MX2008009665A - Andamios biomimeticos. - Google Patents

Abstract

La invención proporciona una composición que comprende un polímero de nanofibras en el cual las fibras del polímero de nanofibras están alineadas y una molécula es anexada covalentemente, ya sea directamente o por medio de un enlazador, al polímero de nanofibras. Esta molécula es apta de anexarse, ya sea covalente o no covalentemente a un miembro seleccionado de un componente de matriz extracelular, un factor de crecimiento y combinaciones de los mismos. La invención también proporciona métodos de fabricación de la composición y métodos de uso de las composiciones para agregar nuevo tejido a un sujeto, tal como un sujeto humano.

Description

AHDAMIOS BIOMIMETICOS ANTECEDENTES DE LA INVENCION Hay necesidad en el arte por composiciones que puedan reemplazar o mejorar funciones biológicas en un sujeto. También hay necesidad en el arte por composiciones que puedan promover el crecimiento de nuevo tejido o reemplazar tejido dañado en un sujeto. Estas y otras necesidades son tratadas por la invención descrita en la presente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un primer aspecto, la invención proporciona una composición que comprende un primer andamio polimérico fibroso, en donde la fibra o fibras del primer andamio polimérico fibroso están alineadas. En una modalidad ejemplar, en donde el primer andamio polimérico fibroso tiene una longitud seleccionada de aproximadamente 0.01 cm a aproximadamente 20 cm, aproximadamente 0.05 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 0.5 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 1 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 2 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 1 cm a aproximadamente 3 cm, aproximadamente 2 cm a aproximadamente 10 cm, y aproximadamente 5 cm a aproximadamente 15 cm. En otra modalidad ejemplar, la composición tiene una forma que es seleccionada de una hoja, un conducto, un conducto relleno y una varilla. En otra modalidad ejemplar, la composición tiene una forma que es seleccionada de un conducto, un conducto relleno y una varilla. En otra modalidad ejemplar, la composición tiene forma de varilla. En otra modalidad ejemplar, el primer andamio polimérico fibroso está alineado esencialmente en una dirección que es seleccionada de longitudinal y circunferencial . En otra modalidad ejemplar, el primer andamio polimérico fibroso tiene una costura. En otra modalidad ejemplar, el primer andamio polimérico fibroso está sin costuras. En otra modalidad ejemplar, el primer andamio polimérico fibroso es formado monolíticamente. En otra modalidad ejemplar, por lo menos una de las fibras del primer andamio polimérico fibroso comprende un polímero o una subunidad que es seleccionada de un poliéster alifático, un óxido de polialquileno, polidimetilsiloxano, policaprolactona , polilisina, colágeno, laminina, fibronectina , elastina, alginato, fibrina, ácido hialurónico, proteoglicanas , polipéptidos y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, el poliéster alifático es seleccionado de ácido láctico (D- o L-), lacturo, poli (ácido láctico), ácido poli (lacturo) glicólico, poli (ácido glicólico) , poli (glicoluro) , glicoluro, poli (lacturo-co-glicoluro) , poli (ácido láctico-co-ácido glicólico) y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, por lo menos una de las fibras del primer andamio polimérico fibroso comprende poli (lacturo-co-glicoluro) (PLGA) . En otra modalidad ejemplar, el óxido de polialquileno es seleccionado de óxido de polietileno, óxido de polipropileno y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, la invención comprende además una célula. En otra modalidad ejemplar, la célula está embebida dentro o está sobre la superficie del primer andamio polimérico fibroso. En otra modalidad ejemplar, la célula es miembro seleccionado de una célula de tallo y una célula progenitora. En otra modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de una célula vascular adulta, célula progenitora vascular, célula de tallo vascular, célula de músculo adulta, célula progenitora muscular, célula de tallo muscular, célula neural adulta, célula progenitura neural, célula de tallo neural, célula de Schwann, célula de fibroblasto, célula de piel adulta, célula progenitora de piel y célula de tallo de piel. En otra modalidad ejemplar, la invención comprende además una molécula que es anexada covalentemente , ya sea directamente o por medio de un enlazador, al primer andamio polimérico fibroso y la molécula es capaz de anexarse covalente o no covalentemente a un miembro seleccionado de un componente de matriz extracelular, un factor de crecimiento, un factor de diferenciación y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, la molécula es anexada covalentemente por medio de un enlazador y el enlazador es un miembro seleccionado de di-amino poli (etilenglicol) , poli (etilenglicol) y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, la molécula es seleccionada de heparina, sulfato de heparana, sulfato de heparana proteoglicana, y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, el componente de matriz extracelular es un miembro seleccionado de laminina, colágeno, fibronectina, elastina, vitronectina , fibrinógeno, polilisina y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, el factor de crecimiento es un miembro seleccionado de factor de crecimiento de fibroblasto ácido, factor de crecimiento de fibroblasto básico, factor de crecimiento de nervio, factor neurotrófico derivado del cerebro, factor de crecimiento semejante a insulina, factor de crecimiento derivado de plaquetas, factor beta de crecimiento transformante, factor de crecimiento endotelial vascular, factor de crecimiento epidérmico, factor de crecimiento de queratinocito y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, el factor de diferenciación es seleccionado de factor derivado de célula estromal, hedgehog sónico, proteínas morfogénicas de hueso, ligandos de muesca, Wnt y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto, conducto relleno o varilla, y en donde el polímero está sin costuras. En otra modalidad ejemplar, la composición es producida mediante la aplicación una solución polimérica que comprende un polímero a un mandril giratorio. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico tiene forma de hoja, conducto o conducto relleno y es producido mediante un proceso de electrohilado que comprende un mandril giratorio con por lo menos una región no conductora. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico tiene forma de varilla y es producido mediante un proceso de electrohilado que comprende un mandril giratorio con un espacio de aire. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona una composición farmacéutica que comprende: (a) una composición descrita en la presente; y (b) un excipiente aceptable farmacéuticamente. En otra modalidad ejemplar, la composición es un varilla o un conducto y en donde por lo menos una de las fibras del primer andamio polimérico fibroso comprende poli (lacturo-co-glicoluro) (PLGA) . En otra modalidad ejemplar, la composición tiene una longitud de entre aproximadamente 0.5 cm y 50 cm. En otra modalidad ejemplar, la invención comprende además un manguito que rodea el primer andamio polimérico fibroso. En otra modalidad ejemplar, el manguito comprende un segundo andamio polimérico fibroso y el segundo andamio polimérico fibroso está alineado o tiene una orientación aleatoria. En otra modalidad ejemplar, la invención comprende además un primer manguito que rodea un primer extremo del primer andamio polimérico fibroso y un segundo manguito que rodea un segundo extremo del primer andamio polimérico fibroso. En otro aspecto, la invención proporciona un método para el tratamiento de una lesión en un sujeto, el método comprende: (i) aplicar una composición descrita en la presente a un sitio de interés para el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para tratar la lesión. En otra modalidad ejemplar, la lesión es seleccionada de un nervio dividido, un nervio dañado, un músculo dividido, un músculo dañado, un vaso sanguíneo dividido, un vaso sanguíneo dañado, una herida de piel y piel contusa. En otra modalidad ejemplar, la lesión incluye un nervio dividido, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto, conducto relleno o varilla que comprende un primer extremo y un segundo extremo y el nervio dividido comprende un primer muñón de nervio y un segundo muñón de nervio, la aplicación comprende: (ii) anexar el primer extremo de la composición al primer muñón de nervio; y (iii) anexar el segundo extremo de la composición al segundo muñón de nervio. En otra modalidad ejemplar, la lesión involucra un nervio dañado y la aplicación comprende un miembro seleccionado de: (ii) envolver la composición descrita en la presente alrededor del nervio dañado, en donde la composición tiene forma de hoja. En otra modalidad ejemplar, la lesión involucra un nervio dañado y la aplicación comprende un miembro seleccionado de: (ii) insertar la composición al nervio dañado, en donde el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de varilla, conducto o conducto relleno. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona un método para mejorar el crecimiento de nervio en un sujeto, el método comprende: (i) aplicar la composición descrita en la presente a un sitio de nervio de interés en el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar crecimiento del nervio. En otra modalidad ejemplar, la lesión involucra piel cortada o piel contusa, el primer andamio polimerico fibroso tiene forma de hoja y la aplicación comprende: (i) anexar la composición a la piel cortada; tratando mediante esto la lesión. En otro aspecto, la invención proporciona un método para mejorar el crecimiento de la piel en un sujeto, en donde el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de hoja, el método comprende : (i) aplicar la composición descrita en la presente a un sitio de piel de interés en el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar el crecimiento de la piel. En otra modalidad ejemplar, la lesión involucra un vaso sanguíneo dividido, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto o conducto relleno que comprende un primer extremo y un segundo extremo y el vaso sanguíneo dividido comprende un primer muñón de vaso y un segundo muñón de vaso, la aplicación comprende: (ii) anexar el primer extremo de la composición al primer muñón de vaso; y (iii) anexar el segundo extremo de la composición al segundo muñón de vaso. En otro aspecto, la invención proporciona un método para mejorar el crecimiento del vaso sanguíneo en un sujeto, el método comprende: (i) aplicar la composición descrita en la presente a un sitio de vaso de interés en el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar el crecimiento del vaso sanguíneo. En otra modalidad ejemplar, la lesión involucra un músculo dividido, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto, conducto relleno o varilla que comprende un primer extremo y un segundo extremo y el músculo dividido comprende un primer muñón de músculo y un segundo muñón de músculo, la aplicación comprende: (ii) anexar el primer extremo de la composición al primer muñón de músculo; y (iii) anexar el segundo extremo de la composición al segundo muñón de músculo. En otra modalidad ejemplar, la lesión involucra un músculo dañado y la aplicación comprende: (ii) envolver la composición descrita en la presente alrededor del músculo dañado, en donde la composición tiene forma de hoja. En otra modalidad ejemplar, la lesión involucra un músculo dañado y la aplicación comprende: (ii) insertar la composición al músculo dañado, en donde el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de varilla, conducto o conducto relleno. En otro aspecto, la invención proporciona un método para mejorar el crecimiento del músculo en un sujeto, el método comprende: (i) aplicar la composición descrita en la presente a un sitio de músculo de interés en el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar el crecimiento del músculo. En otro aspecto, la invención proporciona un método de fabricación de la composición descrita en la presente. En otra modalidad ejemplar, el método comprende: (i) someter una fibra o fibras a un proceso de electrohilado, fabricando mediante esto la composición. En otra modalidad ejemplar, en donde el proceso de electrohilado comprende un mandril giratorio que tiene un espacio de aire o por lo menos una región no conductora. En el segundo aspecto, la invención proporciona un mandril para un aparato de electrohilado, que comprende: una primera región eléctricamente conductora; una segunda región eléctricamente conductora; y una región eléctricamente no conductora que se extiende entre la primera y la segunda región eléctricamente conductora, en donde la región no conductora eléctricamente está dimensionada y configurada para recibir un polímero fibroso para la formación de un primer andamio polimérico fibroso. En otra modalidad ejemplar, la región no conductora eléctricamente es un manguito que es colocado alrededor del mandril. En otra modalidad ejemplar, la región no conductora eléctricamente es seleccionada de cinta, cinta eléctrica, teflon y plástico. En otra modalidad ejemplar, la región no conductora eléctricamente interconecta las dos regiones de mandril conductoras. En otra modalidad ejemplar, la región no conductora eléctricamente es una porción discreta que se extiende entre las dos regiones de mandril conductoras. En otra modalidad ejemplar, la región no conductora eléctricamente es un miembro seleccionado de teflon y plástico. En otra modalidad ejemplar, la región no conductora eléctricamente tiene un diámetro que es seleccionado de mayor y menor que la región eléctricamente conductora. En el tercer aspecto, la invención proporciona un mandril para un aparato de electrohilado, que comprende: una primera región eléctricamente conductora y una segunda región eléctricamente conductora, en donde un espacio de aire ubicado entre las primeras y las segundas regiones eléctricamente conductoras forma una región no conductora entre las primeras y segundas regiones eléctricamente conductoras. En otra modalidad ejemplar, la invención comprende además: un primer manguito no conductor eléctricamente que es colocado sobre por lo menos parte de la primera porción eléctricamente conductora y un segundo manguito no conductor eléctricamente que es colocado sobre por lo menos parte de la segunda porción eléctricamente conductora. En otra modalidad ejemplar, el mandril con una región no conductora está en combinación con un sistema de electrohilado. En otra modalidad ejemplar, el mandril con un espacio de aire está en combinación con un sistema de electrohilado .

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Figura 1 se refiere a un esquema del aparato de electrohilado con mandril 56A. La Figura 2 se refiere a una vista en perspectiva del aparato de electrohilado con mandril 56A.

La Figura 2A se refiere a una porción del aparato de electrohilado con mandril 56A que forma el andamio polimérico 90. La Figura 2B se refiere a una porción del aparato de electrohilado con mandril 56A que forma el andamio polimérico 90. La Figura 3A - 3E ilustra varios diseños de mandril usados para ' fabricar andamios poliméricos fibrosos. (A) mandril 56 en el cual toda la superficie es conductora; (B) mandril 56A con una primera región conductora 57A, una segunda región conductora 57B, una región no conductora 55, una primera interfase 55A y una segunda interfase 55B; (C) sección transversal de mandril 56A en el cual la región no conductora 55 interconecta las dos regiones de mandril conductoras; (D) sección transversal de mandril 56A en el cual la región no conductora 55A es un manguito que cubre una porción de la superficie de la porción conductora 57; (E) mandril 56B con una primera región conductora 5 A, una segunda región conductora 57B, una primera cara de región conductora 57C, una segunda cara de región conductora 57D. Las regiones conductoras están separadas por un espacio de aire 58.

La Figura 4A es una ilustración de un andamio polimérico de conducto compuesto de micro/nanofibras alineadas longitudinalmente.

La Figura 4B es una ilustración de un andamio polimérico de varilla compuesto de micro/nanofibras alineadas longitudinalmente. Nota: las dimensiones de fibra no están dibujadas a escala. La Figura 5A es una ilustración que muestra una sección transversal del conducto de la Figura 4A. La Figura 5B es una ilustración que muestra una sección transversal de la varilla de la Figura 4B. La Figura 6 se refiere a un esquema del aparato de electrohilado con mandril 56B. La Figura 7 se refiere a una vista en perspectiva del aparato de electrohilado con mandril 56B. La Figura 7A se refiere a una porción del aparato de electrohilado con mandril 56B que forma el andamio polimérico 92. La Figura 8 es una ilustración de una hoja de andamio polimérico alineada longitudinalmente 96. La Figura 9 es un diagrama esquemático que muestra el proceso de laminación para crear un andamio de conducto polimérico fibroso con una costura a partir de una hoja de andamio polimérico alineada. Aquí, una hoja 96 de andamio polimérico alineada longitudinalmente es laminada alrededor de una varilla 97 y más tarde suturada o adherida. La Figura 10 es una ilustración de una hoja 102 "ondulada" que comprende hojas alineadas 96 y 100.

