islet permeable substances Molecular weight (dalton) Pg-Cm/Cm2 days/g/mi glucose 180 965 0 Insulin 6000 2300 Glucagon 3500 400 Angiotensin I 1400 90 Aprotinin 6500 25 Albumin 60000 10 ℃gG 150000 0 Example 3: Insulin transport across the membrane tube For this experiment, Example 2 was used. A small amount of +25-I-labeled insulin was added to the tube of the membrane used. Loaded with 0.5 mg/ml of insulin in FBS containing phosphorus. cut the tube 1. In a 5 ml centrifuge tube containing 1. On+l PBS. I put it in. Samples were collected and analyzed as in Example 2. I cross the membrane. The amount of insulin was increased within the first 30 minutes at a rate of 2-1 lxlO-10 mol/Cm2. The amount is calculated based on its original specific activity as a function of time. Equilibration in approximately 60-120 minutes, as evidenced by flattening of the insulin curve. reached. Thus, the membrane of the invention is shown to be suitable for the transport of insulin. It was. This membrane also exhibited excellent strength and handling properties.

要約すると、本発明の膜は、グルコースおよびインスリンの両者の大きさの分子 を急速な速度でそれを通して輸送しなくてはならない用途に適当であることを証 明する拡散特性を示した。この場合において、グルコースおよびインスリンの両 者は膜を横切って合理的速度で輸送され、そしてグルコースおよびインスリンの 両者はこの膜を横切る平衡に1〜2時間で到達する。In summary, the membranes of the present invention support molecules the size of both glucose and insulin. certified as being suitable for applications where the The diffusion characteristics were shown to be clear. In this case, both glucose and insulin glucose and insulin are transported across the membrane at a reasonable rate. Both reach equilibrium across the membrane in 1-2 hours.

細胞源: 密な膜の材料から構成された管またはインスレッド(Insulets” )中 で生存しかつ機能する細胞の能力を検査することを目的とした研究は、確立され た細胞系または分離したブタの小島を使用して実施した。2つの細胞系をATC Cから入手しそしてこれらの研究のために使用した。これらは次の通りである: RAJI(パーキット(Burkitt)リンパ腫から確立されたリンパ芽球様 ヒト細胞。これらの細胞は懸濁培養において増殖し、そしてそれらの維持および 増殖について血清の存在に絶対的に依存する。これらの細胞を10%の胎児子ウ シ血清(FBS)を補充したRPMI 1640培地中で日常的に培養する)、 およびMOPC−3IC細胞(これらは懸濁培養中で増殖するマウスのプラズマ 細胞腫を分泌するIgGである。それらを10%のFBSを補充したRPMI  1640培地中で日常的に培養する)。ブタの小島をcrowtherら(Cr owther、 N、J、、 Gotfredson、 C,FoMoody、  A、J、、およびGrenel、 C,“ブタの小島の分離、細胞組成物およ び分泌の応答(PorcineIslet l5olation、 Ce1lu lar Composition and 5ecretary Re5pon se)”。Cell source: In tubes or insulets constructed of dense membrane material Research aimed at testing the ability of cells to survive and function in was carried out using isolated cell lines or isolated porcine islets. ATC two cell lines and was used for these studies. These are: Established lymphoblastoid from RAJI (Burkitt's lymphoma) human cells. These cells are grown in suspension culture and their maintenance and Absolutely dependent on the presence of serum for growth. These cells were transferred to 10% of fetal calves. (routinely cultured in RPMI 1640 medium supplemented with sheep serum (FBS)), and MOPC-3IC cells (these are mouse plasma cells grown in suspension culture). It is an IgG that secretes cytomas. RPMI supplemented with 10% FBS 1640 medium). Crowther et al. (Cr other, N. J., Gotfredson, C. FoMoody. A, J., and Grenel, C. “Porcine islet isolation, cell composition and and secretion response (PorcineIslet l5olation, Cellu lar Composition and 5ecretary Re5pon se)”.

Horsn、Mthabol、Res、 21: 590−595. (198 9)およびRicordiら、(Ricordi、 C,、Finke、 B、 lL、およびLacy、 P、E、“大人のブタの膵臓からの小島の塊状分離の 方法(A Method for The Mass l5olationof  l5lets froIIthe Adult Pig Pancreas) ” 。Diabels 35: 649−653、 (1986))の方法の変 法により調製した。分離後、小島を10%のウマ血清および11.5+oMのグ ルコースを含有するRPMI中で日常的に生体外培養した。細胞系は37℃にお いて培養したが、小島は室温において培養した。すべての培養は5%Cot下に 実施した。Horsn, Mthabol, Res. 21: 590-595. (198 9) and Ricordi et al., (Ricordi, C., Finke, B. 1L, and Lacy, P,E, “Bloc Isolation of Islets from the Adult Porcine Pancreas. Method (A Method for The Mass l5olationof l5lets fro II the Adult Pig Pancreas) ”.Diabels 35: 649-653, (1986)) It was prepared by the method. After isolation, the islets were soaked in 10% horse serum and 11.5+oM glue. They were routinely cultured in vitro in RPMI containing lucose. Cell lines were kept at 37°C. The islets were cultured at room temperature. All cultures were under 5% Cot. carried out.

生体内培養の研究: ■、毒性の研究: RAJ lまたはMOPC細胞(3X10’/ウエル)を6ウエルの組織培養プ レートの各ウェルの中に入れた。各ウェルに5mlの10%のPBSを含有する RPMI 1640培地を添加した。各ウェルの中に何も入れない(対照)か、 あるいは10インチのHMU22866から構成された中空管(被験)、または 同一の表面積を含有するりSP陰性の対照のプラスチック参照基準のロッドを入 れた。この後者の物質はよく認識された無毒の物質である。接種後1. 5.  7、および16日に、各ウェル中の細胞の数を決定した。培養における細胞の数 7日のプロットを作成し、そして細胞の増殖速度の決定に使用した。差はいずれ の条件を使用しても見られず、)1M022866膜材料は培養する細胞に対し て毒性でないことが証明される。小島は培養において増殖しない。小島を2週ま での期間の間培養したとき、小島の数またはインスリンの分泌の減少は、膜を含 有しないものに比較して、膜を含有するウェルにおいて観察されなかった。これ らの研究が明瞭に証明するように、膜の材料は細胞系または分離した小島のいず れに対しても毒性ではない。In vivo culture research: ■、Toxicity research: RAJ or MOPC cells (3X10'/well) were placed in a 6-well tissue culture plate. into each well of the plate. Each well contains 5 ml of 10% PBS RPMI 1640 medium was added. Either nothing is placed in each well (control) or or a hollow tube constructed from 10-inch HMU22866 (test), or Insert a rod of SP negative control plastic reference standard containing the same surface area. It was. This latter substance is a well-recognized non-toxic substance. After vaccination 1. 5.  On days 7 and 16, the number of cells in each well was determined. Number of cells in culture A 7 day plot was generated and used to determine the growth rate of the cells. The difference will eventually be ) 1M022866 membrane material has no effect on the cells being cultured. The substance is proven to be non-toxic. Islets do not grow in culture. Kojima for 2 weeks A decrease in the number of islets or insulin secretion when cultured for a period of was not observed in wells containing membranes compared to those without. this As clearly demonstrated by the studies of It is not toxic to either.