La Figura 11 se refiere a un esquema de un aparato de electrohilado de hilera múltiple 110 con mandril 56B. Las soluciones poliméricas 38, 38A y 38B contienen el polímero disuelto en un solvente, están contenidos dentro de conjuntos de jeringa 36, 36A y 36B, respectivamente. Los conjuntos de jeringa son parte de un conjunto de bomba de jeringa 32 en el cual una computadora 34 controla la velocidad a la cual la solución polimérica sale de la jeringa al controlar la presión o velocidad de flujo. Opcionalmente , diferentes velocidades de flujo pueden ser provistas y controladas a hileras seleccionadas. La velocidad de flujo cambiará dependiendo de las características físicas deseadas del andamio polimérico, esto es, espesor de membrana, diámetro de fibra, tamaño de poro, densidad de membrana, etc. El conjunto de bomba de jeringa 32 alimenta las soluciones de polímero a las hileras 42, 42A y 42B que se asientan sobre una plataforma 44. Las hileras tienen una geométrica de punta que permite la formación de chorro y transportación, sin interferencia. Una carga en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 kv es aplicada a las hileras mediante una fuente de alimentación de alto voltaje 48 por medio del alambre 41A. Un mandril 56B (que, como se menciona en la Figura 3B, incluye 57A, 57B y 58) es colocado debajo de las hileras 42 , 42A y 42B de tal manera que se crea un campo eléctrico entre la hilera cargada y el mandril 56A. El campo eléctrico provoca que a jet de la solución polimérica se expulsada de las hileras y rociada hacia el mandril 56B, formando filamentos o fibras de diámetro micro o nanométrico 46, 46A y 46B. Los portabrocas de taladro son conectados a tierra utilizando alambres de conexión a tierra 41B y 41C. El mandril 56B es anexado a un primer sujetador de taladro 54 (anexado a un rodamiento no conductor 60) y un segundo sujetador de taladro 54A (anexado a un rodamiento no conductor 60A) que es conectado a un motor 52. El motor 52 es enlazado a un control de velocidad 50A que controla la velocidad a la cual el motor hacer girar el mandril 56B. Opcionalmente , diferentes velocidades de giro pueden ser provistas. La velocidad de giro cambiará dependiendo de¾ las características físicas deseadas del andamio polimérico, esto es, espesor de membrana, diámetro de fibra, tamaño de poro, densidad de membrana, etc. Figura 12A - 12E. imágenes de SEM de nanofibras de PLLA sin alinear (A) y alineadas (B) . (C) Ilustración que muestra la modificación química de nanofibras de PLLA con heparina y anexión no covalente de bFGF y laminina. Una técnica de ELISA modificada fue usada para mostrar los niveles relativos de anexión de bFGF sobre nanofibras de PLLA sin tratar, di-NH2-PEG modificadas y heparina funcionalizadas (D) y superficies de poliestireno recubiertas con poli (ácido acrílico) (E) . Figura 13. Extensión de neurita a partir de tejido de DRG sobre nanofibras sin alinear. Se usó el teñido inmunofluorescente de neurofilamentos para visualizar la extensión de neuritas de tejido de DRG sobre nanofibras LAM y LA +bFGF sin tratar después de 6 días de cultivo ex-vivo. Barra de escala = 200 µ??. Figura 14. Extensión de neurita de tejido de DRG sobre nanofibras alineadas. Se usó el teñido inmunofluorescente de neurofilamentos para visualizar la extensión de neurita de tejido de DRG sobre nanofibras LAM y LAM+bFGF alineadas sin tratar después de 6 días de cultivo ex-vivo. Las nanofibras fueron alineadas en dirección vertical. Barra de escala = 200 µp?. Figura 15. Imágenes de microscopía confocal de alta amplificación de morfología de neurita sobre nanofibras de LAM+bFGF sin alinear y alineadas. Las nanofibras alineadas estuvieron en dirección vertical. Figura 16. Células de tallo mesenquimales humanas fueron cultivadas como pelotillas sobre membranas de micro/nanofibras de PLLA por 1, 3 ó 6 días. Las células sobre micro/nanofibras sin alinear muestra migración gradual con el paso del tiempo y alineación aleatoria. Las células sobre micro/nanofibras alineadas exhiben migración mejorada en dirección de las fibras a 3 y 6 días también como alineación global con la dirección de fibra. Las barras de escala son de 200 µ??. Figura 17. Modelo de cicatrización de heridas sobre andamios de micro/nanofibras con varios tipos de células. MSC : células de detalle mesenquimales después de 2 días. FF : fibroblastos de prepucio después de 5 días. EC : células endoteliales después de 1 día. Sobre los andamios de micro/nanofibras sin alinear, la cobertura de herida fluctúa de mínimo (muestra de MSC) a moderada (muestra EC) . Cuando las micro/nanofibras son alineadas paralelas al eje longitudinal de herida (A-Para) , la migración celular a la herida es fuertemente menoscabada. La migración de células y cobertura de heridas son mayores cuando las micro/nanofibras son alineadas perpendiculares al eje longitudinal de herida. Figura 18A y Figura 18B. Teñido fluorescente actina (faloidina) y núcleos (yoduro de propidio) que demuestra estructura citoesqueletal similar entre A) orientación de célula de músculo liso de arteria carótida común in vivo natural y B) hoja de polímero de nanofibra alineada sembrada con célula de músculo liso humanas. Figura 19A - 19C. Construcción de injerto vascular embebida en célula de tallo nanofibroso. A) Células de tallo son sembradas sobre una hoja alineada de nanofibras biodegradables . B) Se crea una estructura tubular mediante enrollamiento de la hoja alrededor de la varilla. C) La varilla es removida y se usan suturas para mantener la forma de inj erto . Figura 20A - 20C. Teñido de Verhoeff de las secciones transversales de injertos vasculares y arteria de rata. La producción de fibra de colágeno (rojo) y elastina (negro) es mejorada significativamente de 1 a 3 semanas. A las 3 semanas, el injerto vascular diseñado de tejido tiene fuertes similaridades a la arteria de rata natural. Figura 21A y Figura 2 IB. Teñido inmunohistoquímico (café) de las secciones transversales para CD31 (un marcador celular endotelial) en injertos vasculares después de implante de 3 semanas. A) Arteria de rata. B) Injerto vascular después de 3 semanas . Figura 22A y Figura 22B. Teñido inmunohistoquímico (café) para secciones transversales para a-actina (marcador de músculo liso) en injertos vasculares después de implante de 3 semanas. A) Arteria de rata. B) Injerto vascular después de 3 semanas . Figura 23. Cuando los mioblastos son cultivados sobre superficies no alineadas o no configuradas, los miotubos se forman de manera aleatoria. Cuando los mioblastos son cultivados sobre nanofibras alineadas o superficies microconfiguradas , los miotubos se forman de manera alineada. Figura 24A - 24J. Alineación de mioblasto y conjunto de miotubo sobre un andamio nanofibroso de PLLA alineado.

Imágenes de SEM muestran la estructura de (A) andamios nanofibrosos orientados aleatoriamente y (B) alineados, seguido por teñido inmunofluorescente de F-actina de mioblastos sobre andamios nanofibrosos (C) orientados aleatoriamente y (D) alineados después de 3 días en medio de diferenciación. El teñido de inmunofluorescencia de MHC esqueletal fue efectuado para mostrar miotubos sobre andamios nanofibrosos aleatorios (E, G) y alineados (F, H) a 3 días (E, F) y 7 días (G, H) . Imágenes fusionadas de baja amplificación de teñido de MHC esqueletal sobre (I) sustratos alineados orientados aleatoriamente y (J) alineados después de 7 días muestran la alineación global y longitud de miotubos. Las flechas indican la dirección de las nanofibras. Las cabezas de flecha en E y F indican los núcleos. Las Barras de escala son de 50 µp? (A-H) y 100 µp? (I, J) , respectivamente. Figura 25A - 25C. Cuantificación de organización y morfología de miotubos sobre sustratos nanofibrosos alineados. (A) Ángulo de alineación de miotubo con referencia a dirección de nanofibra. (B) Longitud de miotubo después de 7 días. (C) Ancho de miotubo después de 7 días. * indica diferencia estadísticamente significativa (P<0.05). Figura 26A - 26C. Cuantificación de proliferación de mioblasto y estriación de miotubos sobre andamios nanofibrosos alineados. (A) Incorporación de BrdU para proliferación celular (R, Ran; A, Align) . (B) Teñido de inmunofluorescencia de anti- MHC que muestra un miotubo estriado sobre andamio nanofibroso alineado (Barra de escala: 20 µ??) . (C) Cuantificación del porcentaje de células estriadas después de 7 días. * indica diferencia estadísticamente significativa (P<0.05) . Figura 27A - 27H. Alineación de mioblasto y organización de miotubo sobre un sustrato de PDMS microconfigurado . Un sustrato de PDMS microconfigurado es mostrado por (A) SEM (vista lateral) y (B) microscopía de contraste de fase. Distribución de F-actina después de 2 días en medio de diferenciación es mostrada sobre sustratos (C) sin configurar y (D) microconfigurados . El teñido inmunofluorescente de MHC esqueletal fue efectuado para mostrar la fusión celular sobre membranas sin configurar (E, G) y microconfiguradas (F, H) después de 2 días (E-F) y 7 días (G-H) . Las flechas indican dirección de las micro-hendiduras. Las barras de escala son de 5 /im (A) , 20 µt (B) y 50 µta (C-H) respectivamente . Figura 28A - 28C. Cuantificación de organización de miotubo y morfología sobre membranas microconf iguradas . (A) Ángulo de alineación en miotubo con referencia a la dirección de micro-hendidura sobre membranas sin configurar (Con) y micro-configuradas (Pat) . (B) Longitud de miotubo después de 7 días. (C) Ancho de miotubo después de 7 días. * indica diferencia estadísticamente significativa (P<0.05) . Figura 29 y Figura 29B. Cuantificación de proliferación de mioblasto y estriacion sobre membranas de PDMS microconfiguradas . (A) Incorporación de BrdU para proliferación celular en la etapa prematura de fusión sobre membranas sin configurar (Con) y micro-configuradas (Pat) . (B) Cuantificación del porcentaje de células estriadas después de 7 días. * indica diferencia estadísticamente significativa (P<0.05). Figura 30a y Figura 30B. Imágenes de SEM de formación de miotubo sobre andamios nanofibrosos . La alineación de miotubo después de 7 días en medio de diferenciación sobre andamios nanofibrosos de PLLA (A) orientados aleatoriamente y (B) alineados (Barra de escala: 50 µt?) . Figura 31A - 31C. Alineación de mioblastos sobre sustratos de PLGC biodegradables microconfigurados . (A) Imagen de SEM de hendiduras microconfiguradas topográficamente sobre un sustrato de PLGC. (B-C) Teñido de F-actina de mioblastos después de 5 días en medio de diferenciación sobre sustratos de PLGC no configurados (B) y micro-configurados (C) . Nótese las fibras de esfuerzo de actina alineadas y bien orientadas sobre el sustrato de PLGC micro-configurado. Las barras de escala son de 10 µ?t? (A) y 50 µ?t? (B-C) respectivamente. Figura 32. Diagrama esquemático que muestra el proceso de laminado para crear andamios tubulares miofibra sembrados tridimensionales. Los mioblastos fueron diferenciados a miotubos alineados sobre membranas de nanofibras alineadas.

Después de 7d de diferenciación, las hojas fueron laminadas a un andamio tubular con un vástago y sutura-asegurados. Figura 33A y Figura 33B. Teñido de hematoxilina y eosina (H&E) que muestra la organización de andamio de nanofibras tubular tridimensional a una baja (izquierda) y alta (derecha) amplificación. Figura 34A y Figura 34B. Microscopía confocal con láser que ilustra la morfología celular de mioblastos y miotubos en andamios de nanofibras tubulares tridimensional en sección transversal (A) y aspectos de eje longitudinal (B) . Las muestras fueron teñidas inmunofluorescentemente para F-actina (verde) y núcleos (rojo) . Figura 35A - 35D. Esquema del modelo de cicatrización de herida in vitro sobre fibras alineadas o sin alinear. (A) Micro/nanofibras son creadas como mallas ya sea con fibras sin alinear o fibras alineadas que pueden ser orientadas paralelas o perpendiculares a los bordes longitudinales de la herida. (B) Una aguja de jeringa de calibre 18 plana es colocada sobre las mallas de nanofibras para bloquear la adhesión celular. (C) Las células son sembradas sobre las mallas de nanofibras. (D) Después que las células se adhieren a las nanofibras, la aguja es removida para permitir la migración celular a la herida. Figura 36A - 36C. Modelo de cicatrización de herida in vitro con HDF sobre nanofibras alineadas vs . sin alinear. Después de 48 horas, NHDF sobre micro/nanofibras sin alinear (A) muestran migración moderada y cobertura de herida y alineación de célula aleatoria. Cuando las fibras son alineadas perpendiculares a los bordes de la herida (B) , la migración y cobertura de herida es mejorada extensamente y las células son alineadas con las fibras. Cuando las fibras son alineadas paralelas a los bordes de la herida (C) , la cobertura de herida es reducida extensamente. El teñido es teñido de actina entero (verde) y teñido nuclear de Hoechst (azul) . Las líneas blancas de puntos representan borde de herida iniciales a 0 horas. Las barras de escala son de 300 mieras. Figura 37. Modelo de cicatrización de herida in vitro con NHDF sobre micro/nanofibras alineadas con o sin modificación química. En todos los grupos, las micro/nanofibras fueron orientadas perpendiculares a los bordes longitudinales de la herida. Después de 24 horas, Los NHDF mostraron migración mejorada y cobertura de herida sobre las fibras con modificación química adicional. Sobre las fibras sin tratar, las células no cubrieron completamente el área de herida. Cuando se agregó laminina a las fibras, las células migraron más rápidamente. La adición de bFGF mejoró la migración aún más, ya sea en forma soluble o inmovilizada a las micro/nanofibras . El teñido es de actina entera (verde) y núcleos (azul) . Las líneas blancas de puntos representan bordes de herida iniciales a 0 horas. Las barras de escala son de 300 mieras.