■、細胞の生存: 唯一の栄養源が膜装置の外側の培地であるとき、膜内て生存しかつ増殖する細胞 系および小島の能力を検査するように、研究を計画した。これらの研究のために 、ヒートシールした管および[インスレッド(insulet)J装置の両者を 利用した。細胞を次のように装置の中に入れた。管に細胞を含有する培地を充填 し、次いですべての空気を除去した後、端を密閉した。実験において短い管を必 要とした場合、長い管を適当な間隔て単にヒートシールすることによって小さい セグメントに隔室化することができた。インスレッドを使用した場合、2本の2 6ゲージの針を厚い膜の「Oリング」を通して互いにほぼ30°の角度で挿入し た。注射器を使用して、細胞懸濁液をインスレッドの中に入れる。第2針は装置 からすべての空気の除去を可能とする。次いで管のセグメントまたはインスレッ ドを6ウエルのプレート中のチャンバーの中に入れ、そして5mlの培地を添加 した。培地を毎週置換した。細胞の生存および増殖を視的に検査した(これらの 管は光学的に透明である)。この方法は定量的結果を与えないが、細胞の増殖は 明らかである。細胞の数は経時的に顕著に増加した。6週までに、管は細胞でほ ぼコンフルエントであった。■、Cell survival: Cells that survive and proliferate within the membrane when the only source of nutrients is the medium outside the membrane apparatus The study was designed to examine the capacity of the system and islets. for these studies , both the heat-sealed tube and the insulet J device. used. Cells were placed into the device as follows. Fill the tube with medium containing cells The ends were then sealed after removing all the air. When experiments require short tubes If necessary, you can simply heat-seal long tubes at appropriate intervals to make them smaller. It was possible to compartmentalize it into segments. When using in-thread, two 2 Insert 6 gauge needles through the thick membrane "O-ring" at approximately 30° angles to each other. Ta. Using a syringe, place the cell suspension into the in-thread. The second needle is a device to allow removal of all air from the The tube segment or insula is then Place the plate into a chamber in a 6-well plate and add 5 ml of medium. did. Medium was replaced weekly. Cell survival and proliferation were visually inspected (these The tube is optically clear). Although this method does not give quantitative results, cell proliferation it is obvious. The number of cells increased significantly over time. By 6 weeks, the tubes are almost full of cells. It was almost confluent.

細胞は4力月程度に長く増殖し続けた(われわれが実施した最長の期間であった )。この期間の終わりに、これらの管は細胞のほぼ固体の塊を含有し、そして細 胞の塊で「膨らむ」ことが観察された。The cells continued to proliferate for about 4 months (the longest period we have tested). ). At the end of this period, these tubes contain an almost solid mass of cells and become thin A "bulging" phenomenon was observed in the cluster of cells.

これらの研究において、増殖および維持のために要求される唯一の栄養は膜を通 る拡散により供給した。MOPC細胞は免疫グロブリンを合成しそして分泌する 。いずれの時において、われわれは外側の培地中で免疫グロブリンを検出するこ とができなかった。これは、免疫グロブリンが膜のバリヤーを横切らないことを 示した、初期の研究を確証する。装置内のIgG濃度の増加を検出することがで きた。In these studies, the only nutrients required for growth and maintenance are It was supplied by diffusion. MOPC cells synthesize and secrete immunoglobulins . At both times we can detect immunoglobulins in the outer medium. I couldn't do it. This means that immunoglobulins do not cross the membrane barrier. showed, corroborating earlier research. It is possible to detect an increase in IgG concentration within the device. came.

小島は培養において増殖しない。したがって、膜装置の内側に入れた小島調製物 において細胞の数を増加しない。しかしながら、小島の生存を連続的にモニター することができる。これらの実験は、管の外側のみに新鮮な培地を供給する生体 外培養において、少なくとも6力月間小島は生存できることを確立した。外部の 培地をインスリンの存在についてアッセイしそしてこのようなアッセイにおいて 、インスリンの分泌および拡散はこれらの期間全体を通じて起こるとか発見され た。Islets do not grow in culture. Therefore, the islet preparation placed inside the membrane device does not increase the number of cells in the cell. However, continuous monitoring of islet survival can do. These experiments were carried out using a living organism that supplied fresh medium only to the outside of the tube. We established that islets can survive for at least 6 months in external culture. external The culture medium is assayed for the presence of insulin and in such an assay It has been discovered that insulin secretion and diffusion occur throughout these periods. Ta.

実施例4: 細胞系の研究 長さ10インチの膜の管を実施例1に記載するように調製し、オートクレーブ処 理し、そして7XlO”のRajiまたはMOPC細胞を充填した。次いで膜を 1インチの静脈内で加熱熱湯処理した。5つの1インチのセグメントをスイス− ウェブスターまたはヌードマウスの腹腔内に移植した。2,4、および12週に おいて、3匹のマウスを殺し、それらの移植片を除去し、そして膜内の生存能力 を決定した。Example 4: Cell line research A 10 inch long membrane tube was prepared as described in Example 1 and autoclaved. and filled with 7×10” Raji or MOPC cells. The membrane was then A 1 inch intravenous hot water treatment was applied. Swiss - five 1 inch segments implanted intraperitoneally into Webster or nude mice. At 2, 4, and 12 weeks 3 mice were sacrificed, their grafts were removed, and intramembranous viability was determined. It was determined.

外植すると、膜は完全であるように思われた。構造変化は通常の検査または顕微 鏡検査のいずれによっても観察することができなかった。4週までに、膜は大き くよく血管新生した脂肪のパッドにより完全に取り囲まれていた。取り囲む組織 の中に異常は認められなかった。同様に、マウスにおいて生理学的変化は移植の 結果として観察されなかった。外植した膜をメスで開き、そして内部に含有内因 性欠陥細胞を生存能力について検査した。膜内から回収した細胞は、トリバンブ ルーを排除する能力および回収後の生体外培養条件下に増殖する能力により、ま だ生存能力を有することが決定された。移植前および管の除去後に管の中の細胞 を検査すると、細胞は生存しているばかりでなく、かつまた広範に増殖している ことが明らかにされた。これは免疫無防備化(ヌード)マウスおよび正常のマウ スの両者において起こり、膜が宿主マウスの免疫系から細胞系を首尾よく保護し たことを証明した。さらに、Raji細胞が膜装置から逃げた場合、リンパ腫が ヌードマウスの研究において観察された。これは観察されなかったので、膜はそ の中の細胞を宿主免疫系から保護するばかりでなく、かつまた宿主をその内部の 細胞から保護すると結論することができる。Upon explantation, the membrane appeared to be intact. Structural changes can be detected by regular examination or microscopic examination. It could not be observed by any speculum examination. By 4 weeks, the membranes are large It was completely surrounded by a well-vascularized fat pad. surrounding organization No abnormality was observed in the. Similarly, in mice, physiological changes occur following transplantation. No results were observed. Open the explanted membrane with a scalpel and remove the endogenous factors contained inside. Sex-defective cells were tested for viability. Cells recovered from within the membrane are treated with Tribunbu Due to its ability to eliminate roe and to grow under in vitro culture conditions after harvest, was determined to be viable. Cells in the tube before implantation and after tube removal When examined, the cells are not only alive but also proliferating extensively. It was revealed that. This includes immunocompromised (nude) mice and normal mice. The membrane successfully protects the cell line from the host mouse's immune system. proved that. Furthermore, if Raji cells escape from the membrane apparatus, lymphoma observed in nude mouse studies. This was not observed, so the membrane It not only protects the internal cells from the host immune system, but also protects the host from its internal It can be concluded that it protects from cells.

実施例5: 小島系 RPMI培地またはマトリゲル(Matrigel)を含有するRP+III培 地中のブタ小島(各装置について15.000 、40.000 、または50 .000)を、実施例1に記載するように膜の管またはインスレッドの中に入れ た。Example 5: Kojima system RPMI medium or RP+III medium containing Matrigel Underground Pig Islands (15,000, 40,000, or 50 for each device) .. 000) into a membrane tube or in-thread as described in Example 1. Ta.

次いで装置を正常のBALB/ Cマウスの中に腹腔内または皮下的に移植した 。3力月後、装置を取り出し、そして小島細胞の生存能力について試験した。実 験の終わりに存在する小島細胞の数の決定は不可能であった。しかしながら、わ れわれは生きている小島細胞の装置内の存在を証明することができた。さらに、 このような装置を生体外培養物の中に入れたとき、培地中でインスリンを測定す ることができた。これは、小島細胞が生存しそして動物中で3力月の期間後に機 能し続けた場合にのみ、起こることができた。これらの研究は正常のマウスにお いて実施したので、これらの研究は異種移植した細胞が宿主の浸漬から保護され ることを証明した。The device was then implanted intraperitoneally or subcutaneously into normal BALB/C mice. . After 3 months, the devices were removed and tested for islet cell viability. fruit It was not possible to determine the number of islet cells present at the end of the experiment. However, I We were able to demonstrate the presence of living islet cells within the device. moreover, When such a device is placed into an in vitro culture, insulin can be measured in the culture medium. I was able to This is because the islet cells survive and function in the animal after a period of 3 months. This could only happen if it continued to function. These studies were conducted in normal mice. Because these studies were carried out in proved that.

実施例6: 糖尿病のマウスの処置 生体内において膜内で機能するブタ小島の能力を証明するために、糖尿病のマウ スに実施例1に記載するように調製した装置を移植した。糖尿病はBALB/  Cマウスにおいてストレプトシトシン(STZ)の注射により誘発した。動物の 断食の血液グルコースレベルが3回の連続的測定について300mg/dlより 大きくなったとき、動物は糖尿病であると考慮した。各々so、 oooのブタ 小島を含有する装置を、糖尿病のマウスの中に腹腔内または皮下的に移植した。Example 6: Treatment of diabetic mice To demonstrate the ability of porcine islets to function within membranes in vivo, diabetic mice were implanted with a device prepared as described in Example 1. Diabetes is BALB/ C mice were induced by injection of streptocytosine (STZ). Animal's Fasting blood glucose level greater than 300 mg/dl for 3 consecutive measurements Animals were considered diabetic when they were older. Each so and ooo pig Devices containing islets were implanted intraperitoneally or subcutaneously into diabetic mice.

これらの動物の断食の血液グルコースレベルが200mg/d1以下に戻ったと き、動物は治癒されたと考慮した。対照の糖尿病の動物には小島を含有しない装 置を移植した。血液グルコースレベルを毎週モニターした。When fasting blood glucose levels in these animals returned to below 200 mg/d1, and the animal was considered cured. Control diabetic animals received a diet that did not contain islets. The location was transplanted. Blood glucose levels were monitored weekly.

移植後2週以内に、動物は血液グルコースレベルを減少し始めた。Within two weeks after transplantation, animals began to decrease blood glucose levels.

図面は4または7週間の移植した動物についての典型的な結果を示す。0時点は 断食の血液グルコースレベルを表す。理解できるように、糖尿病の「対照Jは3 00mg/diより大きい断食の血液グルコースレベルを有したが、それらまた は正常のまたは移植したマウスは約100mg/ d Iである。装置内のブタ 小島の存在は、移植した糖尿病のマウスの血液グルコースレベルを明瞭に調節し た。グルコース耐性試験は、グルコースレベルの増加の生理学的ストレスに対し て応答する動物の能力をいっそう密接に証明する。これらは時間Oに3mgのグ ルコースレベル重をマウスに腹腔的注射することによって実施する。30.60 .90.120、および180分において、血液グルコースレベルを決定した。The figure shows typical results for animals implanted at 4 or 7 weeks. At time 0 Represents fasting blood glucose levels. As you can understand, the "control J" for diabetes is 3 Those with fasting blood glucose levels greater than 00 mg/di is approximately 100 mg/dI for normal or transplanted mice. Pig inside the device The presence of islets clearly regulates blood glucose levels in transplanted diabetic mice. Ta. Glucose tolerance test tests against the physiological stress of increasing glucose levels more closely demonstrate the animal's ability to respond to These are 3mg of gram at time O. Lucose levels are performed by intraperitoneal injection into mice. 30.60 .. Blood glucose levels were determined at 90, 120, and 180 minutes.

第1図において理解できるように、正常のマウスはグルコースレベルをわずかに 上昇させ、そして注射後120分までに正常に戻る。対照的に、糖尿病のマウス は増加し、そして実験過程の間に対抗前に戻る傾向を示さない。ブタ小島を含有 する装置を移植した糖尿病の動物は、糖尿病のマウスにおいて観察されたものに 類似する初期の上昇を示す。しかしながら、対照的に、これらの動物は実験過程 の間にいっそう正常のグルコースレベルに戻る。As can be seen in Figure 1, normal mice have slightly lower glucose levels. rise and return to normal by 120 minutes post-injection. In contrast, diabetic mice increases and shows no tendency to return to pre-opposition during the course of the experiment. Contains pig islets Diabetic animals implanted with a device that Showing a similar initial rise. However, in contrast, these animals During this period, glucose levels return to more normal levels.

この実験が明瞭に証明するように、ブタ小島は正常のマウスにおいて膜装置中で 生存し、機能し続け、そしてそれらの糖尿病の状態を改善することができる。真 の意味において、この装置は人口膵臓として機能している。This experiment clearly demonstrates that porcine islets are present in the membrane apparatus in normal mice. can survive, continue to function, and improve their diabetic condition. true In this sense, this device functions as an artificial pancreas.

本発明の実施において使用した膜材料は細胞に対して無毒であり、そして血清依 存性細胞系では、血清が膜装置の外側の培地の中に保持されるかぎり、延長した 期間の間膜内で生存しかつ増殖することができることが証明された。2つの血清 依存性細胞系、RajiおよびMOPC−31Cを6月までの間膜の内側で増殖 させた。それらは生存したばかりでなく、かつまた正常に増殖した。これらの細 胞を含有する装置を、また、正常のマウスの中に入れた。これらの細胞は4力月 より長い間生存しかつ増殖した。それらは明らかに宿主免疫系から細胞を保護し た。さらに、侵入または腫瘍の形成の証拠は観察されなかったので、それらは膜 内の細胞から宿主を保護した。小島をこの膜材料から構成される装置の内側で培 養し、そして小島は6月より長い期間の間生体外で生存した。この期間を通じて 、それらは基本的にかつ分泌促進物質の対抗に応答して常態でインスリンを放出 する機能をし続けた。The membrane materials used in the practice of this invention are non-toxic to cells and serum dependent. In persistent cell lines, long-term It has been demonstrated that they can survive and proliferate within the membrane for a period of time. two serums Dependent cell lines, Raji and MOPC-31C, grow inside the intermembrane until June I let it happen. Not only did they survive, but they also grew normally. These details Devices containing cells were also placed into normal mice. These cells are 4 months old survived and multiplied longer. They apparently protect cells from the host immune system Ta. In addition, they demonstrated that the membrane protected the host from internal cells. The islets are cultured inside a device made of this membrane material. and the islets survived in vitro for a period longer than 6 months. throughout this period , they normally release insulin primarily and in response to secretagogue opposition. continued to function.