Figura 38. Ensamble de injerto de tejido de micro/nanofibras en multi -capas. Hojas de micro/nanofibras individuales pueden ser estratificadas una encima de otra para crear constructos con arquitectura compleja. Esta figura ilustra el ensamble de un injerto con estructura de fibra cruzada. Arquitecturas adicionales pueden ser creadas dependiendo de la orientación de fibra de cada hoja individual. Figura 39A y 39B. Fabricación de películas poliméricas micro-configuradas. (A) Capa fotoprotectora negativa fue recubierta por centrifugación sobre oblea de silicona y expuesta a luz UV por medio de una foto-máscara. (B) Capa fotoprotectora sin polimerización UV fue desarrollada, dejando una superficie configurada. (C) La solución polimérica fue vaciada a la oblea, recubierta por centrifugación y se le permite polimerizar. (D) Las películas fueron peladas de la oblea de silicio. Figura 40A - 40C. Injerto tipo múltiples células. A) Hoja de nanofibras alineada u orientada aleatoriamente. B) Tipos de células múltiples sembradas sobre diferentes áreas de la hoja. C) Se crea un constructo tubular con múltiples tipos de células en diferente sitios en el injerto. La Figura 41 ilustra un aparato de electrohilado de la invención con un colector de tambor giratorio.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS I . Definiciones y Abreviaturas Las abreviaturas usadas en general en la presente tienen su significado convencional en las artes químicas y biológicas . Como se usan en la presente, las formas singulares "un", "un" y "el" incluyen referencias plurales, a no ser que el contexto lo determine claramente otra manera. Como se usa en la presente y a no ser que se indique de otra manera, una composición que está "esencialmente libre" de un componente significa que la composición contiene menos de aproximadamente 20% en peso, tal como menos de aproximadamente 10% en peso, menos de aproximadamente 5% en peso o menos de aproximadamente 3% en peso de aquel componente. "Péptido" se refiere a un polímero en el cual los monómeros son aminoácidos y están unidos conjuntamente por medio de enlaces de amida, alternativamente denominados como un polipéptido. Adicionalmente , también están incluidos los aminoácidos no naturales, por ejemplo, ß-alanina, fenilglicina y homoarginina . Los aminoácidos que no son codificados genéticamente pueden también ser usados en la presente invención. Además, los aminoácidos que han sido modificados para incluir grupos reactivos, sitios de glicosilación, polímeros, porciones terapéuticas, biomoléculas y los semejantes pueden también ser usados en la invención. Todos los aminoácidos usados en la presente invención pueden ser ya sea el isómero D- o el isómero L. Además, otros peptidomiméticos son también útiles en la presente invención. Como se usa en la presente, "péptido" se refiere tanto a péptidos glicosilados como sin glicosilar. También incluidos están los péptidos que están glicosilados incompletamente por un sistema que expresa el péptido. Para una revisión general, véase, Spatola, A. F., en CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY DE AMINO ACIDS, PEPTIDES AND PROTEINS, B. Weinstein, eds . , Marcel Dekker, New York, p. 267 (1983) . El término "aminoácido" se refiere a aminoácidos que se presentan de manera estable en la naturaleza y aminoácidos sintéticos, también como análogos de aminoácidos y miméticos de aminoácidos que funcionan de manera similar a los aminoácidos que se presentan de manera estable en la naturaleza. Los aminoácidos que se presentan de manera estable en la naturaleza son aquellos codificados por el código genético, también como aquellos aminoácidos que son modificados más tarde, por ejemplo, hidroxiprolina, ?-carboxiglutamato y 0-fosfoserina . Análogos de aminoácido se refieren a compuestos que tienen la misma estructura química básica como un aminoácido que se presenta de manera estable en la naturaleza, esto es, un carbono OÍ que está enlazado a un hidrógeno, un grupo carboxilo, un grupo amino y un grupo R, por ejemplo, homoserina, norleucina, sulfóxido de metionina, metionina metil sulfonio. Tales análogos tienen grupos R modificados (por ejemplo, norleucina) o cadenas fundamentales de péptido modificadas, pero retienen la misma estructura química básica como un aminoácido que se presenta de manera estable en la naturaleza. Miméticos de aminoácido se refieren a compuestos químicos que tienen una estructura que es diferente de la estructura química general de un aminoácido, pero que funcionan de manera similar a un aminoácido que se presenta de manera estable en la naturaleza . Como se usa en la presente, "ácido nucleico" significa ADN, AR , porciones de hibridización de una sola hebra, de doble hebra, o porciones de hibridización más altamente agregadas y cualesquier modificaciones químicas de los mismos. Las modificaciones incluyen, pero no están limitadas a, aquellas que proporcionan grupos químicos que incorporan carga adicional, polarizabilidad, enlace de hidrógeno, interacción electrostática, puntos de anexión y funcionalidad a las bases de ligando de ácido nucleico o a ligando de ácido nucleico como un todo. Tales modificaciones incluyen, pero no están limitadas a, ácidos nucleicos de péptido (PNA) , modificaciones de grupo fosfodiéster (por ejemplo, fosforotioatos , metilfosfonatos) , modificaciones de azúcar en posición 21 , modificaciones de pirimidina de posición 5, modificaciones de purina en posición 8, modificaciones en aminas exocíclicas, sustitución de 4-tiouridina, sustitución de 5-bromo o 5-yodo-uracilo; modificaciones de cadena fundamental, metilaciones , combinaciones dé apareamiento de base inusuales tales como las isobases, isocitidina e isoguanidina y los semejantes. Los ácidos nucleicos pueden también incluir bases no naturales, tales como por ejemplo, nitroindol. Las modificaciones pueden también incluir modificaciones 3' y 5' tales como coronación con un fluoróforo (por ejemplo, punto cuántico) u otra porción. "Anticuerpo", como se usa en la presente, se refiere en general a un polipéptido que comprende una región de estructura de una inmunoglobulina o fragmentos o inmunoconjugados de la misma que se enlazan específicamente y reconocen un antígeno. Las inmunoglobulinas reconocidas incluyen los genes de región constante kappa, lambda, alfa, gamma, delta, epsilón y mu, también como la miríada de genes de región variable de inmunoglobulina. Las cadenas ligeras son clasificadas ya sea como kappa o lambda. Las cadenas pesadas son clasificadas como gamma, mu, alfa, delta o epsilón, que a su vez definen las clases de inmunoglobulina, IgG, IgM, IgA, IgD y IgE, respectivamente. Como se usa en la presente, el término "copolímero" describe un polímero que contiene más de un tipo de subunidad. El término abarca polímeros que incluyen dos, tres, cuatro, cinco o seis tipos de subunidades . El término "aislado" se refiere a un material que está sustancial o esencialmente libre de componentes, que son usados para producir el material. El extremo inferior de intervalo de pureza para las composiciones es de aproximadamente 60%, aproximadamente 70% o aproximadamente 80% y el extremo superior de intervalo de pureza es aproximadamente 70%, aproximadamente 80%, aproximadamente 90% o más de aproximadamente 90%. "Hidrogel" se refiere a un polímero reticulado insoluble en agua e hinchable en agua que es capaz de absorber por lo menos 3 veces, preferiblemente por lo menos 10 veces su propio peso de un líquido. "Hidrogel" y "polímero termo-sensible" son usados intercambiablemente en la presente. El término "anexado" , como se usa en la presente abarca interacción en las que se incluye pero no limitada a, enlace covalente, enlace iónico, quimisorción, fisisorción y combinaciones de los mismos. El término "biomolécula" o "molécula bio-orgánica" se refiere a una molécula orgánica fabricada comúnmente por organismos vivientes. Esto incluye, por ejemplo, moléculas que comprenden nucleótidos, aminoácidos, azúcares, ácidos grasos, esteroides, ácidos nucleicos, polipéptidos , péptidos, fragmentos de péptido, carbohidratos, lípidos y combinaciones de estos (por ejemplo, glicoproteínas, ribonucleoproteínas, lipoproteínas o los semejantes) . "Molécula pequeña", se refiere a especies que son menores de 1 kD en peso molecular, preferiblemente, menor de 600 D. "Composición de la invención" , como se usa en la presente se refiere a las composiciones discutidas en la presente, sales y profármacos aceptables farmacéuticamente de estas composiciones. En donde los grupos sustituyentes son especificados por sus fórmulas químicas convencionales, escritas de izquierda a derecha, abarcan igualmente los sustituyentes químicamente idénticos, que resultarían de escribir la estructura de derecha a izquierda, por ejemplo CH20 se propone también citar -OCH2. Cantidad "efectiva" de un fármaco, formulación o permeante significa una cantidad suficiente de un agente activo para proporcionar el efecto local o sistémico deseado. Una cantidad "tópicamente efectiva", "cosméticamente efectiva", "farmacéuticamente efectiva" , o "terapéuticamente efectiva" se refiere a la cantidad de fármaco necesaria para efectuar el resultado terapéutico deseado. El término "sales aceptables farmacéuticamente" se propone incluir sales de los compuestos de la invención que son preparadas con ácidos o bases relativamente no tóxicos, dependiendo de los sustituyentes particulares encontrados en los compuestos descritos en la presente. Cuando el compuesto de la presente invención contienen funcionalidades relativamente ácidas, sales de adición de base pueden ser obtenidas al poner en contacto la forma neutra de tales compuestos con una cantidad suficiente de la base deseada, ya sea neta o en un solvente inerte apropiado. Ejemplos de sales de adición de base aceptables farmacéuticamente incluyen sales de sodio, potasio, calcio, amonio, amino orgánico o sal de magnesio o una sal similar. Cuando los compuestos de la presente invención contienen funcionalidades relativamente básicas, sales de adición de ácido pueden ser obtenidas al poner en contacto la forma neutra de tales compuestos con una cantidad suficiente de ácido deseado, ya sea neta o en un solvente inerte apropiado. Ejemplos de sales de adición de ácido aceptables farmacéuticamente incluyen aquellas derivadas de ácidos inorgánicos como ácido clorhídrico, bromhídrico, nítrico, carbónico, monohidrogencarbónico, fosfórico, monohidrogenfosfórico, dihidrogenfosfórico, sulfúrico, monohidrogensulfúrico, yodhídrico, o ácido fosforoso y los semejante, también como las sales derivadas de ácidos orgánicos relativamente no tóxicos como acético, propiónico, isobutírico, maleico, malónico, benzoico, succínico, subérico, fumárico, láctico, mandélico, itálico, bencensulfónico, p-tolilsulfónico, cítrico, tartárico, metansulfónico y los semejantes. También incluidas están las sales de aminoácidos tales como arginato y los semejantes y sales de ácidos orgánicos como ácidos glucurónico o galacturónico y los semejantes (véase, por ejemplo, Berge et al., "Pharmaceutical Salts" , Journal de Pharmaceutical Science 66: 1-19 (1977)). Ciertos compuestos específicos de la presente invención contienen tanto funcionalidades básicas como ácidas que permiten que los compuestos sean convertidos ya sea a sales de adición de base o ácido . Las formas neutras de los compuestos son regeneradas preferiblemente al poner en contacto la sal con una base o ácido y aislar los compuestos originales de manera convencional. La forma original del compuesto difiere de las varias formas de sal en ciertas propiedades físicas, tales como solubilidad en solventes polares. Además de las formas de sal, la presente invención proporciona compuestos que están en una forma de profármaco. Los profármacos de los compuestos o complejos descritos en la presente sufren fácilmente cambios químicos bajo condiciones fisiológicas para proporcionar los compuestos de la presente invención. Adicionalmente , los profármacos pueden ser convertidos a los compuestos de la presente invención mediante métodos químicos o bioquímicos en un medio ambiente ex-vivo. Los compuestos de la presente invención pueden también contener proporciones no naturales de isótopos atómicos en uno o más de los átomos que constituyen tales compuestos. Por ejemplo, los compuestos pueden ser radiomarcados con isótopos radioactivos, tales como por ejemplo tritio (3H) , yodo-125 (1251) o carbono-14 (14C) . Todas las variaciones isotópicas de los compuestos de la presente invención, ya sea radioactivos o no, se proponen ser abarcados en el alcance de la presente invención. El término "portador aceptable farmacéuticamente" o "vehículo aceptable farmacéuticamente" se refiere a cualquier formulación o medio portador que proporciona la administración apropiada de una cantidad efectiva de un agente activo como se define en la presente, no interfiere con la efectividad de la actividad biológica del agente activo, y es suficientemente no tóxico al huésped o paciente. Los portadores representativos incluyen agua, aceites, tanto vegetales como minerales, bases de crema, bases de loción, bases de pomada y los semejantes. Estas bases incluyen agentes de suspensión, espesantes, mej oradores de mej oradores y los semejantes. Su formulación es bien conocida para aquellos en el arte de cosméticos y farmacéuticos tópicos. Información adicional concerniente con portadores se puede encontrar en Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 21st Ed. , Lippincott, Williams & Wilkins (2005) que es incorporada en la presente por referencia. "Portador tópico aceptable farmacéuticamente" y términos equivalentes se refieren a portadores aceptables farmacéuticamente, como se describe anteriormente en la presente, apropiados para aplicación tópica. Un vehículo de líquido o crema inactivo capaz de suspender o disolver el (los) agente (s) activo (s) y que tiene las propiedades de ser no tóxico y no inflamatorio cuando es aplicado a la piel, uña, vello, garra o pezuña es un ejemplo de un portador tópico aceptable farmacéuticamente. Este término está diseñado específicamente para abarcar materiales portadores apropiados para uso en cosméticos tópicos también. El término "aditivo aceptable farmacéuticamente" se refiere a conservadores, antioxidantes, fragancias, emulsificantes , tintes y excipientes conocidos o usados en el campo de formulación de fármacos y que no interfieren indebidamente con la efectividad de la actividad biológica del agente activo, y que es suficientemente no tóxico al huésped o paciente. Aditivos para formulaciones tópicas son bien conocidos en el arte y pueden ser agregados a la composición tópica, en tanto que sean aceptables farmacéuticamente y no perjudiciales a las células epiteliales o su función. Además, no pueden provocar deterioro en la estabilidad de la composición. Por ejemplo, rellenos inertes, anti - irritantes , adherentes, excipientes, fragancias, opacificantes , antioxidantes, agentes de gelificación, estabilizadores, surfactantes , emolientes, agentes de coloración, conservadores, agentes reguladores del pH, otros mej oradores de permeación y otros componentes convencionales de formulaciones de administración tópica o transdérmica como son conocidas en el arte . Como se usa en la presente, "administración" significa administración oral, administración como un supositorio, contacto tópica, administración intravenosa, intraperitoneal , intramuscular, intralesional , intranasal o subcutánea o el implante de un dispositivo de liberación lenta, por ejemplo, una bomba mini-osmótica al sujeto. El término "excipientes" es conocido convencionalmente para dar a entender portadores, diluyentes y/o vehículos usados en la formulación de composiciones de fármaco efectivas para el uso deseado. El término "células autólogas" , como se usa en la presente, se refiere a células que son las propias células del sujeto o clones de las mismas. El término "células alogénicas" , como se usa en la presente, se refiere a células que no son las propias células de un primer sujeto o clones de las mismas, sino que son células o clones de las mismas derivadas de un segundo sujeto y este segundo sujeto es de la misma especie como el primer suj eto . El término "células heterólogas" , como se usa en la presente, se refiere a células que no son de la propias células de un primer sujeto o clones de las mismas, sino que son células o clones de las mismas derivadas de un segundo sujeto y este segundo sujeto no es de la misma especie como el primer suj eto . El término "células de tallo" , como se usa en la presente, se refiere a células capaces de diferenciación a otros tipos de células, en las que se incluyen aquellas que tienen una función especializada particular (esto es, células terminalmente diferenciadas) tales como eritrocitos, macrófagos, etc.). Las células de tallo pueden ser definidas de acuerdo con su fuente (células de tallo adultas/somáticas, células de tallo embriónica) o de acuerdo con su potencia (totipotentes , pluripotentes , multipotentes y unipotentes) . El término "unipotente" , como se usa en la presente, se refiere a células que pueden producir solo un tipo de célula, pero tiene la propiedad de auto-renovación que la distingue de las células sin tallo. El término, "multipotente" o "progenitor", como se usa en la presente, se refiere a células que pueden dar surgimiento a cualquiera de varios tipos de células terminalmente diferenciadas diferentes. Estos tipos de célula diferentes están usualmente estrechamente relacionados (por ejemplo, células de sangre tales como células de sangre roja, células de sangre blanca y plaquetas) . Por ejemplo, células de tallo mesenquimales (también conocida como células estromales de médula) son células multipotentes y son capaces de formar osteoblastos , condrocitos, miocitos, adipocitos, células neuronales y células de isletas ß-pancreáticas . Otro ejemplo son mioblastos esqueletales , que dan surgimiento preferiblemente a célula de músculo esqueletales mediante un proceso de diferenciación que involucra fusión de células individuales a miotubos multinucleados . El término "pluripotente" , como se usa en la presente, se refiere a células que dan surgimiento a algunos o muchos pero no todos los tipos de células de un organismo. Las células de tallo pluripotentes son aptas de diferenciarse a cualquier tipo de célula en el cuerpo de un organismo maduro, aunque sin reprogramación son no aptas de desdiferenciarse a células a partir de las cuales son derivadas. Como se apreciará, células "multipotente" /progenitora (por ejemplo, células de tallo neurales) tienen un potencial de diferenciación más estrecho que las células de tallo pluripotentes. Otra clase de células aún más primitivas (esto es, no comprometidas a un destino de diferenciación particular) que las células de tallo pluripotentes son las llamadas células de tallo "totipotentes" . El término "totipotente", como se usa en la presente, se refiere a oocitos fertilizados, también como células producidas por las primeras pocas divisiones de la célula de huevo fertilizada (por ejemplo, embriones a las dos y cuatro etapas celulares del desarrollo) . Las células totipotentes tienen la habilidad de diferenciarse a cualquier tipo de célula de la especie particular. Por ejemplo, una sola célula de tallo totipotente podría dar surgimiento a un animal completo, también como a cualquiera de la miríada de tipos de célula encontradas en la especie particular (por ejemplo, humanos) . En esta especificación, células pluripotentes y totipotentes , también como células con el potencial para diferenciación a un órgano o tejido completo, son denominadas como células de tallo "primordiales" . El término "des-diferenciación" , como se usa en la presente, se refiere al regreso de una célula a un estado menos especializado. Después de la des-diferenciación, tal célula tendrá la capacidad de diferenciarse a más tipos o diferentes tipos de células que fue posible antes de la re-programación. El proceso de diferenciación inversa (esto es, desdiferenciación) es probablemente más complicado que la diferenciación y requiere "re-programación" la célula para volverse más primitiva. Un ejemplo de des-diferenciación es la conversión de una célula progenitora miogénica, tal como un mioblasto primario prematuro, a una célula de tallo de músculo o célula satélite. Una célula de tallo "normal" se refiere a una célula de tallo (o su progenie) que no exhibe un fenotipo aberrante o tiene un genotipo aberrante y así puede dar surgimiento al pleno intervalo de células que pueden ser derivadas de tal célula de tallo. En el contexto de una célula de tallo totipotente, por ejemplo, la célula podría dar surgimiento a, por ejemplo, todo o un animal que es saludable. En contraste, una célula de tallo "anormal" se refiere a una célula de tallo que no es normal, debido por ejemplo, a una o más mutaciones o modificaciones genéticas o patógenos. Así, las células de tallo anormales difieren de las células de tallo normales) . Un "medio ambiente de crecimiento" es un medio ambiente en el cual las células de tallo proliferarán in vitro. Aspectos del ambiente incluyen el medio en el cual las células son cultivadas y una estructura de soporte (tal como un sustrato sobre una superficie sólida) si está presente. "Factor de crecimiento" se refiere a una sustancia que es efectiva para promover el crecimiento de células y que, a no ser que sea agregado al medio de cultivo como complemento, no es de otra manera un componente del medio basal . En otras palabras, un factor de crecimiento es una molécula que no es secretada por las células que son cultivadas (en las que se incluyen cualquier células de alimentación, si están presentes) o, si son secretadas por células en el medio de cultivo, no son secretadas en una cantidad suficiente para obtener el resultado obtenido al agregar el factor de crecimiento exógenamente . Factores de crecimiento incluyen pero no están limitados al factor de crecimiento de fibroblasto básico (bFGF) , factor de crecimiento de fibroblasto ácido (aFGF) , factor de crecimiento epidérmico (EGF) , factor- I de crecimiento semejante a insulina (IGF-I) , factor-II de crecimiento semejante a insulina (IGF-II) , factor A-B de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) , factor de crecimiento de célula endotelial vascular (VEGF) , activina-A, proteínas morfogénicas de hueso (BMP) , insulina, citocinas, quimiocinas, morfógenos , anticuerpos neutralizantes, otras proteínas y moléculas pequeñas. El término "factor de diferenciación" , como se usa en la presente, se refiere a una molécula que induce a una célula de tallo o célula progenitora a comprometerse a un tipo de célula especializada particular. "Matriz extracelular" o "matriz" se refiere a una o más sustancias que proporcionan sustancialmente las mismas condiciones para apoyar el crecimiento celular tal como se proporciona por una matriz extracelular sintetizada por células alimentadoras . La matriz puede ser provista sobre un sustrato. Alternativamente, el (los) componente (s) que comprende (n) la matriz puede (n) ser provisto (s) en solución. Componentes de una matriz extracelular pueden incluir laminina, colágeno y fibronectina . El término "capacidad regenerativa" , como se usa en la presente, se refiere a la conversión de una célula de tallo a una célula progenitora dividida y una célula tejido-específica diferenciada. El término, "autorenovación" , como se usa en la presente, se refiere a la proliferación sin especificación de linaj e . El término, "alineado", como se usa en la presente, se refiere a la orientación de fibras en un andamio polimérico fibroso, en donde por lo menos 50% de las fibras están orientadas en una dirección general y su orientación forma un eje de alineación promedio. La orientación cualquier fibra dada se puede desviar del eje de alineación promedio y la desviación puede ser expresada como el ángulo formado entre el eje de alineación y la orientación de la fibra. Un ángulo de desviación de 0o exhibe alineación perfecta y 90° (o -90°) exhibe alineación ortogonal de la fibra con respecto al eje de alineación promedio. En una modalidad ejemplar, la desviación estándar de las fibras del eje de alineación promedio puede ser un ángulo seleccionado de entre 0o y Io, entre 0o y 3o, entre 0o y 5o, entre 0o y 10° , entre 0o y 15° , entre 0o y 20° o entre 0o y 30° . El término 'varilla', como se usa en la presente, se refiere a un andamio polimérico fibroso que está esencialmente en forma de un cilindro relleno. Espacios y canales pueden estar presentes entre las fibras individuales que componen la varilla . El término "conducto", como se usa en la presente, se refiere a un objeto que es esencialmente de forma cilindrica. El conducto tiene una pared interna y una pared externa, un diámetro interior, un diámetro exterior y un espacio interior que es definido por el diámetro interno del conducto, también como su longitud. Espacios y canales pueden estar presentes entre las fibras individuales que componen el conducto. El término "conducto lleno", como se usa en la presente, se refiere a un conducto en el cual una porción del espacio interior está compuesto de material de relleno. Este material de relleno puede ser un andamio polimérico fibroso. Espacios y canales pueden estar presentes entre las fibras individuales que componen el conducto relleno. El término "costura" o "cosido" , como se usa en la presente, se refiere a una unión formada mediante ajuste, unión o traslape conjuntamente de dos secciones. Estas dos secciones pueden ser mantenidas conjuntamente por medios mecánicos, tales como suturas o mediante medios químicos, tales como recocido o adhesivos. Por ejemplo, una costura es formada al unir una región de una hoja a otra región. El término "sin costura", como se usa en la presente, se refiere a la ausencia de una costura. El término "célula" se puede referir ya sea a una situación singular ("célula") o plural ("células"). El término "componente de matriz extracelular" , como se usa en la presente, es un miembro seleccionado de laminina, colágeno, fibronectina y elastina. El término "férula", como se usa en la presente, es un tubo que puede ser fabricado de, entre otras cosas, metal y polímeros orgánicos. Cuando la férula es compuesta de un polímero orgánico, el polímero no es un andamio polimérico nanofibroso o microfibroso como se describe en la presente. En otras palabras, si la férula es fabricada de un andamio polimérico fibroso, el diámetro promedio de las fibras será de entre 100 mieras y aproximadamente 50 centímetros. En algunas instancias, toda la férula es capaz de expandirse desde un primer diámetro a un segundo diámetro, en donde el segundo diámetro es mayor que el primer diámetro. II. Las composiciones Estas composiciones pueden comprender andamios poliméricos. Estos andamios poliméricos pueden ser andamios poliméricos fibrosos, tales como andamio poliméricos de microfibra o andamio poliméricos de nanofibras. Estos andamios poliméricos pueden también ser andamio poliméricos microconfigurados . Las composiciones y/o andamios poliméricos de la invención pueden opcionalmente estar sin alinear o pueden ser alineados, tales como longitudinal o circunferencialmente . Las composiciones y/o andamios poliméricos de la invención pueden opcionalmente ser formados a una forma, tal como una hoja, hoja cruzada, conducto, varilla o conducto relleno. Las composiciones y/o andamios poliméricos de la invención pueden tener una costura o pueden ser sin costura. Las composiciones o polímeros de la invención pueden también incluir opcionalmente materiales tales como una célula, una biomolécula o un excipiente aceptable farmacéuticamente. Estas alineaciones, formas y componentes adicionales pueden ayudar en la mejora o regeneración o reemplazo de función biológica. Las composiciones de la invención no incluyen una férula. Las composiciones pueden ser usadas en diseño de tejidos para mejorar, regenerar o reemplazar funciones biológicas.