膜移植片の中から外への細胞内産生物の最適な拡散は、一部分、膜内の細胞の均 一な分布により達成されることが発見された。親水性の天然のポリマーを使用し て哺乳動物細胞をカプセル化することはこの分野において知られている。一般に 、哺乳動物細胞は、例えば、アルギネートおよびポリリジンを使用する架橋によ り、マイクロカプセル化されてきている。ある種の架橋した親水性ポリマーを使 用するマイクロカプセル化に対する1つの欠点は、架橋したポリマーが生物分解 する傾向である。Optimal diffusion of intracellular products from within the membrane graft to the exterior depends, in part, on the uniformity of cells within the membrane. It was discovered that this can be achieved by a uniform distribution. Using hydrophilic natural polymers It is known in the art to encapsulate mammalian cells. in general , mammalian cells, for example, by cross-linking using alginate and polylysine. and are becoming microencapsulated. using certain cross-linked hydrophilic polymers. One drawback to microencapsulation using microencapsulation is that the cross-linked polymer There is a tendency to

また、アルギネートおよびいくつかの植物性ガムはカプセル化剤として適当な高 い水分のゲルを形成できることは知られている。水分が99.5%より高いゲル が製造されてきている。これらのゲルの高い水分は、ハイブリッドの人工器官に 対して重要な種々の透過物質に対して高い透過率をもつゲルを提供する。非常に 高い水分においてさえ、これらのゲルは粘性であり、こうしてゲル内に分散した 細胞を固定化することができる。しかしながら、いくつかのアクリル系ヒドロゲ ルの使用に対する1つの欠点は、とくにゲルを組織の中に直接マイクロカプセル として移植したときの、それらの生物分解性である。Alginates and some vegetable gums are also suitable as encapsulating agents. It is known that it is possible to form a strong water gel. Gel with moisture content higher than 99.5% has been manufactured. The high moisture content of these gels makes them ideal for hybrid prostheses. The present invention provides a gel that has high permeability to various permeable substances that are important for the purpose of use. very Even at high moisture levels, these gels are viscous and thus dispersed within the gel. Cells can be fixed. However, some acrylic hydrogen One drawback to the use of gels, especially when microencapsulating gels directly into tissue, is that Their biodegradability when transplanted as

これらの高い水分のヒドロゲルを本発明の膜内に配置することによって、ヒドロ ゲルはいったん移植されると急速に生物分解しないことが発見された。こうして 、本発明の好ましい態様は、密な半透過性ポリマーの膜の内側の≧約35%の水 、好ましくは290%の水の水分をもつ親水性ゲルの使用である。本発明の密な 膜は、免疫分離(immunoisolation)および必要な選択的透過性 を提供すると同時に、また、細胞に対する絶対的バリヤーを提供する。水膨潤ゲ ルは細胞の位置を密な膜(例えば、中空繊維の形状)内に固定して、パンチング (bunching)を防止する。さらに、水膨潤ゲルの高い水分は、含有され た細胞を去るか、あるいはそれらに到達する種の透過に対して低い抵抗を提供す る。By placing these high water hydrogels within the membrane of the present invention, It was discovered that the gel does not biodegrade rapidly once implanted. thus , a preferred embodiment of the invention provides ≧about 35% water inside the dense semi-permeable polymeric membrane. , preferably using a hydrophilic gel with a water content of 290%. The dense of the present invention The membrane provides immunoisolation and the necessary selective permeability. while also providing an absolute barrier to cells. water swelling game This method fixes the cell position within a dense membrane (e.g., in the form of a hollow fiber) and punches it. (bunching). Furthermore, the high water content of water-swollen gels provide low resistance to permeation of species that leave or reach the cells Ru.

さらに、ヒドロゲルの中に固定された細胞は移植可能な装置内の改良された生存 能力を示すことが観察された。Furthermore, cells fixed within hydrogels exhibit improved survival within implantable devices. observed to exhibit ability.

密な膜は、また、水膨潤ゲルに対して生物安定な保護層を提供し、こうしてゲル の生物分解性を防止または減少する。The dense membrane also provides a biostable protective layer against water-swollen gels, thus prevent or reduce the biodegradability of

適当な膜は次のものを包含するが、これらに限定されない:≧約20%の水、好 ましくは≧約50%の水を有するが、水膨潤ゲルより少ない平衡の水分を有する 親水性または両親媒性のポリウレタン。水分は37℃において測定し、そして最 大の重量増加が起こった後の試料の湿潤重量の百分率として表す。この値は、湿 潤ポリマーを秤量し、そして再び標準の実験室条件、たとえば、約23°Cおよ び50%の相対湿度においてポリマーを平衡に乾燥した後、秤量することによっ て決定する。Suitable membranes include, but are not limited to: ≧about 20% water, preferably preferably ≧about 50% water, but less equilibrium water than a water-swollen gel. Hydrophilic or amphiphilic polyurethane. Moisture was measured at 37°C and Expressed as a percentage of the wet weight of the sample after a large weight gain has occurred. This value is Weigh the wet polymer and again store it under standard laboratory conditions, e.g., about 23°C and by weighing after drying the polymer at equilibrium at 50% relative humidity. to be determined.

適当な水膨潤ゲルは、アルギネート(たとえば、アルギン酸ナトリウム、アルギ ン酸アンモニア、アルギン酸カリウム、プロピレングリコールアルギネート、ア ルギン)、グアーゴム、ドラガカントゴム、イナゴマメゴム、メントセル、キサ ンタンゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド、デキストラン、ア クリレート、メタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンお よび上の組み合わせである。Suitable water-swellable gels include alginates (e.g., sodium alginate, alginate ammonia phosphate, potassium alginate, propylene glycol alginate, lugin), guar gum, dragacant gum, locust bean gum, mentocel, kisa tantan rubber, polyethylene oxide, polyethylene oxide, dextran, aluminum Acrylate, methacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and and a combination of the above.

「架橋」することができるそれらのゴムおよび樹脂は架橋してまたは線状で使用 することができる。たとえば、アルギン酸ナトリウムは[そのままでJ使用する か、あるいはその不溶性のカルシウムの形態に変換することができる。Those rubbers and resins that can be “crosslinked” can be used crosslinked or in linear form. can do. For example, sodium alginate [use as is] or, alternatively, can be converted to its insoluble calcium form.

最も好ましいヒドロゲルは、水分が約90%より大きい、アルギン酸カルシウム である。The most preferred hydrogel is calcium alginate with a water content greater than about 90%. It is.

本発明の態様のすべてに関すると、約35%より大きい水からなるヒドロゲルを 使用して細胞を懸濁することが好ましい。ヒドロゲルは膜内に細胞を固定化し、 こうして膜内の均一な細胞分布を保証する。For all of the embodiments of the present invention, the hydrogel is comprised of greater than about 35% water. It is preferred to suspend the cells using Hydrogel immobilizes cells within the membrane, This ensures uniform cell distribution within the membrane.

本発明の最も好ましい態様は、中空繊維にアルギン酸カルシウムが充填されてお り、約90%より大きい水分をもつ、中空繊維の形態の密な膜の移植からなる。The most preferred embodiment of the present invention is that the hollow fibers are filled with calcium alginate. It consists of a dense membrane implant in the form of hollow fibers with a water content of greater than about 90%.

しかしながら、密な膜の形状寸法はシート、より大きい直径の管などを包含する 任意の形態であることができることが理解されるであろう。However, dense membrane geometries encompass sheets, larger diameter tubes, etc. It will be understood that it can be of any form.

本発明を完全に説明したが、当業者にとって明らかなように、本発明の精神およ び範囲から逸脱しないで変化および変更が可能である。Although the present invention has been fully described, it will be apparent to those skilled in the art that the spirit and spirit of the invention have been fully described. Variations and modifications are possible without departing from the scope and scope.

と−口4rβ中世 国際調査11皆 PCT/US 93103843 フロントページの続き (51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号C12N 5/10 (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。and-mouth 4rβ medieval times International Survey 11 Everyone PCT/US 93103843 Continuation of front page (51) Int, C1,6 identification symbol Internal reference number C12N 5/10 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE.

DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE) 、0A(BF、BJ、CF、CG、 CI、 CM、 GA、 GN、 ML、  MR,NE、 SN。DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE) , 0A (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN.

TD、 TG)、 AT、 AU、 BB、 BG、 BR,CA。TD, TG), AT, AU, BB, BG, BR, CA.

CH,DE、DK、ES、FI、GB、HU、JP、KP、 KR,KZ、 L K、 LU、 MG、 MN、 MW、 NL、 No、 PL、 RO,RU 、 SD、 SE、 SK、 UA。CH, DE, DK, ES, FI, GB, HU, JP, KP, KR, KZ, L K, LU, MG, MN, MW, NL, No, PL, RO, RU , SD, SE, SK, UA.

N FI (72)発明者 ワード、ロバート ニス。N FI (72) Inventor Ward, Robert Niss.

アメリカ合衆国、カリフォルニア 94549゜ラフアイエツト、ローウェル  レーン イースト 323 (72)発明者 モナハン、ジョン アメリカ合衆国、カリフォルニア 94563゜オリンダ、タラブロー ドライ ブ 19(72)発明者 クーン、ロバート アメリカ合衆国、カリフォルニア 94941゜ミルバレー、ミルサイド レー ン 55United States of America, California 94549゜Lough Eyet, Lowell Lane East 323 (72) Inventor Monaghan, John United States, California 94563° Orinda, Taraburo Dry 19 (72) Inventor Kuhn, Robert United States, California 94941° Mill Valley, Millside Ray N 55