II . a) Andamios poliméricos fibrosos En un primer aspecto, la invención proporciona una composición que comprende un andamio polimérico fibroso. Un andamio polimérico fibroso incluye una fibra o fibras que pueden tener un intervalo de diámetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 0.1 nanómetros a aproximadamente 50,000 nanómetros. En otra modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 25 nanómetros a aproximadamente 25,000 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 50 nanómetros a aproximadamente 20,000 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 100 nanómetros a aproximadamente 5,000 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 1,000 nanómetros a aproximadamente 20,000 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 10 nanómetros a aproximadamente 1,000 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 2,000 nanómetros a aproximadamente 10,000 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 0.5 nanómetros a aproximadamente 100 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 0.5 nanómetros a aproximadamente 50 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 1 nanómetro a aproximadamente 35 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 2 nanómetros a aproximadamente 25 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 90 nanómetros a aproximadamente 1,000 nanómetros. En una modalidad ejemplar, el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso es de aproximadamente 500 nanómetros a aproximadamente 1,000 nanómetros . En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico fibroso es un miembro seleccionado de un andamio polimérico de nanofibras y un andamio polimérico microfibras. Los andamios poliméricos de microfibras tienen elementos a escala microscópica (un diámetro de fibra promedio de entre aproximadamente 1,000 nanómetros y aproximadamente 50,000 nanómetros y especialmente entre aproximadamente 1,000 nanómetros y aproximadamente 20,000 nanómetros), en tanto que los andamio poliméricos de nanofibras tienen elementos a escala sub-microscópica (un diámetro de fibra promedio de entre aproximadamente 10 nanómetros y aproximadamente 1,000 nanómetros y especialmente entre alrededor de 50 nanómetros y aproximadamente 1,000 nanómetros). Cada uno de estos andamios poliméricos se pueden asemejar a la estructura física en el área de tratamiento, tales como fibrilos de colágeno naturales u otras matrices extracelulares . Una variedad de polímeros de fuentes sintéticas y/o naturales pueden ser usados para componer estos andamios poliméricos fibrosos. Una fibra puede ser fabricada de un monómero o subunidad. Por ejemplo, ácido láctico o poliláctico o ácido glicólico o poliglicólico pueden ser utilizados para formar nanofibras de poli (lacturo) (PLA) o poli (1-lacturo) (PLLA) o nanofibras de poli (glicoluro) (PGA) . Las fibras pueden también ser fabricadas de más de un monómero o subunidad, formando así un co-polímero, terpolímero, etc. Por ejemplo, ácido láctico o poliláctico pueden ser combinados con ácido glicólico o ácido poliglicólico para formar el copolímero de poli (lacturo-co-glicoluro) (PLGA) . Otros copolímeros de uso en la invención incluyen poli (etileno-co-vinil ) alcohol ) . En una modalidad ejemplar, una fibra comprende un polímero o subunidad que es un miembro seleccionado de un poliéster alifático, un óxido de polialquileno, polidimetilsiloxano, polivinilalcohol , polilisina, colágeno, laminina, fibronectina, elastina, alginato, fibrina, ácido hialurónico, proteoglicanas , polipéptidos y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, una fibra comprende dos polímeros o subunidades direcciones que son miembros seleccionados de un poliéster alifático, un óxido de polialquileno, polidimetilsiloxano, polivinilalcohol, polilisina, colágeno, laminina, fibronectina, elastina, alginato, fibrina, ácido hialurónico, proteoglicanas, polipéptidos y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, una fibra comprende tres polímeros o subunidades diferentes que son miembros seleccionados de un poliéster alifático, un óxido de polialquileno, polidimetilsiloxano, polivinilalcohol, polilisina, colágeno, laminina, fibronectina, elastina, alginato, fibrina, ácido hialurónico, proteoglicanas, polipéptidos y combinaciones de los mismos. En una modalidad ejemplar, el poliéster alifático es lineal o ramificado. En otra modalidad ejemplar, el poliéster alifático lineal es un miembro seleccionado de ácido láctico (D- o L-), lacturo, poli (ácido láctico), ácido poli (lacturo) glicólico, poli (ácido glicólico) , poli (glicoluro) , glicoluro, poli (lacturo-co-glicoluro) , poli (ácido láctico-co-ácido glicólico) , policaprolactona y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, el poliéster alifático es ramificado y comprende por lo menos un miembro seleccionado de ácido láctico (D- o L-), lacturo, poli (ácido láctico), ácido poli (lacturo) glicólico, poli (ácido glicólico) , poli (glicoluro) , glicoluro, poli (lacturo-co-glicoluro) , poli (ácido láctico-co-ácido glicólico) , policaprolactona y combinaciones de los mismos que es conjugado a un enlazador o una biomolécula. En una modalidad ejemplar, en donde el óxido de polialquileno es un miembro seleccionado de óxido de polietileno, polietilenglicol , óxido de polipropileno, propilenglicol y combinaciones de los mismos. En algunas modalidades, el andamio polimerico fibroso está compuesto de una sola fibra continua. En otras modalidades, el andamio polimerico fibroso está compuesto de por lo menos dos, tres, cuatro o cinco fibras. En una modalidad ejemplar, el número de fibras en los andamios poliméricos fibrosos es seleccionado de 2 a 100,000. En una modalidad ejemplar, el número de fibras en los andamios poliméricos fibrosos es seleccionado de 2 a 50,000. En una modalidad ejemplar, el número de fibras en los andamios poliméricos fibrosos es seleccionado de 50,000 a 100,000. En una modalidad ejemplar, el número de fibras en los andamios poliméricos fibrosos es seleccionado de 10 a 20,000. En una modalidad ejemplar, el número de fibras en los andamios poliméricos fibrosos es seleccionado de 15 a 1,000.

El andamio polimérico fibroso puede comprender una fibra de por lo menos una composición. En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico fibroso comprende un número de diferentes tipos de fibras y este número es seleccionado de uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve y diez. En otra modalidad ejemplar, la fibra o fibras del andamio polimérico fibroso son biodegradables. En otra modalidad ejemplar, las fibras del andamio polimérico fibroso comprenden polímeros biodegradables. En otra modalidad ejemplar, los polímeros biodegradables comprenden un monómero que es seleccionado de ácido láctico y ácido glicólico. En otra modalidad ejemplar, los polímeros biodegradables son poli (ácido láctico), poli (ácido glicólico) o un copolímero de los mismos. Polímeros biodegradables preferidos son aquellos que están aprobados por la FDA para uso clínico, tal como poli (ácido láctico) y poli (ácido glicólico) . En otra modalidad ejemplar, los andamios poliméricos biodegradables de la invención pueden ser usados para guiar la morfogénesis de tejido diseñado y se degradan gradualmente después del ensamble del tejido. La velocidad de degradación de los polímeros puede ser confeccionada por aquel de habilidad en el arte para coincidir con la velocidad de generación de tejido. Por ejemplo, si se desea un polímero que se biodegrada rápidamente, se puede seleccionar una combinación de aproximadamente 50:50 de PLGA. Maneras adicionales para incrementar la biodegradabilidad de andamio polimérico pueden involucrar seleccionar un copolímero más hidrofílico (por ejemplo, polietilenglicol ) , disminuir el peso molecular del polímero, ya que el peso molecular más alto frecuentemente significa una velocidad de degradación más lenta y cambiar la porosidad o densidad de fibra, ya que la porosidad más alta y densidad de fibra más baja frecuentemente conducen a más absorción de agua y una degradación más rápida. En otra modalidad ejemplar, el tejido es seleccionado de tejido muscular, tejido vascular, tejido de nervio, tejido de médula espinal y tejido de piel. En otra modalidad ejemplar, los andamios fibrosos biodegradables pueden ser usados para guiar la morfogénesis de tejido muscular diseñado y se degradan gradualmente después del ensamble de mioblastos, miotubos y tejido de músculo esqueletal .

Métodos de fabricación de un andamio polimérico fibroso Los andamios poliméricos de la invención pueden ser producidos en una variedad de maneras. En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico puede ser producido mediante electrohilado . El electrohilado es un proceso de atomización de un fluido conductor que aprovecha las interacciones entre un campo electrostático y el fluido conductor. Cuando se aplica un campo electrostático externo a un fluido conductor (por ejemplo, una solución polimérica semi-diluida o un fundido polimérico) , se forma una gota cónica suspendida, mediante lo cual, la tensión superficial de la gota está en equilibrio con el campo eléctrico. La atomización electrostática ocurre cuando el campo electrostático es suficientemente fuerte para superar la superficie tensión del líquido. Luego la gota de líquido se vuelve inestable y un chorro pequeño es expulsado de la superficie de la gota. A medida que llega a un objetivo conectado a tierra, el material puede ser recolectado como una tela interconectada que contiene fibras relativamente finas, esto es, de diámetro pequeño. Las películas (o membranas) resultantes de estas fibras de diámetro pequeño tienen proporción de área superficial a volumen muy grandes y tamaños de poro pequeños. Una descripción detallada del aparato de electrohilado es proporcionada en Zong, et al., Polymer, 43(16): 4403-4412 (2002); Rosen et al., Ann Plast Surg., 25:375-87 (1990) Kim, K. , Biomaterials 2003, 24, (27), 4977-85; Zong, X., Biomaterials 2005, 26, (26), 5330-8. Después del electrohilado, se puede utilizar extrusión y moldeo puede confeccionar habitualmente los polímeros. Para modular la organización de fibras a andamios poliméricos fibrosos alineados, el uso de electrodos configurados, colectores de tambor de alambre o métodos de post-procesamiento tales como estiramiento uniaxial ha sido exitoso. Zong, X., Biomaterials 2005, 26, (26), 5330-8; Katta, P., Nano Lett 2004, 4, (11), 2215-2218; Li, D., Nano Lett 2005, 5, (5), 913-6. La solución polimérica puede ser producida en una de varias maneras. Un método involucra la polimerización de los monómeros y disolución del polímero subsecuente en solventes apropiados. Este proceso puede ser llevado a cabo en un conjunto de jeringa o puede ser cargado subsecuentemente a un conjunto de jeringa. Otro método involucra comprar soluciones poliméricas disponibles comercialmente o polímeros disponibles comercialmente y disolverlos para crear soluciones poliméricas. Por ejemplo, PLLA puede ser comprado de DuPont (Wilmington, DE) , poli (lacturo-co-glicoluro) puede ser comprado de Ethicon (Somerville, NJ) y Birmingham Polymers (Birmingham, AL) , Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) y Polysciences (Warrington, PA) . Otros fabricantes incluyen Lactel Absorbable Polymers (Pelham, AL) . Componentes de andamios poliméricos adicionales de la invención, tales como células y biomoléculas , también están disponibles comercialmente de proveedores tales como Invitrogen (San Diego, CA) , Cambrex ( alkersville , MD) , Sigma-Aldrich, Peprotech (Rocky Hill, NJ) , R&D Systems (Minneapolis , MN) , ATCC (Manassas, VA), Pierce Biotechnology (Rockford, IL) . El polímero usado para formar el andamio polimérico es disuelto primero en un solvente. El solvente puede ser cualquier solvente que es capaz de disolver los monómeros de polímero y/o subunidades y proporcionar una solución polimérica capaz de conducir y ser electrohilada . Solventes típicos incluyen un solvente seleccionado de ?,?-Dimetilo formamida (DMF) , tetrahidrofurano (THF) , cloruro de metileno, dioxano, etanol, hexafluoroisopropanol (HFIP) , cloroformo, agua y combinaciones de los mismos. La solución polimérica puede contener opcionalmente una sal que crea un efecto de carga en exceso para facilitar el proceso de electrohilado . Ejemplos de sales apropiadas incluyen NaCl, KH2P04, K2HP04, KI03, KC1 , MgS04; MgCl2, NaHC03 , CaCl2 o mezclas de estas sales. La solución polimérica que forma el fluido conductor tendrá preferiblemente una concentración de polímero en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 80 % en peso, más preferiblemente alrededor de 8 a aproximadamente 60 % en peso. El fluido conductor tendrá preferiblemente una viscosidad en el intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 2000 mPa X s, más preferiblemente alrededor de 200 a aproximadamente 700 mPa X s. El campo eléctrico creado en el proceso de electrohilado estará preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 100 kilovolts (kV) , más preferiblemente alrededor de 10 a aproximadamente 50 kV. La velocidad de alimentación del fluido conductor a la hilera (o electrodo) estará preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 1000 microlitros/min, más preferiblemente alrededor de 1 a aproximadamente 250 microlitros/min . La hilera individual o múltiples hileras se asienta sobre una plataforma que es capaz de ser ajustada, hacer variar la distancia entre la plataforma y el sustrato colector conectado a tierra. La distancia puede ser cualquier distancia que permita que el solvente se evapore esencialmente por completo antes de ponerse en contacto del polímero con el sustrato colector conectado a tierra. En una modalidad ejemplar, esta distancia puede variar de 1 cm a 25 cm. Incrementar la distancia entre el sustrato colector conectado a tierra y la plataforma produce en general fibras más delgadas. En casos de electrohilado en donde se requiere un mandril giratorio, el mandril es anexado mecánicamente a un motor, frecuentemente por medio de un porta-taladro. En una modalidad ejemplar, el motor hace girar el mandril a una velocidad de entre aproximadamente 1 revolución por minuto (rpm) a aproximadamente 500 rpm. En una modalidad ejemplar, la velocidad de rotación del motor de entre aproximadamente 200 rpm a aproximadamente 500 rpm. En otra modalidad ejemplar, la velocidad de rotación del motor es de entre aproximadamente 1 rpm a aproximadamente 100 rpm. Modalidades o modificaciones adicionales al proceso de electrohilado y aparato electrohilado son descritas en la presente .