Claims (50)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.生きている生存能力のある細胞を細胞の連続的生存のために有効な条件下に 非多孔質の、半透過性、生物適合性のフィルムの存在下に培養することからなり 、前記フィルムは約5〜45重量%の少なくとも1つの硬質セグメント、および 約95〜55重量%の少なくとも1つの軟質セグメントからなるコポリマーから 形成されており、前記軟質セグメントは脂肪族ポリオール、脂肪族および芳香族 のポリアミンおよびそれらの混合物から成る群より選択される少なくとも1種の 親水性、疎水性または両親媒性のオリゴマーからなり;前記フィルムは約350 psiより大きくかつ約10,000psiまでの引張強さ、約300%より大 きくかつ約1,500%までの究極伸び率、および吸収された水の体積分率およ び軟質セグメントの親水性の体積分率の合計が乾燥ポリマーの体積の約100% および約2,000%までを越えかっ湿潤ポリマーの体積の約50%および約9 5%までを越えるような水吸収率を有し、そして前記フィルムは約6,000〜 600,000までの分子量の分子に対して透過性でありかつ細胞および特定の 物質に対して実質的に不透過性であり;前記フィルムは栄養培地の存在下にあり 、前記培地は栄養物質および培地の成分からなり、前記栄養物質および培地の成 分は前記フィルムを通して細胞の環境の中に入り、そして細胞産生物は内部から 前記フィルムを通して細胞の環塩の外側に透過する; 生きている生存能力のある細胞を培養する方法。1. live, viable cells under conditions effective for continued cell survival Consists of culturing in the presence of a non-porous, semi-permeable, biocompatible film. , the film comprises about 5-45% by weight of at least one hard segment, and From a copolymer consisting of about 95-55% by weight of at least one soft segment The soft segment is composed of aliphatic polyols, aliphatic and aromatic at least one selected from the group consisting of polyamines and mixtures thereof. consisting of hydrophilic, hydrophobic or amphiphilic oligomers; the film has about 350 tensile strength greater than psi and up to about 10,000 psi, greater than about 300% The ultimate elongation rate up to about 1,500% and the volume fraction of absorbed water and The sum of the hydrophilic volume fractions of the soft segment and the soft segment is approximately 100% of the volume of the dry polymer. and up to about 2,000% and more than about 50% of the wet polymer volume and about 9 has a water absorption rate of up to greater than 5%, and the film has a water absorption rate of about 6,000 to Permeable to molecules with molecular weights up to 600,000 and highly sensitive to cells and certain substantially impermeable to substances; said film is in the presence of a nutrient medium; , said medium consists of nutritional substances and components of the medium, said nutritional substances and components of the medium The cells enter the environment of the cell through the film, and the cell products are released from within. permeating through the film to the outside of the cell ring; A method of culturing living, viable cells. 2.細胞が産生物を分泌する細胞からなる、請求の範囲第1項記載の方法。2. 2. The method of claim 1, wherein the cells consist of cells that secrete the product. 3.細胞がインスリンを分泌する細胞からなる、請求の範囲第2項記載の方法。3. 3. The method of claim 2, wherein the cells consist of cells that secrete insulin. 4.細胞によるインスリンの産生が培地中のグルコースレベルの変化により調節 可能である、請求の範囲第3項記載の方法。4. Insulin production by cells is regulated by changes in glucose levels in the culture medium A method according to claim 3, wherein the method is possible. 5.細胞を未変性の哺乳動物のランゲルハンス島、インスリン産生組み換え原核 生物細胞、および相同性組み換えまたは突然変異から生ずる、グルコース調節イ ンスリン産生真核生物細胞から成る群より選択される、請求の範囲第3項記載の 方法。5. Native mammalian islets of Langerhans cells, insulin-producing recombinant prokaryotes Glucose-regulated proteins resulting from biological cells and homologous recombination or mutations 3. selected from the group consisting of insulin-producing eukaryotic cells. Method. 6.細胞を原核生物細胞および真核生物細胞から成る群より選択される、請求の 範囲第1項記載の方法。6. the claimed cell is selected from the group consisting of prokaryotic cells and eukaryotic cells; The method described in Scope 1. 7.細胞を永久分裂能を与えた細胞、生きている組織の細胞および一次培養の細 胞から成る群より選択される、請求の範囲第6項記載の方法。7. Cells endowed with permanent dividing capacity, cells of living tissues and cells of primary culture 7. The method of claim 6, wherein the method is selected from the group consisting of: 8.装置が細胞を実質的に取り囲んでいる、請求の範囲第1項記載の方法。8. 6. The method of claim 1, wherein the device substantially surrounds the cell. 9.前記培地が、細胞と直接相互作用的接触をしているとき、前記培地に戻す無 害のまたは望ましい成分に形質転換される、有害なまたは望ましくない成分から なる、請求の範囲第1項記載の方法。9. When the medium is in direct interactive contact with cells, there is no need to return it to the medium. from a harmful or undesirable component that is transformed into a harmful or undesirable component The method according to claim 1. 10.さらに細胞からなる装置を被検体の体の中に移植することをさらに含み、 前記培養ステップを生体内で有害な免疫学的応答の実質的に不存在下に実施する 、 請求の範囲第8項記載の方法。10. further comprising implanting the device comprising the cells into the subject's body; Said culturing step is carried out in the substantial absence of deleterious immunological responses in vivo. , The method according to claim 8. 11.細胞が被検体自身の欠陥のある細胞であり、そして移植前に細胞を遺伝子 操作して欠陥を克服する、請求の範囲第10項記載の方法。11. If the cells are the subject's own defective cells and the cells are genetically modified prior to transplantation. 11. The method of claim 10, wherein the method is operated to overcome deficiencies. 12.細胞からなる装置を真皮内、皮下、腔内、腹腔内、血管内、器官の中また は付近、網嚢の中または付近、あるいは膣内に移植する、請求の範囲第10項記 載の方法。12. Devices consisting of cells can be inserted into the dermis, subcutaneously, intracavitally, intraperitoneally, intravascularly, in organs, or is implanted nearby, in or near the omental sac, or intravaginally. How to put it on. 13.有害な免疫学的反応の実質的不存在下に、ある化合物の異常なレベルを体 液の中に生ずる内因性欠陥に悩む、被検体の体液中の前記化合物のレベルを調節 する方法であって、患者の細胞の内因性欠陥を欠如する細胞をある生物分解性、 移植可能な装置の中に取り囲み、ここで前記装置の少なくとも1つの部分は前記 細胞を実質的に取り囲む非多孔質の、半透過性、生物適合性のフィルムからなり 、前記フィルムは約5〜45重量%の少なくとも1つの硬質セグメント、および 約95〜55重量%の少なくとも1つの軟質セグメントからなるコポリマーから 形成されており、前記軟質セグメントは脂肪族ポリオール、脂肪族および芳香族 のポリアミンおよびそれらの混合物から成る群より選択される少なくとも1種の 親水性、疎水性または両親媒性のオリゴマーからなり;前記フィルムは約350 psiより大きくかつ約10,000psiまでの引張強さ、約300%より大 きくかつ約1,500%までの究極伸び率および吸収された水の体積分率および 軟質セグメントの親水性の体積分率の合計が乾燥ポリマーの体積の約100%お よび約2,000%までを越えかつ湿潤ポリマーの体積の約50%および約95 %までを越えるような水吸収率を有し、そして前記フィルムは約6.000〜6 00,000までの分子量の分子に対して透過性でありかつ細胞および特定の物 質に対して実質的に不透過性であり; 前記細胞からなる前記装置を前記細胞が被検体の体液と接触している被検体の体 の部位の中に移植し;そして前記細胞が前記化合物と直接相互作用的接触をして いる移植部位において前記細胞を生存させかつ体液の中のそのレベルを調節する ように作用させる; からなる前記方法。13. The body is exposed to abnormal levels of certain compounds in the virtual absence of harmful immunological responses. Regulating the levels of said compounds in the body fluids of subjects suffering from endogenous defects occurring in the fluids A method for treating cells lacking an endogenous defect in a patient's cells, comprising: enclosed within an implantable device, wherein at least one portion of said device is surrounded by said device; Consists of a non-porous, semi-permeable, biocompatible film that substantially surrounds the cells. , the film comprises about 5-45% by weight of at least one hard segment, and From a copolymer consisting of about 95-55% by weight of at least one soft segment The soft segment is composed of aliphatic polyols, aliphatic and aromatic at least one selected from the group consisting of polyamines and mixtures thereof. consisting of hydrophilic, hydrophobic or amphiphilic oligomers; the film has about 350 tensile strength greater than psi and up to about 10,000 psi, greater than about 300% The ultimate elongation and absorbed water volume fraction up to approximately 1,500% and The total hydrophilic volume fraction of the soft segments is approximately 100% of the volume of the dry polymer. and up to about 2,000% and about 50% and about 95% of the wet polymer volume %, and said film has a water absorption rate of about 6.000-6. Permeable to molecules with a molecular weight of up to virtually impermeable to quality; The device comprising the cells is placed in the body of a subject in which the cells are in contact with body fluids of the subject. and said cells are in direct interactive contact with said compound. keep the cells alive at the transplant site and regulate their levels in body fluids. make it act like; The method comprising: 14.前記体液が血液からなり、そして前記内因性欠陥が血液中の化合物の正常 のレベルより実質的に高いレベルである、請求の範囲第13項記載の方法。14. The body fluid consists of blood, and the intrinsic defect is due to the normality of the compounds in the blood. 14. The method of claim 13, wherein the level is substantially higher than the level of. 15.体液中の前記化合物のレベルへの細胞の作用が化合物のレベルにより逆に 調節可能である、請求の範囲第12項記載の方法。15. The effect of cells on the level of said compound in body fluids is reversed by the level of the compound. 13. The method of claim 12, which is adjustable. 16.細胞を永久分裂能を与えた細胞、生きている組織の細胞、および一次培養 の細胞から成る群より選択される、請求の範囲第13項記載の方法。16. Cells endowed with permanent dividing capacity, cells of living tissues, and primary cultures 14. The method of claim 13, wherein the cell is selected from the group consisting of. 17.患者が糖尿病であり、そして細胞がグルコース調節可能な、インスリン産 生細胞からなる、請求の範囲第13項記載の方法。17. If the patient is diabetic and the cells are glucose regulated and insulin producing 14. The method of claim 13, comprising living cells. 18.細胞を未変性の哺乳動物のランゲルハンス島、および相同性組み換えまた は突然変異から生ずる、グルコース調節インスリン産生真核生物細胞から成る群 より選択される、請求の範囲第17項記載の方法。18. Cells were isolated from native mammalian islets of Langerhans, and from homologous recombination or is a group of glucose-regulated, insulin-producing eukaryotic cells that result from mutations. 18. The method of claim 17, wherein the method is selected from: 19.細胞が被検体自身のインスリン欠乏細胞であり、そして細胞を被検体の体 から分離し、そして移植前に遺伝子操作してグルコース調節可能にインスリンを 産生するようにする、請求の範囲第17項記載の方法。19. The cells are the subject's own insulin-deficient cells, and the cells are the subject's own insulin-deficient cells. and genetically engineered to produce glucose-regulated insulin before transplantation. 18. The method according to claim 17, wherein 20.体液が、細胞と直接相互作用的接触をしているとき、前記体液に戻す無害 のまたは望ましい化合物に形質転換される、有害なまたは望ましくない化合物か らなる、請求の範囲第13項記載の方法。20. Harmless return to body fluids when they are in direct interactive contact with cells Are harmful or undesirable compounds transformed into desirable or desired compounds? 14. The method according to claim 13, comprising: 21.細胞が産生物産生細胞からなる、請求の範囲第13項記載の方法。21. 14. The method of claim 13, wherein the cells consist of product producing cells. 22.生物分解性、移植可能な装置、ここで前記装置の少なくとも1つの部分は 非多孔質の、半透過性、生物適合性のフィルムからなり、前記フィルムは約5〜 45重量%の少なくとも1つの硬質セグメント、および約95〜55重量%の少 なくとも1つの軟質セグメントからなるコポリマーから形成されており、前記軟 質セグメントは脂肪族ポリオール、脂肪族および芳香族のポリアミンおよびそれ らの混合物から成る群より選択される少なくとも1種の親水性、疎水性または両 親媒性のオリゴマーからなり;前記フィルムは約350psiより大きくかつ約 10,000psiまでの引張強さ、約300%より大きくかつ約1,500% までの究極伸び率および吸収された水の体積分率および軟質セグメントの親水性 の体積分率の合計が乾燥ポリマーの体積の約100%および約2,000%まで を越えかつ湿潤ポリマーの体積の約50%および約95%までを越えるような水 吸収率を有し、そして前記フィルムは約6,000〜600,000までの分子 量の分子に対して透過性でありかつ細胞および特定の物質に対して実質的に不透 過性である;注射器; 針;および 代謝的欠陥を欠如する前以て選択した細胞を装置の中に挿入し、そして代謝的欠 陥に悩む被検体の体の中に前記装置を移植し、こうして前記細胞が被検体の体液 と相互作用しそして前記欠陥に関連する症状を軽減することができるようにする ためのキットの使用についての取扱説明書; からなる、被検体における代謝的欠陥を補正するためのキット。22. a biodegradable, implantable device, wherein at least one portion of said device is consisting of a non-porous, semi-permeable, biocompatible film, said film having a 45% by weight of at least one hard segment and about 95-55% by weight of at least one hard segment. formed from a copolymer consisting of at least one soft segment; The quality segment consists of aliphatic polyols, aliphatic and aromatic polyamines and At least one hydrophilic, hydrophobic, or both hydrophilic and hydrophobic compound selected from the group consisting of a mixture of comprising a hydrophilic oligomer; the film is greater than about 350 psi and about Tensile strength up to 10,000 psi, greater than about 300% and about 1,500% Ultimate elongation and absorbed water volume fraction and hydrophilicity of the soft segment up to The sum of the volume fractions of up to about 100% and about 2,000% of the dry polymer volume and exceeds about 50% and up to about 95% of the volume of the wet polymer. and the film has an absorption rate of about 6,000 to 600,000 molecules. permeable to large amounts of molecules and virtually impermeable to cells and certain substances hyperactive; syringe; needle; and Preselected cells lacking the metabolic defect are inserted into the device and the metabolic defect is detected. The device is implanted into the body of a subject suffering from the disease, and the cells are thus absorbed into the subject's body fluids. to be able to interact with and alleviate the symptoms associated with said defect. Instructions for use of the kit for; A kit for correcting a metabolic defect in a subject, comprising: 23.細胞の培地をさらに含む、請求の範囲第22項記載のインスリン産生キッ ト。23. The insulin production kit according to claim 22, further comprising a cell culture medium. to. 24.前記生きている生存能力のある細胞が約35%より多い水からなるヒドロ ゲルの中に懸濁している細胞である請求の範囲第1項記載の方法。24. said living viable cells consist of more than about 35% water; 2. The method of claim 1, wherein the cells are suspended in a gel. 25.前記ヒドロゲルがアルギネートである請求の範囲第24項記載の方法。25. 25. The method of claim 24, wherein the hydrogel is an alginate. 26.前記ヒドロゲルがポリエチレングリコールである請求の範囲第24項記載 の方法。26. Claim 24, wherein the hydrogel is polyethylene glycol. the method of. 27.前記細胞が産生物を分泌する細胞からなる、請求の範囲第24項記載の方 法。27. The method according to claim 24, wherein the cells consist of cells that secrete products. Law. 28.前記細胞がインスリン産生細胞からなる、請求の範囲第27項記載の方法 。28. 28. The method of claim 27, wherein said cells consist of insulin producing cells. . 29.細胞によるインスリンの産生が培地中のグルコースレベルの変化により調 節可能である、請求の範囲第28項記載の方法。29. Insulin production by cells is regulated by changes in glucose levels in the culture medium. 29. The method of claim 28, wherein the method is configurable. 30.細胞を未変性の哺乳動物のランゲルハンス島、インスリン産生組み換え原 核生物細胞、および棺同性組み換えまたは突然変異から生ずる、グルコース調節 インスリン産生真核生物細胞から成る群より選択される、請求の範囲第28項記 載の方法。30. Cells were extracted from native mammalian islets of Langerhans, an insulin-producing recombinant Glucose regulation resulting from karyotic cells and coffin isogenetic recombination or mutations Claim 28 selected from the group consisting of insulin-producing eukaryotic cells. How to put it on. 31.細胞を原核生物細胞および真核生物細胞から成る群より選択される、請求 の範囲第24項記載の方法。31. Claiming that the cell is selected from the group consisting of prokaryotic cells and eukaryotic cells. The method according to item 24. 32.細胞を永久分裂能を与えた細胞、生きている組織の細胞および一次培養の 細胞から成る群より選択される、請求の範囲第31項記載の方法。32. Cells endowed with permanent dividing capacity, cells of living tissues and primary cultures 32. The method of claim 31, wherein the cell is selected from the group consisting of cells. 33.装置が細胞を実質的に取り囲んでいる、請求の範囲第24項記載の方法。33. 25. The method of claim 24, wherein the device substantially surrounds the cell. 34.前記培地が、細胞と直接相互作用的接触をしているとき、前記培地に戻す 無害のまたは望ましい成分に形質転換される、有害なまたは望ましくない成分か らなる、請求の範囲第24項記載の方法。34. returning the medium when the medium is in direct interactive contact with the cells; Are harmful or undesirable components transformed into harmless or desirable components? 25. The method according to claim 24, comprising: 35.さらに細胞からなる装置を被検体の体の中に移植することをさらに含み、 前記培養ステップを生体内で有害な免疫学的応答の実質的に不存在下に実施する 、 請求の範囲第33項記載の方法。35. further comprising implanting the device comprising the cells into the subject's body; Said culturing step is carried out in the substantial absence of deleterious immunological responses in vivo. , A method according to claim 33. 36.細胞が被検体自身の欠陥のある細胞であり、そして移植前に細胞を遺伝子 操作して欠陥を克服する、請求の範囲第35項記載の方法。36. If the cells are the subject's own defective cells and the cells are genetically modified prior to transplantation. 36. The method of claim 35, wherein the method is operated to overcome deficiencies. 37.細胞からなる装置を真皮内、皮下、腔内、腹腔内、血管内、器官の中また は付近、網嚢の中または付近、あるいは腟内に移植する、請求の範囲第35項記 載の方法。37. Devices consisting of cells can be inserted into the dermis, subcutaneously, intracavitally, intraperitoneally, intravascularly, in organs, or is implanted nearby, in or near the omental sac, or intravaginally. How to put it on. 38.