Variación de las Propiedades Eléctricas/Mecánicas del Fluido Conductor Las propiedades de la membrana resultante producidas mediante electrohilado serán afectadas por las propiedades eléctricas y mecánicas del fluido conductor. La conductividad de la solución polimérica puede ser cambiada drásticamente al agregar compuestos inorgánicos/orgánicos iónicos. Las propiedades magneto-hidrodinámicas de la solución polimérica pueden depender de una combinación de propiedades físicas y mecánicas, (por ejemplo, tensión superficial, viscosidad y comportamiento viscoelástico del fluido) y propiedades eléctricas (por ejemplo, densidad de carga y polarizabilidad del fluido) . Por ejemplo, al agregar un surfactante a la solución polimérica, la tensión superficial del fluido puede ser reducida, de tal manera que los campos electrostáticos pueden influenciar la forma de chorro y el flujo de chorro en un intervalo de condiciones más amplias. Al acoplar una bomba de jeringa que puede controlar la velocidad de flujo ya sea a presión constante o a una velocidad de flujo constante, se puede aliviar el efecto de viscosidad del fluido conductor.' Diseño de Electrodo En otra modalidad para producir membranas de acuerdo con la presente invención, el proceso de formación de chorro durante el electrohilado es refinado adicionalmente para proporcionar mejor control sobre el tamaño de fibra. En lugar de solamente proporcionar una hilera cargada y una placa de conexión a tierra, como se discute anteriormente, una hilera cargada positivamente todavía es sensible para la formación de la gota de solución de polímero y un electrodo de placa con un agujero de salida pequeño en el centro es responsable por la formación de la corriente de chorro. Este agujero de salida proporcionará los medios para dejar que la corriente de chorro pase a través del electrodo de placa. Así, si la gota de polímero sobre la hilera cargada positivamente tiene una dimensión típica de 2-3 mm y el electrodo de placa es colocado a una distancia de aproximadamente 10 mm de la hilera, un potencial electrostático razonable puede ser desarrollado. La distancia corta entre los dos electrodos implica que el potencial electrostático podría ser bastante bajo. Sin embargo, la intensidad de campo eléctrico resultante podría ser suficientemente fuerte para el proceso de electrohilado . Al hacer variar el potencial eléctrico de la hilera, la formación de chorro puede ser controlada y ajustada. Tal configuración de electrodo debe reducir extensamente el potencial aplicado requerido sobre la hilera de alrededor de 15 kilovolts (kV) a comúnmente alrededor de 1.5 a 2 kV (en relación con el potencial de placa de conexión a tierra) . El potencial de hil.era exacto requerido para la formación de chorro estable dependerá de las propiedades eléctricas/mecánicas del fluido conductor específico.

Control de Aceleración de Chorro y Transportación En otra modalidad preferida para producir andamios poliméricos de la presente invención, el vuelo de corriente de chorro es también controlado de manera precisa. La corriente de chorro que pasa a través del agujero de salida del electrodo de placa está cargada positivamente. Aunque esta corriente tiene la tendencia para enderezarse por sí misma durante el vuelo, sin confinamiento de campo eléctrico externo, el chorro pronto se volverá inestable en su trayectoria. En otras palabras, la corriente cargada se desenfoca, dando como resultado pérdida de control sobre las propiedades microscópicas y macroscópicas del fluido. Esta inestabilidad puede ser eliminada al utilizar un electrodo de sonda deseado cuidadosamente inmediatamente después del electrodo de placa y una serie de electrodos de placa espaciados (igualmente) . El conjunto de electrodo (o electrodo compuesto) , esto es, el electrodo de sonda y los electrodos de placa, pueden crear una distribución uniforme de potencial electrostático a lo largo de la trayectoria de vuelo (recta) . El potencial de aceleración es formado al colocar el potencial de base de la hilera a aproximadamente +20 a +30 kV por encima del objetivo (a potencial de tierra) en tanto que el potencial electrostático del electrodo de sonda puede ser ajustado ligeramente por debajo del potencial de base de electrodo de placa. Los electrodos compuestos son capaces de proporcionar la corriente de chorro a un área objetivo deseada.

El electrodo compuesto puede también ser utilizado para manipular la corriente de chorro. Al cambiar el potencial electrostático, la aceleración de corriente de chorro es alterada, dando como resultado variación del diámetro de la fibra polimérica formada. Esta variación de potencial electrostático cambia la estabilidad de corriente de chorro y por consiguiente, cambios correspondientes en el electrodo compuesto pueden ser usados para estabilizar la nueva corriente de chorro. Tal procedimiento puede ser usado para ajustar finamente y cambiar el diámetro de fibra durante el proceso de electrohilado .

Manipulación de Chorro En todavía otra modalidad, la corriente de chorro puede ser enfocada al utilizar una técnica de "Gradiente Alternante" (AG) , usada ampliamente en la tecnología de acelerador de física de alta energía. La idea básica es usar dos pares de lentes de cuadrupolo electrostáticas. La segunda lente tiene el mismo arreglo geométrico como la primera lente con un gradiente eléctrico invertido (alterno) . La corriente de chorro cargada positivamente será enfocada, por ejemplo, en el plano xz después de la primera lente y luego ser reenfocada en el plano yz después de la segunda lente. Se notará que la dirección z representa la dirección de la trayectoria de vuelo inicial. Al aplicar una forma de onda en forma de triángulo adicional al potencial sobre uno de los pares del cuadrupolo, el chorro puede ser barrido a través del área objetivo, permitiendo el control de la dirección de la corriente de chorro. Además, con la forma de onda variante del potencial de "barrido" se puede formar un patrón deseado sobre el objetivo. Aparato de electrohilado con mandriles únicos Fibras poliméricas electrohiladas pueden ser depositadas sobre un sustrato estacionario o giratorio. En el pasado, un recolector de metal estacionario ha sido usado para la deposición aleatoria de fibras electrohiladas. Un mandril de metal giratorio ha sido usado durante el electrohilado. Un mandril de metal giratorio provoca la deposición de fibras aleatorias sobre la superficie del mandril, que puede producir un conducto cuando el mandril es removido. Conductos con alineación de fibras circunferencial pueden también ser producidos al modificar este método y hacer girar el mandril a una alta velocidad (>100 rpm) . Si se usan tambores giratorios con diámetros y/o longitudes grandes como sustratos colectores, hojas de andamios poliméricos fibrosos sin alinear y alineados pueden ser producidos después del corte y remoción de los andamios poliméricos fibrosos depositados del tambor. Se ha demostrado previamente que al producir un espacio (agujero) de aire dentro de un colector de metal estacionario induce la alineación de las fibras electrohiladas depositadas a través del espacio (Li, D., Wang Y. L., Xia, Y. N. , Electrospinning de Polymeric and Ceramic Nanofibers as Uniaxially Aligned Arrays . Nano Letters, 2003. 3(8): p. 1167-71). Sin embargo, no hay ninguna descripción en Li o en cualquier otra parte, de la fabricación de conductos o varillas tridimensionales ++++ con alineación o de conductos o de electrohilado directamente de conductos o varillas compuestos de fibras alineadas longitudinalmente . En otro aspecto, la invención incluye un método para electrohilar andamios poliméricos fibrosos alineados sobre un mandril giratorio. Estos andamios poliméricos fibrosos pueden ser alineados en cualquier orientación deseada por el usuario. En una modalidad ejemplar, los andamios son alineados en una di esencialmente longitudinal o esencialmente circunferencial. Los andamios poliméricos fibrosos creados mediante este método pueden tener ya sea una costura o pueden estar sin costuras. En una modalidad ejemplar, los andamios poliméricos fibrosos están sin costuras. En otra modalidad ejemplar, los andamios poliméricos fibrosos están sin costuras a lo largo de un eje esencialmente paralelo al eje longitudinal de los andamios poliméricos. En otro aspecto, la invención incluye mandriles únicos que permiten el electrohilado de conductos sin costura, conductos rellenos sin costuras y varillas sin costuras. En otra modalidad ejemplar, los conductos sin costura, conductos rellenos sin costuras y varillas sin costuras tienen una orientación de fibra sin alinear. En otra modalidad ejemplar, las fibras de los conductos sin costuras, conductos rellenos sin costuras y varillas sin costuras están alineadas. En otra modalidad ejemplar, los conductos sin costuras, conducto rellenos sin costuras y varillas sin costuras tienen esencialmente fibras alineadas longitudinalmente. En otro aspecto, la invención incluye mandriles únicos que permiten el electrohilado de conductos formados monolíticamente, conducto rellenos y varillas. En otra modalidad ejemplar, los conductos formados monolíticamente, conducto rellenos y varillas tienen una orientación de fibra sin alinear. En otra modalidad ejemplar, las fibras de los conductos formados monolíticamente, conductos rellenos y varillas están alineadas. En otra modalidad ejemplar, los conductos formados monolíticamente, conductos rellenos y varillas tienen esencialmente fibras alineadas longitudinalmente . En una modalidad ejemplar, el mandril es anexado a un conjunto de motor que es capaz de hacer girar el mandril alrededor de su eje longitudinal. En el aparato de electrohilado, el mandril giratorio es conectado a tierra y colocado debajo de una hilera. Una solución polimérica es alimentada a la punta de la hilera y es cargada por una fuente de alimentación. El campo eléctrico creado entre la hilera y el mandril induce la solución polimérica cargada en la punta de la hilera a formar un chorro. El chorro se atomiza hacia el mandril. El polímero se pone en contacto sobre una región conductora del mandril y luego se pone en contacto con una segunda región conductora del mandril, depositando la fibra a través de una región no conductora o espacio de aire del mandril. Esto da como resultado la formación de fibras alineadas depositadas sobre la región no conductora o en el espacio de aire. Al hacer girar el mandril, el resultado es una capa aplicada uniformemente de fibras alineadas. Las capas fibrosas depositadas se conforman a la forma del mandril o el espacio de aire entre los mandriles, formando así una hoja en algunas instancias, un conducto en algunas instancias o una varilla en otras instancias. Las fibras que comprenden la hoja, conducto o varilla estarán alineadas a lo largo de la longitud del conducto o varilla, formando así una hoja, conducto o varilla con fibras alineadas longitudinalmente. En una modalidad ejemplar, el conducto o varilla estará sin costuras. En una modalidad ejemplar, el conducto o varilla estará sin costuras a lo largo de un eje que es esencialmente paralelo al eje longitudinal del conducto o varilla. En una modalidad, la invención proporciona un mandril con por lo menos dos regiones conductoras y por lo menos una región no conductora. Tal mandril puede ser diseñado en una diversidad de maneras; una ilustración ejemplar del mandril es proporcionad en la Figura 3B y una ilustración ejemplar del mandril como parte de un aparato para producir hojas y/o conductos de la invención es descrita en las Figuras 1, 2, 2A y 2B. En una modalidad ejemplar, el material eléctricamente conductor es un metal. En otra modalidad ejemplar, el metal es seleccionado de acero y aluminio. En una instancia, una región de un mandril conductor puede ser cubierta con un material eléctricamente no conductor. Una sección transversal ejemplar de este mandril es proporcionada en la Figura 3D. En una modalidad ejemplar, el material eléctricamente no conductor es seleccionado de cinta, cinta eléctrica, teflon y plástico. En otra instancia, un mandril puede ser producido que tiene por lo menos tres secciones, una región eléctricamente no conductora que interconecta dos regiones de mandril conductoras. En otra instancia, una región eléctricamente no conductora es una porción discreta que se extiende entre dos regiones de mandril conductoras. Una sección transversal ejemplar de este mandril es provista en la Figura 3C. Regiones no conductoras adicionales pueden ser agregadas al mandril ya sea al colocar una región no conductora sobre una región conductora del mandril o al interconectar una región no conductora entre dos regiones conductoras del mandril. Estas regiones no conductoras adicionales, si son usadas en conjunción con hileras adicionales, pueden facilitar la producción de más de un conducto sobre el mismo mandril al mismo tiempo. En una modalidad, la invención proporciona un mandril con por lo menos tres regiones conductoras y por lo menos dos regiones no conductoras. En una modalidad, la invención proporciona un mandril con por lo menos cuatro regiones conductoras y por lo menos tres regiones no conductoras. En una modalidad, la invención proporciona un mandril con por lo menos cinco regiones conductoras y por lo menos cuatro regiones no conductoras . En una modalidad, la invención proporciona un mandril con una primera región conductora, una segunda región conductora y un espacio de aire entre la primera región conductora y la segunda región conductora. Tal mandril puede ser diseñado de una diversidad de maneras; una ilustración ejemplar del mandril es provista en la Figura 3E y una ilustración ejemplar del mandril como parte de un aparato para producir varillas de la invención es descrita en las Figuras 6, 7 y 7A. Una modalidad con múltiples hileras es provista como se describe en la Figura 11. En una modalidad ejemplar, el material eléctricamente conductor es un metal . En otra modalidad ejemplar, el metal es seleccionado de acero y aluminio. En una modalidad ejemplar, cada región conductora del mandril está alineada con la otra. En una modalidad ejemplar, cada región conductora del mandril es anexada a conjuntos que son capaces de girar a la misma velocidad. Esto se puede llevar a cabo al anexar conjuntos de motor a cada región conductora del mandril y asegurar que cada motor se ponga en operación a la misma velocidad. Esto también se puede llevar a cabo al asegurar que cada región conductora del mandril sea conectada al mismo motor. Después que el electrohilado está completo, los andamios poliméricos de la invención son removidos del mandril. Para andamios poliméricos laminares, la hoja puede ser pelada del mandril. Para andamios poliméricos de conducto, el mandril puede ser extraído del conjunto de motor y el conducto puede luego ser removido. En algunas modalidades, la remoción puede también ser llevada a cabo al desconectar el mandril en la parte media o también al cortar el conducto. Para andamios poliméricos de varilla, la varilla puede ser pelada de los extremos de metal de las regiones conductoras. En algunas instancias, las longitudes de las fibras depositadas no serán iguales, dando como resultado bordes alterados en el extremo o extremos del andamio polimérico. Opcionalmente , los extremos de los andamios poliméricos pueden ser cortados con el fin de crear andamios poliméricos con longitudes de esencialmente el mismo tamaño. Este corte puede ocurrir cuando el andamio polimérico se encuentra sobre el mandril o después que ha sido removido del mandril . Las características de los andamios poliméricos descritos en la presente pueden ser cambiadas al alterar varios parámetros. Por ejemplo, hay varios métodos que ya sea solos o en combinación pueden disminuir el diámetro promedio de las fibras en el andamio polimérico fibroso. Un método es agregar más sal a la solución polimérica. El uso de un solvente más polar en la solución polimérica también tiende a disminuir el diámetro de fibra promedio, a medida que incrementa la distancia entre la hilera y el mandril . Métodos adicionales para disminuir el diámetro de andamio incluyen incrementar el voltaje del aparato e incrementar la concentración del polímero . Andamios poliméricos en multicapas pueden ser formados mediante los métodos descritos en la presente al completar varias rotaciones de mandril. Por ejemplo, un conducto en multicapas puede ser formado al completar varias rotaciones de mandril. Andamios poliméricos adicionales con más de un tipo de capa pueden también ser producidos. En una modalidad ejemplar, la alineación circunferencial de las fibras puede también ser ajustad o variada al alterar la velocidad mediante la cual el mandril gira. Así, un andamio polimérico con una capa interna alineada longitudinalmente y una capa externa alineada circunferencialmente puede ser producido. Con el fin de fabricar un andamio de conducto hueco en multicapas con cada capa que tiene alineación específica, varios mandriles velocidades de rotación pueden ser usados. En una modalidad ejemplar, se produce un andamio fibroso en forma de conducto hueco con una capa luminal compuesta de fibras alineadas longitudinalmente y una capa externa con fibras alineadas circunferencialmente . Un método para producir tal andamio involucra usar un mandril con una región no conductora como se describe previamente. El mandril es girado a una velocidad lenta permitiendo la formación de un andamio fibroso en forma de conducto compuesto de fibras alineadas longitudinalmente. Luego la velocidad de rotación del mandril es incrementada, lo que provoca que las fibras electrohiladas se alineen en una dirección circunferencial alrededor del conducto fibroso alineado longitudinalmente. En otra modalidad ejemplar, la capa interna es alineada longitudinalmente, mientras que la capa externa está compuesta de fibras alineadas aleatoriamente. Esto se puede obtener utilizando el mismo montaje como se describe previamente, excepto cuando se forma la capa externa, el mandril es girado a una velocidad intermedia que impide tanto la alineación longitudinal como circunferencial de las fibras.