有害な免疫学的反応の実質的不存在下に、ある化合物の異常なレベルを体 液の中に生ずる内因性欠陥に悩む、被検体の体液中の前記化合物のレベルを調節 する方法であって、患者の細胞の内因性欠陥を欠如する細胞をヒドロゲルの中に 懸濁させ、ここで前記ヒドロゲルは約35%より多い水からなり;前記懸濁した 細胞を生物分解性、移植可能な装置の中に取り囲み、ここで前記装置の少なくと も1つの部分は前記細胞を実質的に取り囲む非多孔質の、半透過性、生物適合性 のフィルムからなり、前記フィルムは約5〜45重量%の少なくとも1つの硬質 セグメント、および約95〜55重量%の少なくとも1つの軟質セグメントから なるコポリマーから形成されており、前記軟質セグメントは脂肪族ポリオール、 脂肪族および芳香族のポリアミンおよびそれらの混合物から成る群より選択され る少なくとも1種の親水性、疎水性または両親媒性のオリゴマーからなり;前記 フィルムは約350psiより大きくかつ約10,000psiまでの引張強さ 、約300%より大きくかつ約1,500%までの究極伸び率および吸収された 水の体積分率および軟質セグメントの親水性の体積分率の合計が乾燥ポリマーの 体積の約100%および約2,000%までを越えかつ湿潤ポリマーの体積の約 50%および約95%までを越えるような水吸収率を有し、そして前記フィルム は約6,000〜600,000までの分子量の分子に対して透過性でありかつ 細胞および特定の物質に対して実質的に不透過性であり;前記細胞からなる前記 装置を前記細胞が被検体の体液と接触している被検体の体の部位の中に移植し; そして前記細胞が前記化合物と直接相互作用的接触をしている移植部位において 前記細胞を生存させかつ体液の中のそのレベルを調節するように作用させる; からなる前記方法。38. The body is exposed to abnormal levels of certain compounds in the virtual absence of harmful immunological responses. Regulating the levels of said compounds in the body fluids of subjects suffering from endogenous defects occurring in the fluids A method for placing cells lacking an endogenous defect in a patient's cells into a hydrogel. suspended, wherein the hydrogel consists of greater than about 35% water; The cells are surrounded in a biodegradable, implantable device, where at least one of said devices is The other portion is a non-porous, semi-permeable, biocompatible material that substantially surrounds the cells. comprising about 5 to 45% by weight of at least one hard material. segment, and about 95-55% by weight of at least one soft segment. The soft segment is formed from a copolymer consisting of an aliphatic polyol, selected from the group consisting of aliphatic and aromatic polyamines and mixtures thereof; at least one hydrophilic, hydrophobic or amphipathic oligomer; The film has a tensile strength greater than about 350 psi and up to about 10,000 psi , an ultimate elongation of greater than about 300% and up to about 1,500% and an absorbed The sum of the water volume fraction and the hydrophilic volume fraction of the soft segment is more than about 100% of the volume and up to about 2,000% of the volume of the wet polymer having a water absorption rate of greater than 50% and up to about 95%; is permeable to molecules of molecular weight from about 6,000 to 600,000 and substantially impermeable to cells and certain substances; implanting the device into a region of the subject's body where the cells are in contact with body fluids of the subject; and at the site of implantation where said cells are in direct interactive contact with said compound. causing said cells to survive and to regulate their levels in body fluids; The method comprising: 39.前記ヒドロゲルがアルギネートである請求の範囲第38項記載の方法。39. 39. The method of claim 38, wherein the hydrogel is an alginate. 40.前記ヒドロゲルがポリエチレングリコールである請求の範囲第38項記載 の方法。40. Claim 38, wherein the hydrogel is polyethylene glycol. the method of. 41.前記体液が血液からなり、そして前記内因性欠陥が血液中の化合物の正常 のレベルより実質的に高いレベルである、請求の範囲第38項記載の方法。41. The body fluid consists of blood, and the intrinsic defect is due to the normality of the compounds in the blood. 39. The method of claim 38, wherein the level is substantially higher than the level of. 42.体液中の前記化合物のレベルへの細胞の作用が化合物のレベルにより逆に 調節可能である、請求の範囲第38項記載の方法。42. The effect of cells on the level of said compound in body fluids is reversed by the level of the compound. 39. The method of claim 38, wherein the method is adjustable. 43.細胞を永久分裂能を与えた細胞、生きている組織の細胞、および一次培養 の細胞から成る群より選択される、請求の範囲第38項記載の方法。43. Cells endowed with permanent dividing capacity, cells of living tissues, and primary cultures 39. The method of claim 38, wherein the cell is selected from the group consisting of. 44.患者が糖尿病であり、そして細胞がグルコース調節可能な、インスリン産 生細胞からなる、請求の範囲第38項記載の方法。44. If the patient is diabetic and the cells are glucose regulated and insulin producing 39. The method of claim 38, comprising living cells. 45.細胞を未変性の哺乳動物のランゲルハンス島、および相同性組み換えまた は突然変異から生ずる、グルコース調節インスリン産生真核生物細胞から成る群 より選択される、請求の範囲第44項記載の方法。45. Cells were isolated from native mammalian islets of Langerhans, and from homologous recombination or is a group of glucose-regulated, insulin-producing eukaryotic cells that result from mutations. 45. The method of claim 44, wherein the method is selected from: 46.細胞が被検体自身のインスリン欠乏細胞であり、そして細胞を被検体の体 から分離し、そして移植前に遺伝子操作してグルコース調節可能にインスリンを 産生するようにする、請求の範囲第44項記載の方法。46. The cells are the subject's own insulin-deficient cells, and the cells are the subject's own insulin-deficient cells. and genetically engineered to produce glucose-regulated insulin before transplantation. 45. The method of claim 44, wherein 47.体液が、細胞と直接相互作用的接触をしているとき、前記体液に戻す無害 のまたは望ましい化合物に形質転換される、有害なまたは望ましくない化合物か らなる、請求の範囲第38項記載の方法。47. Harmless return to body fluids when they are in direct interactive contact with cells Are harmful or undesirable compounds transformed into desirable or desired compounds? 39. The method of claim 38, comprising: 48.細胞が産生物産生細胞からなる、請求の範囲第38項記載の方法。48. 39. The method of claim 38, wherein the cell comprises a product producing cell. 49.約35%より多い水からなるヒドロゲル;生物分解性、移植可能な装置、 ここで前記装置の少なくとも1つの部分は非多孔質の、半透過性、生物適合性の フィルムからなり、前記フィルムは約5〜45重量%の少なくとも1つの硬質セ グメント、および約95〜55重量%の少なくとも1つの軟質セグメントからな るコポリマーから形成されており、前記軟質セグメントは脂肪族ポリオール、脂 肪族および芳香族のポリアミンおよびそれらの混合物から成る群より選択される 少なくとも1種の親水性、疎水性または両親媒性のオリゴマーからなり;前記フ ィルムは約350psiより大きくかつ約10,000psiまでの引張強さ、 約300%より大きくかつ約1,500%までの究極伸び率および吸収された水 の体積分率および軟質セグメントの親水性の体積分率の合計が乾燥ポリマーの体 積の約100%および約2,000%までを越えかつ湿潤ポリマーの体積の約5 0%および約95%までを越えるような水吸収率を有し、そして前記フィルムは 約6,000〜600,000までの分子量の分子に対して透過性でありかつ細 胞および特定の物質に対して実質的に不透過性である;注射器; 針;および 代謝的欠陥を欠如する前以て選択した細胞をヒドロゲルの中に懸濁させ、装置の 中に挿入し、そして代謝的欠陥に悩む被検体の体の中に前記装置を移植し、こう して前記細胞が被検体の体液と相互作用しそして前記欠陥に関連する症状を軽減 することができるようにするためのキットの使用についての取扱説明書;からな る、被検体における代謝的欠陥を補正するためのキット。49. Hydrogels comprising greater than about 35% water; biodegradable, implantable devices; wherein at least one portion of the device is a non-porous, semi-permeable, biocompatible material. a film, said film comprising about 5 to 45% by weight of at least one hard cell. and about 95-55% by weight of at least one soft segment. The soft segment is made of a copolymer of aliphatic polyol, selected from the group consisting of aliphatic and aromatic polyamines and mixtures thereof consisting of at least one hydrophilic, hydrophobic or amphipathic oligomer; The film has a tensile strength of greater than about 350 psi and up to about 10,000 psi; Ultimate elongation and absorbed water greater than about 300% and up to about 1,500% The sum of the volume fraction of the soft segment and the hydrophilic volume fraction of the dry polymer body and up to about 2,000% and about 5% of the wet polymer volume. and the film has a water absorption rate of greater than 0% and up to about 95%; Permeable to molecules with a molecular weight of about 6,000 to 600,000 and finely fused. substantially impermeable to cells and certain substances; syringes; needle; and Preselected cells lacking metabolic defects are suspended in the hydrogel and placed in the device. and implanting said device into the body of a subject suffering from a metabolic defect; so that the cells interact with the subject's body fluids and alleviate symptoms associated with the defect. Instructions for use of the kit to enable A kit for correcting metabolic defects in a subject. 50.細胞の培地をさらに含む、請求の範囲第49項記載のインスリン産生キッ ト。50. The insulin production kit according to claim 49, further comprising a cell culture medium. to.
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