II . b) Andamios poliméricos microconfigurados En un segundo aspecto, la invención proporciona una composición que comprende un andamio polimérico microconfigurado . Con la micro-configuración, se usa litografía suave para alterar topográfica o químicamente la organización espacial y geométrica del polímero y crear elementos a escala microscópica sobre superficies de sustrato. Taylor, A.M. , Nat Methods 2005, 2, (8) , 599-605; Dow, J.A. , J Cell Sci Suppl 1987, 8, 55-79; Kane, R.S., Biomaterials 1999, 20, (23-24) , 2363-76. Los andamios poliméricos creados mediante esta técnica pueden ser usados para controlar muchos aspectos de comportamiento celular, en los que se incluyen tamaño de célula, forma, organización especial, proliferación y sobrevivencia. Chen, C.S., Science 1997, 276, (5317), 1428-8; Bhatia, S.N., Faseb J 1999, 13, (14), 1883-900; Deutsch, J. , J Biomed Mater Res 2000, 53, (3), 267-76; Folch, A., Annu Rev Biomed Eng 2000, 2, 227-56; Whitesides, G.M., Annu Rev Biomed Eng 2001, 3, 335-73. El poli (dimetilsiloxano) (PDMS) es una elastómero que puede ser microconfigurado con alta reproducibilidad y proporciona un sustrato flexible para anexión celular. Wang, N. , Cell Motil Cytoskeleton 2002, 52, (2), 97-106.

II . c) Alineación de los andamios poliméricos Los andamios poliméricos de la invención pueden tener una orientación alineada o una orientación aleatoria. En una orientación alineada, por lo menos 50% de las fibras que comprenden el andamio polimérico están orientadas a lo largo de un eje de alineación promedio. En una modalidad ejemplar, la composición tiene una alineación que es seleccionada de esencialmente longitudinal, esencialmente circunferencial y "cruzada" . Una alineación longitudinal está presente cuando las fibras están alineadas en la dirección del eje longitudinal del conducto, conducto relleno o andamios poliméricos en forma de varilla. Una alineación circunferencial está presente cuando las fibras están alineadas a lo largo del eje corto del andamio polimérico. Una alineación cruzada está presente cuando las fibras de un andamio polimérico en la composición están alineadas de tal manera que el eje de alineación promedio de un primer andamio polimérico está a un ángulo en relación con el eje de alineación promedio de un segundo andamio polimérico que está adyacente al primer andamio polimérico. Un andamio polimérico alineado longitudinalmente o alineado circunferencialmente puede tener más de una capa de fibras. Un andamio polimérico alineado cruzado requiere más de una capa de fibras . En otra modalidad ejemplar, las fibras poliméricas pueden tener una desviación estándar del eje central del haz de fibras. En una modalidad ejemplar, la desviación estándar de la fibra es seleccionada de entre aproximadamente 0o y aproximadamente Io, entre aproximadamente 0o y aproximadamente 3o, entre aproximadamente 0o y aproximadamente 5o, entre aproximadamente 0o y aproximadamente 10°, entre aproximadamente 0o y aproximadamente 15°, entre aproximadamente 0o y aproximadamente 20° y entre aproximadamente 0o y aproximadamente 30°. Los andamios poliméricos alineados tienen efectos sobre la alineación citoesqueletal de la célula, migración celular y función celular. Lós andamios poliméricos alineados pueden inducir una migración de célula directa mejorando así la regeneración de tejido. Tales andamios son una solución promisoria para una variedad de regeneración de tejidos, tales como músculo, piel, tejido vascular, nervio y regeneración de médula espinal. Por ejemplo, los andamios poliméricos fibrosos alineados longitudinalmente pueden mejorar y dirigir específicamente el crecimiento de tejido de nervio, piel, músculo y/o vascular a través de un espacio de lesión. La dirección en la cual el andamio polimérico alineado está situado puede afectar la función biológica que el andamio polimérico alineado está reemplazando o mejorando. Por ejemplo, cuando un andamio polimérico alineado es situado en una herida, la cicatrización de herida es más rápida cuando el andamio polimérico alineado es perpendicular, en lugar de paralelo, al eje longitudinal de la herida. En una modalidad ejemplar, el eje longitudinal central del haz de un andamio polimérico alineado está situado perpendicular a la dirección del material que el andamio polimérico alineado está mejorando o reemplazando. En otra modalidad ejemplar, el eje longitudinal central del haz de un andamio polimérico alineado está situado paralelo a la dirección del material que el andamio polimérico alineado está mejorando o reemplazando. En otra modalidad ejemplar, las composiciones alineadas de la invención (tales como andamios poliméricos) pueden comprender polímeros biodegradables . Estas composiciones pueden ser usadas para guiar la morfogénesis de otros tipos de tejidos con estructura anisotrópica, por ejemplo, nervio, piel, vaso sanguíneo, músculo esqueletal, músculo cardiaco, tendón y ligamento. Estas composiciones alineadas, biodegradables de la invención pueden también ser usadas en el desarrollo de tejidos tridimensionales. Utilizando andamios poliméricos fibrosos biodegradables electrohilados , constructos tridimensionales de tejido de nervio, tejido de médula espinal, tejido de piel, tejido vascular y tejido muscular pueden ser creados. En una modalidad ejemplar, las composiciones descritas en la presente pueden comprender más de un andamio polimérico. Cada uno de aquellos andamios poliméricos pueden tener una alineación que es la misma o diferente del otro andamio o andamios poliméricos en la composición. En una modalidad ejemplar, la composición comprende dos andamios poliméricos. El primer andamio polimérico tiene la forma de un conducto y está alineado longitudinalmente. El segundo andamio polimérico rodea el exterior del primer andamio polimérico y tiene una orientación que es seleccionada de aleatoria, circunferencial, cruzada y longitudinal. En una modalidad ejemplar, la orientación del segundo andamio polimérico es seleccionada de aleatoria y circunferencial.

II . d) Formas de los Andamios Poliméricos/Métodos de Fabricación de los Andamios Poliméricos Los andamios poliméricos de la invención pueden ser formados en una variedad de formas , dependiendo de la naturaleza del problema a ser resuelto. Las composiciones y/o andamios poliméricos de la invención pueden tener una variedad de dimensiones. En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 0.1 mm a 50 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 0.1 mm a 1 mm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 1 mm a 1 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 1 cm a 10 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 10 cm a 50 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 1 cm a 5 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 2.5 cm a 15 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 5 mm a 6 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 8 mm a 3 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 10 cm a 25 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es 0.5 cm a 2 cm de largo. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico es de 0.1 cm a 2 cm de largo . Las composiciones y/o andamios poliméricos de la invención pueden estar compuestos de una variedad de capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 1 y aproximadamente 2,000 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 1,000 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 1 y aproximadamente 500 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 1 y aproximadamente 20 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 5 y aproximadamente 25 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 500 y aproximadamente 1,500 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 10 y aproximadamente 20 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 35 y aproximadamente 80 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 10 y aproximadamente 100 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 5 y aproximadamente 600 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 10 y aproximadamente 80 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 2 y aproximadamente 12 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 60 y aproximadamente 400 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, la composición tiene entre aproximadamente 1,200 y aproximadamente 1,750 capas fibrosas. En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico tiene la forma de una hoja o membrana. Membranas de andamios poliméricos pueden ser fabricadas por medio de electrohilado . Las fibras individuales en la membrana pueden ser alineadas ya sea durante electrohilado utilizando un tambor giratorio como colector o después mediante estiramiento uniaxial mecánico. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico tiene la forma de una hoja "cruzada" . Para formar una hoja cruzada, capas de hojas o membranas poliméricas alineadas pueden ser arregladas entre sí a un ángulo que es seleccionado de mayor de 20 grados pero menor de 160 grados, mayor de 30 grados pero menor de 150 grados, mayor de 40 grados pero menor de 140 grados, mayor de 50 grados pero menor de 130 grados, mayor de 60 grados pero menor de 120 grados, mayor de 70 grados pero menor de 110 grados y mayor de 80 grados pero menor de 100 grados . Hay una variedad de maneras para fabricar una hoja "cruzada" . En una modalidad ejemplar, un colector de tambor de metal giratorio es usado que no contiene una región no conductora. Una capa alineada de fibras es creada sobre el tambor, que es luego pelada del tambor. La capa alineada es girada 90 grados y luego vuelta a colora sobre el tambor. Enseguida, una capa adicional de fibras electrohiladas es agregada en tanto que el tambor gira a alta velocidad. Capas cruzadas adicionales pueden ser agregadas al repetir estas etapas. En otra modalidad ejemplar, se usa un tambor que tiene una región no conductora. Aquí, el tambor se hace girar lentamente por un primer período de tiempo de tal manera que las fibras se depositan y alinean longitudinalmente sobre la sección no conductora. Luego, el tambor se hace girar rápido de tal manera que las fibras son forzadas a alinearse circunferencialmente . Capas cruzadas adicionales pueden ser agregadas al repetir estas etapas.

Conducto En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico tiene la forma de un conducto. Una ilustración ejemplar de un conducto es provista en la Figura 4A y una ilustración ejemplar de una vista en sección transversal del conducto es provista en la Figura 5A. Un conducto puede tener una variedad de tamaños, dependiendo de su longitud, también como de su diámetro interno y diámetros externos. En una modalidad ejemplar, el espacio interior del conducto está esencialmente libre de un andamio polimérico fibroso. Estos parámetros se pueden hacer variar para acomodar, por ejemplo, varios tamaños de tejido y aplicaciones. En una modalidad ejemplar, la pared de conducto consiste de fibras alineadas. En otra modalidad ejemplar, las fibras son alineadas longitudinalmente o alineadas circunferencialmente . En otra modalidad ejemplar, el conducto tiene una costura. En otra modalidad ejemplar, la costura del conducto es esencialmente paralela al eje longitudinal del conducto. En otra modalidad ejemplar, el conducto está sin costura. En otra modalidad ejemplar, el conducto está esencialmente sin costura paralelo al eje longitudinal del conducto. En otra modalidad ejemplar, la pared interna del conducto consiste de una capa de fibras alineadas longitudinalmente, en tanto que la pared externa del conducto está compuesta de fibras sin alinear. En otra modalidad ejemplar, el conducto está sin costuras paralelo al eje longitudinal del conducto y la pared interna del conducto consiste de una capa de fibras alineadas longitudinalmente, en tanto que la pared externa del conducto está compuesta de fibras sin alinear. El conducto definido en esta instancia está diseñado para exhibir mayor integridad estructural debido a la presencia de fibras orientadas aleatoriamente como una envolvente externa. En otra modalidad ejemplar, la pared interna del conducto está compuesta de fibras orientadas aleatoriamente sin alinear en tanto que la pared externa del conducto está compuesta de una capa de fibras alineadas longitudinalmente. En otra modalidad ejemplar, este conducto está sin costuras paralelo al eje longitudinal del conducto. En otra modalidad ejemplar, la pared interna del conducto está compuesta de fibras alineadas longitudinalmente, en tanto que la pared externa del conducto está compuesta de fibras alineadas circunferencialmente . En otra modalidad ejemplar, este conducto está sin costuras a lo largo de un eje esencialmente paralelo al eje longitudinal del conducto. En una modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 1 nm a 50,000 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 1 nm a 10,000 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 1 nm a 5,000 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 1 nm a 500 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 1 nm a 50 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 1 nm a 5 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 10 nm a 500 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 100 nm a 1,000 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 5,000 nm a 15,000 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 20,000 nm a 50,000 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 75 nm a 600 nm. En otra modalidad ejemplar, la distancia entre la pared interna y la pared externa del conducto es de aproximadamente 2,000 nm a 7,000 nm. En una modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 1 nm a 50,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 1 nm a 10,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 1 nm a 5,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 1 nm a 500 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 1 nm a 50 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 1 nm a 5 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 10 nm a 500 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 100 nm a 1,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 5,000 nm a 15,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 20,000 nm a 50,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 75 nm a 600 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro interno del conducto es de aproximadamente 2,000 nm a 7,000 nm. Los conductos descritos en la presente pueden ser producidos en una diversidad de manera. En una modalidad ejemplar, el conducto no es electrohilado . En otra modalidad ejemplar, el conducto está compuesto de fibras sin orientar aleatorias o un andamio polimérico sin orientar aleatorio. En una modalidad ejemplar, una hoja de andamio polimérico fibroso es laminada para fabricar un conducto con una costura. En primero lugar, una hoja de andamio polimérico fibrosa es/son electrohilados . Las fibras que comprenden la hoja pueden ser alineadas durante el electrohilado. Algunos métodos que producen fibras electrohiladas alineadas incluyen el uso ya sea de un tambor giratorio como un sustrato colector conectado a tierra o mediante el uso de un mandril descrito en la presente. En una modalidad ejemplar, el mandril es el mandril 56A. Las fibras que comprenden la hoja pueden también ser alineadas después del electrohilado mediante estiramiento uniaxial mecánico. Luego la hoja de andamio polimérico fibrosa alineada es laminada alrededor de un mandril para formar un conducto. El mandril puede ya sea ser removido antes o después que el conducto es sujetado. En una modalidad ejemplar, los dos extremos de la hoja que son paralelos al eje longitudinal del andamio polimérico son luego sujetados conjuntamente para producir un conducto cosido alineado longitudinalmente. En una modalidad ejemplar, la hoja es enrollada alrededor del mandril más de una vez y un extremo de la hoja es sujetado a una parte del conducto para crear un conducto cosido alineado longitudinalmente. La sujeción puede ser ejecutada mediante recocido (calor), adhesión o mediante suturas. Ejemplos de adhesión involucran solventes o adhesivos biológicos tales como sellante de fibrina y geles de colágeno. Ahora se hará referencia en detalle a varias modalidades de la invención, ejemplos de las cuales son ilustradas en las figuras adjuntas. En tanto que la invención será descrita en conjunción con las modalidades subsecuentes, se comprenderá que no se pretende limitar la invención a aquellas modalidades. Por el contrario, se propone que la invención cubra alternativas, modificaciones y equivalentes, que pueden estar incluidos en el espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona un conducto sin costuras. La Figura 1 se refiere a un aparato de electrohilado 30 para producir tal estructura. La solución polimérica 38, que contiene el polímero disuelto en un solvente, está contenida dentro del conjunto de jeringa 36. El conjunto de jeringa 36 es parte de un conjunto de bomba de jeringa 32 en el cual una computadora 34 controla la velocidad a la cual la solución polimérica sale de la jeringa al controlar la presión o velocidad de flujo. Opcionalmente , diferentes velocidades de flujo pueden ser provistas y controladas a hileras seleccionadas. La velocidad de flujo cambiará dependiendo de las características físicas deseadas del andamio polimérico, esto es, espesor de membrana, diámetro de fibra, tamaño de poro, densidad de membrana, etc. El conjunto de bomba de jeringa 32 alimenta la solución polimérica a una hilera 42 que se asienta sobre una plataforma 44. La hilera tiene una geometría de punta que permite la formación de chorro y transportación, sin interferencia. Una carga en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 kV es aplicada a la hilera mediante una fuente de alimentación de alto voltaje 48 a través del alambre 41A. Un mandril 56A (que, como se menciona en la Figura 3B, incluye 55, 57A y 57B) es colocado debajo de la hilera 42, de tal manera que se crea un campo eléctrico entre la hilera cargada y el mandril 56A. El campo eléctrico provoca que un chorro de la solución polimérica sea expulsado de las hileras y se atomice hacia el mandril 56A, formando filamentos o fibras 46 de diámetro microscópico o nanométrico. Los porta-taladros son conectados a tierra utilizando alambres de conexión a tierra 41B y 41C. El mandril 56A es anexado a un primer porta-taladro 54 (anexado a un rodamiento no conductor 60) y un segundo porta-taladro 54A (anexado a un rodamiento no conductor 60A) que es conectado a un motor 52. El motor 52 es enlazado a un control de velocidad 50 que controla la velocidad a la cual el motor hace girar el mandril 56A. Opcionalmente , diferentes velocidades de giro pueden ser provistas. La velocidad de giro cambiará dependiendo de las características físicas deseadas del andamio polimérico, esto es, espesor de membrana, diámetro de fibra, tamaño de poro, densidad de membrana, etc. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona un conducto sin costuras producido vía el aparato de electrohilado de la Figura 2. Este aparato es similar al aparato de la Figura 1 pero también comprende una torre 40 que mantiene la plataforma 44. Conductos con múltiples capas de andamios poliméricos pueden ser producidos de una variedad de maneras. En una modalidad ejemplar, hojas de andamio polimérico adicionales pueden ser envueltas alrededor del exterior o el interior de un conducto descrito en la presente. En una modalidad ejemplar, se crea un conducto de andamio polimérico fibroso alineado longitudinalmente, ya sea sin costuras o con una costura. Luego, una hoja de andamio polimérico fibrosa de micro/nanofibras sin alinear es colocada alrededor del conducto alineado longitudinalmente para formar un conducto de dos capas con una capa fibrosa alineada longitudinalmente interna y una capa fibrosa sin alinear externa. Conductos con capas adicionales (tres, cuatro, cinco, seis, etc.) son posibles extensiones de estos métodos. Suturas o adhesivos pueden opcionalmente ser agregados al polímero para mantener esta estructura . En otra modalidad ejemplar, un conducto de andamio polimérico alineado fibroso alineado longitudinalmente es creado, ya sea sin costuras o con una costura. Luego, una hoja de andamio polimérico fibrosa alineada circunferencialmente es colocada alrededor del conducto alineado longitudinalmente para formar un conducto de dos capas con una capa fibrosa alineada longitudinalmente interna y una capa fibrosa alineada circunferencialmente externa. Suturas o adhesivos pueden opcionalmente ser agregados al andamio polimérico cosido para mantener esta estructura. En otra modalidad ejemplar, un conducto de andamio polimérico fibroso sin costuras es creado con una pared interna compuesta de fibras alineadas longitudinalmente y una pared externa compuesta de fibras alineadas circunferencialmente . El mandril descrito en la presente con dos regiones conductoras que flanquean una región no conductora es usado durante el electrohilado . El mandril es girado a una velocidad lenta para permitir la deposición uniforme de fibras alineadas longitudinalmente. Luego, el mandril es girado a una alta velocidad para permitir la deposición uniforme de fibras alineadas circunferencialmente . El resultado es un conducto de andamio de polímero fibroso sin costuras con una capa de fibras alineada longitudinalmente interna y una capa de fibras alineada circunferencialmente externa. En otra modalidad ejemplar, un conducto de andamio polimérico fibroso sin costuras es creado con una pared interna compuesta de fibras alineadas longitudinalmente y una pared externa compuesta de fibras sin alinear. El mandril especializado descrito anteriormente con dos regiones conductoras que flanquean una región no conductora es usado durante el electrohilado . El mandril es girado a una velocidad lenta para la deposición uniforme de fibras alineadas longitudinalmente. Luego, el mandril es girado a una velocidad intermedia que impide tanto la alineación longitudinal como circunferencial de las fibras depositadas. El resultado es un conducto de andamio polimérico fibroso sin costuras con una capa de fibras alineadas longitudinalmente interna y una capa de fibras alineada aleatoriamente externa.

Varilla En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico tiene la forma de una varilla. Una ilustración ejemplar de una varilla es provista en la Figura 4B y una ilustración ejemplar de una vista en sección transversal de la varilla es provista en la Figura 5B. Una varilla puede tener una variedad de tamaños, dependiendo de su longitud, también como su diámetro.

El número las fibras dentro de las varillas puede también ser variado lo que afectará la densidad de la varilla. Estos parámetros pueden ser variados para acomodar, por ejemplo, varios tamaños y aplicaciones de tejidos. En una modalidad ejemplar, la varilla consiste de fibras alineadas. En otra modalidad ejemplar, las fibras están alineadas longitudinalmente o alineadas circunferencialmente . En otra modalidad ejemplar, la varilla tiene una costura. En otra modalidad ejemplar, la costura de la varilla es esencialmente paralela al eje longitudinal de la varilla. En otra modalidad ejemplar, la varilla está sin costuras. En otra modalidad ejemplar, la varilla está esencialmente sin costuras paralela al eje longitudinal del conducto. En otra modalidad ejemplar, la varilla incluye una capa de fibras alineadas longitudinalmente, que es cubierta por un conducto que está compuesto de fibras sin alinear. En otra modalidad ejemplar, la varilla es sin costuras paralela a su eje longitudinal y la varilla incluye una capa de fibras alineadas longitudinalmente que es cubierta por un conducto que está compuesto de fibras sin alinear. El material definido en esta instancia está diseñado para mostrar mayor integridad estructural debido a la presencia de fibras orientadas aleatoriamente como una envolvente externa. En otra modalidad ejemplar, varilla está compuesta de fibras orientadas aleatoriamente sin alinear, en tanto que el conducto está compuesto de una capa de fibras alineadas longitudinalmente. En otra modalidad ejemplar, la varilla está sin costuras paralela a su eje longitudinal. En otra modalidad ejemplar, la varilla está compuesta de fibras alineadas longitudinalmente que son cubiertas por un conducto que está compuesto de fibras alineadas circunferencialmente . En otra modalidad ejemplar, esta varilla está sin costuras paralela a su eje longitudinal. En una modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 1 nm a 50,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 1 nm a 10,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 1 nm a 5,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 1 nm a 500 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 1 nm a 50 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 1 nm a 5 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 10 nm a 500 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 100 nm a 1,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 5,000 nm a 15,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 20,000 nm a 50,000 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 75 nm a 600 nm. En otra modalidad ejemplar, el diámetro de la varilla es de aproximadamente 2,000 nm a 7,000 nm. Las varillas descritas en la presente pueden ser producidas en una diversidad de maneras. En una modalidad ejemplar, la varilla no es electrohilada . En otra modalidad ejemplar, la varilla está compuesta de fibras sin orientar aleatorias o un andamio polimérico sin orientar aleatorio. En una modalidad ejemplar, una hoja de andamio polimérico fibroso es laminada para fabricar una varilla con una costura. En primer lugar, una hoja de andamio polimérico fibroso es electrohilada. Las fibras que comprenden la hoja pueden ser alineadas durante el electrohilado . Algunos métodos que producen fibras electrohiladas alineadas incluyen el uso ya sea de un tambor giratorio como un sustrato de recolector conectado a tierra o al utilizar un mandril descrito en la presente. En una modalidad ejemplar, el mandril es el mandril 56B. Las fibras que comprenden la hoja pueden también ser alineadas después del electrohilado mediante estiramiento uniaxial mecánico. Luego la hoja de andamio polimérico fibrosa alineada es laminada o enrollada sobre sí misma para formar una varilla. Un extremo de la hoja de andamio polimérico es luego sujetado a una parte de la varilla para crear una cosida alineada longitudinalmente. La hoja puede ser sujetada conjuntamente mediante recocido (calor) , adhesión o mediante suturas. Ejemplos de adhesión incluyen solventes o adhesivos biológicos, tales como sellador de fibrina y geles de colágeno. Ahora se hará referencia en detalle a varias modalidades de la invención, ejemplos de los cuales son ilustrados en las Figuras adjuntas. En tanto que la invención será descrita en conjunción con las modalidades subsecuentes, se comprenderá que no se pretende limitar la invención a aquellas modalidades. Por el contrario, la invención se propone cubrir alternativas, modificaciones y equivalentes, que pueden estar incluidos en el espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona una varilla sin costuras. La Figura 6 se refiere a un aparato de electrohilado 80 para producir tal estructura. La solución polimérica 38, que contiene el polímero disuelto en un solvente, está contenida dentro del conjunto de jeringa 36. El conjunto de jeringa 36 es parte de un conjunto 32 de bomba de jeringa en el cual una computadora 34 controla la velocidad a la cual la solución polimérica sale de la jeringa al controlar la presión o velocidad de flujo. Opcionalmente , diferentes velocidades de flujo pueden ser provistas y controladas a hileras seleccionadas. La velocidad de flujo cambiará dependiendo de las características físicas deseadas del andamio polimérico, esto es, espesor de membrana, diámetro de fibra, tamaño de poro, densidad de membrana, etc. El conjunto de bomba de jeringa 32 alimenta la solución polimérica a una hilera 42 que se asienta sobre una plataforma 44. La hilera tiene una geometría de punta que permite la formación de chorro y transportación, sin interferencia. Se aplica una carga en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 kV a la hilera mediante una fuente de alimentación de alto voltaje 48 por medio del alambre 41A. Un mandril 56B (que, como se menciona en la Figura 3C, incluye 57A, 57B y 58) es colocado debajo de la hilera 42. El mandril 56B tiene una primera región eléctricamente conductora 57A y una primera cara eléctricamente conductora 57C, una segunda región eléctricamente conductora 57B y una segunda cara eléctricamente conductora 57D, de tal manera que se crea un campo eléctrico entre la hilera cargada y el mandril 56B. El campo eléctrico provoca que un chorro de la solución polimérica se expulsado de las hileras y atomizado hacia el mandril 56B, formando filamentos o fibras de diámetro micro o nanométrico en 58. Los porta-taladros son conectados a tierra utilizando alambres de conexión a tierra 41B y 41C. La primera región eléctricamente conductora 57A es anexada a un primer porta-taladro 54 (anexado a un rodamiento no conductor 60) y la segunda región eléctricamente conductora 57B es anexada a un segundo porta-taladro 54A (anexado a un rodamiento no conductor 60A) que es conectado a un motor 52A. El motor 52 y 52A son enlazados a un control de velocidad 50A que controla la velocidad a la cual el motor hace girar el mandril 56B. Opcionalmente , diferentes velocidades de giro pueden ser provistas. La velocidad de giro cambiará dependiendo de las características físicas deseadas del andamio polimérico, esto es, espesor de membrana, diámetro de fibra, tamaño de poro, densidad de membrana, etc. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona una varilla sin costuras producida vía el aparato de electrohilado de la Figura 7. Este aparato es similar al aparato de la Figura 6 pero también comprende una torre 40 que retiene la plataforma 44. Varillas con múltiples capas de andamios poliméricos pueden ser producidas en una variedad de maneras. En una modalidad ejemplar, hojas de andamio polimérico adicionales pueden ser envueltas alrededor del exterior de la varilla descrita en la presente. En una modalidad ejemplar, se crea una varilla de andamio polimérico fibroso alineada longitudinalmente, ya sea sin costura o con una costura. Luego, una hoja de andamio polimérico fibroso de micro/nanofibras sin alinear es colocada alrededor de la varilla alineada longitudinalmente para formar un andamio polimérico de dos capas con una capa fibrosa alineada longitudinalmente interna y una capa fibrosa sin alinear externa. Varillas con capas adicional (tres, cuatro, cinco, seis, etc.) son posibles extensiones de estos métodos. Suturas o adhesivos pueden opcionalmente ser agregados al polímero para mantener esta estructura. Algunas de estas modalidades de varillas de múltiples capas pueden también ser denominadas "conductos rellenos" . En otra modalidad ejemplar, una varilla de andamio polimérico fibroso alineada longitudinalmente es creada, ya sea sin costuras o con una costura. Luego, una hoja de andamio polimérico fibroso alineada circunferencialmente es colocada alrededor de la varilla alineada longitudinalmente para formar una varilla de dos capas con una capa fibrosa alineada longitudinalmente interna y una capa fibrosa alineada circunferencialmente externa. Suturas o adhesivos pueden opcionalmente ser agregados al andamio polimérico cosido para mantener esta estructura. En otra modalidad ejemplar, un andamio polimérico fibroso sin costuras tiene una varilla interior compuesta de fibras alineadas longitudinalmente y un conducto exterior o manguito compuesto de fibras alineadas circunferencial o aleatoriamente. Un andamio de varilla polimérico fibroso alineado longitudinalmente sin costuras es fabricado como se describe en la presente. Con el fin de formar el conducto exterior o manguito de fibras alineadas circunferencialmente , la rotación de los mandriles es incrementada a una alta velocidad para permitir la deposición uniforme de fibras alineadas circunferencialmente alrededor de la varilla polimérica fibrosa alineada longitudinalmente.

Alternativamente, para formar el conducto exterior o manguito de fibras alineadas aleatoriamente, la rotación de los mandriles es incrementada a una velocidad intermedia que impide tanto la alineación longitudinal como circunferencial de las fibras que son depositadas sobre la varilla polimérica fibrosa alineada longitudinalmente. Después de la remoción de la varilla de andamio de los mandriles, el resultado es un andamio polimérico fibroso sin costuras con una varilla interior compuesta de fibras alineadas longitudinalmente y un conducto exterior o manguito compuesto ya sea de fibras alineadas circunferencialmente o sin alinear.

Conducto relleno En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico tiene la forma de un conducto relleno. El conducto relleno puede ser producido como sigue: (1) se forma un conducto como se describe en la presente; y (2) material de relleno para el conducto relleno está compuesto de fibras alineadas longitudinalmente. Este material de relleno puede ser . un material holgado, altamente poroso. En una modalidad ejemplar, el material de relleno es electrohilado como una membrana delgada de fibras alineadas. Luego, el material es insertado directamente dentro del conducto descrito en la presente con la orientación de las fibras alineadas paralela al eje longitudinal del conducto. En otra instancia, una varilla de fibras alineadas longitudinalmente es producida como se describe en la presente. Esta varilla es luego ya sea: (1) insertada directamente dentro de un conducto plenamente formado o (2) usado como mandril alrededor del cual una hoja fibrosa es enrollada y luego sellada con suturas o adhesivo para formar un conducto relleno.

II . f) Composición Adicional o Componentes de Andamio Polimérico Adicionales II. fl) Célula En una modalidad ejemplar, las composiciones y/o andamios poliméricos descritos en la presente comprenden además una célula. La célula puede ser estar la superficie o embebida o entrelazada en las composiciones y/o andamio polimérico. En una modalidad ejemplar, la célula es anexada covalentemente o asociada no covalentemente con las composiciones y/o andamios poliméricos de la invención. En algunas modalidades, la célula es utilizada para promover el crecimiento de nuevo tejido. En una modalidad ejemplar, la célula es seleccionada de células autólogas (el donador y receptor son el mismo individuo) , alogénicas (el donador y el receptor no son del mismo individuo) , pero son de la misma especie) y heterólogo (el donador y el receptor son de especies diferentes) . En una modalidad ejemplar, la célula no es una célula de tallo. En una modalidad ejemplar, la célula es una célula de tallo. En una modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de una célula de tallo adulta y una célula de tallo embriónica. En otra modalidad ejemplar, las células de tallo adultas pueden ser células de tallo mesenquimales (MSC) (derivadas de médula ósea) o células de tallo adultas adiposo-derivadas (ADAS) . En otra modalidad ejemplar, la célula de tallo es un miembro seleccionado de unipotente, multipotente , pluripotente y totipotente. En una modalidad ejemplar, la célula es una célula progenitora. En otra modalidad ejemplar, las células progenitoras pueden ser fibroblastos, mioblastos, célula progenitoras neurales, célula progenitoras hematopoyéticas y célula progenitoras endoteliales . En otra modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de células progenitoras musculares y mioblastos. En otra modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de una célula de músculo adulta, una célula progenitora de músculo, una célula de tallo de músculo o combinaciones de las mismas. En otra modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de una célula vascular adulta, una célula progenitora vascular, una célula de tallo vascular o combinaciones de las mismas. En otra modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de células neurales adultas, células gliales, célula progenitoras neurales, células progenitoras gliales, células de tallo neurales, células neuroepiteliales o combinaciones de las mismas. En otra modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de una célula de Schwann, un fibroblasto y una célula vascular. En otra modalidad ejemplar, la célula es un miembro seleccionado de una célula de piel adulta, una célula progenitora de piel y una célula de tallo de piel. Recientemente, la factibilidad de los sustratos de nanofibras para la guía de función, crecimiento y organización celular se ha demostrado para fibroblastos, célula vasculares y células de tallo mesenquimales . Zong, X., Biomacromolecules 2003, 4, (2), 416-23; Li, D., Adv Mater 2004, 16, (4), 1151-1170; Boland, E.D., Front Biosci 2004, 9, 1422-32; Bhattarai, S.R., Biomaterials 2004, 25, (13), 2592-602; Yoshimoto, H. , Biomaterials 2003, 24, (12), 2077-82. En otra modalidad, las composiciones y/o andamios poliméricos célula-embebidos descritos en la presente pueden ser usados en el desarrollo de tejidos tridimensionales. En otra modalidad ejemplar, los andamios poliméricos mioblasto-embebidos pueden ser usados para desarrollar tejido muscular, andamios poliméricos célula-embebidos neurales pueden ser usados para desarrollar tejido nervioso, los andamios poliméricos célula-embebido vasculares pueden ser usados para desarrollar tejido vascular, los andamios poliméricos célula-embebidos de médula espinal pueden ser usados para desarrollar tejido de médula espinal y los andamios poliméricos célula-embebidos de la piel pueden ser usados para desarrollar tejido de piel. Las células pueden ser incorporadas en composiciones y/o andamios poliméricos después electrohilado o post-fabricación.

II. f2) Biomoleculas Una biomolécula (tal como un ácido nucleico, aminoácido, azúcar o lípido) puede ser anexada covalentemente o asociada no covalentemente con la composición y/o andamios poliméricos descritos en la presente. En una modalidad ejemplar, la biomolécula es un miembro seleccionado de una molécula receptora, un componente de matriz extracelular o un factor bioquímico. En otra modalidad ejemplar, el factor bioquímico es un miembro seleccionado de un factor de crecimiento y un factor de diferenciación. En una modalidad ejemplar, la biomolécula es un miembro seleccionado de glicosaminoglicanas y proteoglicanas . En una modalidad ejemplar, la biomolécula es un miembro seleccionado de heparina, sulfato de heparana, sulfato de proteoglicana heparana y combinaciones de las mismas. En otra modalidad ejemplar, una primera molécula (que puede o puede no ser una biomolécula) es anexada covalentemente a la composición y/o andamio polimérico de la invención. Esta primera molécula puede ser usada para interactuar con una segunda biomolécula. En una modalidad ejemplar, la primera molécula es un enlazador y la segunda biomolécula es seleccionada de una molécula de receptor, un factor bioquímico, factor de crecimiento y un factor de diferenciación. En una modalidad ejemplar, la primera molécula es un miembro seleccionado de heparina, sulfato de heparana, sulfato de proteoglicana heparana y combinaciones de los mismos. En una modalidad ejemplar, la segunda biomolécula es un miembro seleccionado de una molécula receptora, un factor bioquímico, factor de crecimiento y un factor de diferenciación. En otra modalidad ejemplar, la primera molécula es anexada covalentemente por medio de un enlazador y el enlazador es un miembro seleccionado de di-amino poli (etilenglicol ) , poli (etilenglicol ) y combinaciones de los mismos. Para biomoléculas que no se enlazan a heparina, la conjugación directa al andamio polimérico o por medio de un enlazador (tal como PEG, amino-PEG y di-amino-PEG) es también factible. En otra modalidad ejemplar, la biomolécula es una componente de matriz extracelular que es un miembro seleccionado de laminina, colágeno, fibronectina, elastina, vitronectina, fibrinógeno, polilisina, otros polipéptidos promotores de adhesión celular y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, la biomolécula es un factor de crecimiento seleccionado de factor de crecimiento de fibroblasto ácido, factor de crecimiento de fibroblasto básico, factor de crecimiento de nervio, factor neurotrófico derivado del cerebro, factor de crecimiento semejante a insulina, factor de crecimiento derivado de plaquetas, factor beta de crecimiento transformante, factor de crecimiento endotelial vascular, factor de crecimiento epidérmico, factor de crecimiento de queratinocito y combinaciones de los mismos. En otra modalidad ejemplar, la biomolécula es un factor de diferenciación que es seleccionado de factor derivado de célula estromal, hedgehog sónico, proteínas morfogénicas de hueso, ligandos de muesca, Wnt y combinaciones de los mismos. Las primeras moléculas que son anexadas covalentemente al andamio polimérico de la invención pueden ser usadas para interactuar con una biomolécula (por ejemplo, un factor de crecimiento y/o componente de ECM) con el fin de estimular del crecimiento de neurita. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico puede ser usado para la cicatrización de heridas y la biomolécula que es un miembro o seleccionado de un componente de matriz extracelular, factores de crecimiento y factores de diferenciación. Ejemplos de factores potenciales para mejora de cicatrización de heridas incluyen factor de crecimiento epidérmico (EGF) , factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) , factor de crecimiento de fibroblasto básico (bFGF) y factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) . Las biomoléculas pueden ser incorporadas en las composiciones de la invención durante el electrohilado o post- fabricación. Estas biomoléculas pueden ser incorporadas vía combinación, anexión covalente directamente o por medio de varios enlazadores o mediante adsorción.

II. f3) Excipientes aceptables farmacéuticamente/ Formulaciones farmacéuticas Un excipiente aceptable farmacéuticamente puede también ser incluido en las composiciones con los andamios poliméricos de la invención. En una modalidad ejemplar, la invención proporciona una composición que es una formulación farmacéutica que comprende: a) un andamio polimérico de la invención; y b) un excipiente aceptable farmacéuticamente. En una modalidad ejemplar la formulación farmacéutica es un andamio polimérico en el cual un excipiente aceptable farmacéuticamente está presente. En una modalidad ejemplar, el excipiente aceptable farmacéuticamente es un miembro seleccionado de diluyentes inertes, agentes de granulación y agentes desintegrantes, agentes aglutinantes, agentes lubricantes y un material de retardo de tiempo. Las formulaciones farmacéuticas de la invención pueden tomar una variedad de forma adaptadas a la ruta de administración escogida. Aquellos experimentados en el arte reconocerán varias metodologías sintéticas que pueden ser usadas para preparar formulaciones farmacéuticas no tóxicas que incorporan los compuestos descritos en la presente. Aquellos experimentados en el arte reconocerán una amplia variedad de solventes aceptables farmacéuticamente no tóxicos que pueden ser usados para preparar solvatos de los compuestos de la invención, tales como agua, etanol, propilenglicol , aceite mineral, aceite vegetal y dimetilsulfóxido (DMSO) . Las composiciones de la invención pueden ser administradas por medio de incisión quirúrgica, tópica o parenteralmente en formulaciones unitarias de dosificación que contienen portadores, adyuvantes y vehículos aceptables farmacéuticamente no tóxicos convencionales. En otra modalidad ejemplar, las composiciones y/o andamios poliméricos descritos en la presente son parte de un equipo. Este equipo puede comprender un manual de instrucción que enseña un método de la invención y/o describe el uso de los componentes del equipo.

III. Usos para las composiciones En otro aspecto, una composición de la invención (tal como un andamio polimérico) puede ser usado en un sujeto con el fin de reemplazar, regenerar o mejorar una función biológica. En una modalidad ejemplar, la composición reemplaza, regenera o mejora la función de nervio o función muscular o función de la piel o función vascular en un sujeto. En otro aspecto, la invención proporciona un método de tratamiento de una lesión en un sujeto, el método comprende: (a) poner en contacto el sujeto con una cantidad terapéuticamente efectiva de la composición de la invención, suficiente para tratar la lesión. En una modalidad ejemplar, la composición se pone en contacto con el sujeto en el sitio de la lesión. En otra modalidad preferida, la lesión es un miembro seleccionado de un nervio dividido, un nervio dañado, un músculo dividido, un músculo dañado, un vaso sanguíneo dividido, un vaso sanguíneo dañado, una herida de la piel y piel contusa. En otro aspecto, la invención proporciona un método de crecimiento de tejido en un sujeto, el método comprende: (a) poner en contacto el sujeto con una cantidad terapéuticamente efectiva de la composición de la invención, suficiente para facilitar el crecimiento del tejido. En una modalidad ejemplar, el tejido es seleccionado de tejido muscular, tejido vascular, tejido de nervio y tejido de la piel . Las composiciones pueden ser usadas in vitro o in vivo para probar su eficacia. En otra modalidad ejemplar, el sujeto es un animal. En otra modalidad ejemplar, el animal es seleccionado de un humano, un perro, un gato, un caballo, una rata y un ratón. Los siguientes son ejemplos de los usos de las composiciones de la invención.

III. a) Usos que involucran nervios En una modalidad ejemplar, las composiciones descritas en la presente son usadas para reemplazar nervios divididos o dañados. Uno uso es para la regeneración de nervios periféricos dañados. El daño al nervio periférico puede ser provocado por trauma, enfermedad autoinmune, diabetes, etc. Los nervios periféricos están compuestos de fibras de nervios que corren de la médula espinal a varios objetivos del extremo en todo el cuerpo. Las lesiones del nervio periférico dan como resultado la pérdida por lo menos parcial de función motriz y sensorial en los objetivos del extremo de nervio. En las formas más severas de lesión, el nervio es dividido completamente y se forma un espacio de lesión grande entre los muñones de nervio próximos y distantes. Las fibras de nervio en el extremo próximo son capaces de regeneración pero no son apta^ de hacer esto eficientemente en espacios más largos de unos pocos milímetros. Así es imperativo unir o puentear el espacio de lesión con materiales que guían eficientemente fibras de nervio de regeneración de los elementos de nervio próximo al segmento de nervio distante. En una situación clínica en donde el nervio periférico está dañado y no está en continuidad, por lo menos uno los andamios poliméricos fibrosos alineados longitudinalmente descritos en la presente pueden ser usados. El andamio polimérico puede estar en forma de un conducto, un conducto relleno o una varilla. Las lesiones que dan como resultado discontinuidad de nervio comúnmente ocurren en las extremidades. El andamio fibroso alineado puede ser implantado en estas regiones para mejorar la regeneración del nervio a través del espacio de la lesión y permitir el regreso de la función motriz y sensorial a las extremidades. Los andamios pueden ser usados en todas las situaciones que involucran nervios dañados discontinuos, en donde el espacio entre los muñones de nervio es suficientemente grande para impedir la reanexión directa. En cada caso, el andamio uniría los dos extremos del nervio, serían suturados a los segmentos de nervio segmentos y mejorarían y dirigirían la regeneración de fibras de nervio del segmento de nervio próximo al segmento de nervio distante. Las fibras alineadas longitudinalmente que componen el andamio serían alineadas en esencialmente la misma orientación como las fibras de nervio. Así las fibras de andamio alineadas podrían proporcionar pistas de guía específicas que dirigen la regeneración de fibras de nervio eficientemente a través del espacio de lesión. Los andamios poliméricos de conducto alineados longitudinalmente pueden funcionar al promover primero el crecimiento hacia afuera dirigido de las fibras de nervio colocadas a lo largo de la periferia del muñón próximo. Los andamios poliméricos alineados longitudinalmente en forma de varilla y en forma de conducto relleno pueden ser capaces de guiar continuamente todas las fibras de nervio de los segmentos de nervio próximos a los segmentos de nervio distantes. Los andamios poliméricos pueden también ser cargados con biomoléculas , tales como proteínas de matriz extracelular, polipéptidos , factores de crecimiento y/o factores de diferenciación para mejorar adicionalmente y guiar la regeneración de fibra de nervio. Proteínas de matriz extracelulares que pueden ser agregadas a los andamios poliméricos incluyen colágeno, laminina y fibronectina . Factores de crecimiento que pueden ser agregados a los andamios poliméricos incluyen factor de crecimiento de fibroblasto básico, factor de crecimiento nervio y factor de crecimiento endotelial vascular. Polipéptidos que pueden ser agregados al andamio polimérico incluyen polilisina, polipéptidos a base de RGD y polipéptidos miméticos de laminina. Otras biomoléculas que pueden ser agregadas a los andamios poliméricos incluyen heparina y sulfato de proteoglicana de heparana . Estas biomoléculas pueden también ser usadas para atrapar no covalentemente laminina, VEGF y BFGF sobre los andamios poliméricos fibrosos. Los andamios pueden ser formados y dimensionados para coincidir con los requerimientos específicos de las lesiones de nervio del paciente. Por ejemplo, los diámetros internos de los conductos, conducto rellenos y los diámetros globales de los andamios poliméricos en forma de varilla pueden ser de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 20 mm. En otra modalidad ejemplar, los diámetros pueden ser de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 8 mm. En otra modalidad ejemplar, los diámetros pueden ser de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 10 mm. En otra modalidad ejemplar, los diámetros pueden ser de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 15 mm. En otra modalidad ejemplar, los diámetros pueden ser de aproximadamente 12 mm a aproximadamente 18 mm. En otra modalidad ejemplar, los diámetros pueden ser de aproximadamente 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm, 3 mm, 3.5 mm, 4 mm, 4.5 mm, 5 mm, 5.5 mm, 6 mm, 6.5 mm, 7 mm, 7.5 mm, 8 mm, 8.5 mm, 9 mm, 9.5 mm, 10 mm, 10.5 mm, 11 mm, 11.5 mm, 12 mm, 12.5 mm, 13 mm, 13.5 mm, 14 mm, 14.5 mm, 15 mm, 15.5 mm, 16 mm, 16.5 mm, 17 mm, 17.5 mm, 18 mm, 18.5 mm, 19 mm, 19.5 mm, 20 mm, 21 mm para la correspondencia de tamaño específico con nervios lesionados. Las longitudes de los andamios pueden variar de 1 cm a aproximadamente 50 cm para acomodar un gran intervalo de espacios de lesiones. En otra modalidad ejemplar, la longitud de andamio puede ser de aproximadamente 4 cm a aproximadamente 15 cm. En otra modalidad ejemplar, la longitud de andamio puede ser de aproximadamente 14 cm a aproximadamente 30 cm. En otra modalidad ejemplar, la longitud de andamio puede ser de aproximadamente 1 cm a aproximadamente 5 cm. En otra modalidad ejemplar, la longitud de andamio puede ser de aproximadamente 2 cm a aproximadamente 8 cm. En otra modalidad ejemplar, la longitud de andamio puede ser aproximadamente 1 cm, 1.5 cm, 2 cm, 2.5 cm, 3 cm, 3.5 cm, 4 cm, 4.5 cm, 5 cm, 5.5 cm, 6 cm, 6.5 cm, 7 cm, 7.5 cm, 8 cm, 8.5 cm, 9 cm, 9.5 cm, 10 cm, 10.5 cm, 11 cm, 11.5 cm, 12 cm, 12.5 cm, 13 cm, 13.5 cm, 14 cm, 14.5 cm, 15 cm, 15.5 cm, 16 cm, 16.5 cm, 17 cm, 17.5 cm, 18 cm, 18.5 cm, 19 cm, 19.5 cm, 20 cm, 20.5 cm. Todas las formas de los andamios fibrosos alineados longitudinalmente pueden servir como reemplazo para autoinjertos de nervio, actualmente el más ampliamente usado pero bastante lejos de la forma perfecta de tratamiento para lesiones de nervio. Los andamios pueden también ser usados para unir o puentear espacios de lesiones grandes más allá de intervalos cubierto por los productos de guías de nervio sintéticos actuales. Por ejemplo, los espacios de lesiones a ser puenteadas o unidas pueden ser de más de 3 cm. En una modalidad ejemplar, un sujeto tiene un espacio de lesión largo y un andamio polimérico en forma de varilla o andamios poliméricos de conducto relleno pueden ser las formas de andamio más preferidas para la regeneración de nervio a través de los espacios de lesiones grandes. En una situación clínica, en donde un nervio periférico está dañado pero no está dividido, los andamios fibrosos alineados longitudinalmente descritos en esta invención pueden ser formados como una hoja y usados como una envoltura alrededor del nervio y/o pueden ser formados como varillas o conductos rellenos o conductos e insertados directamente a la región dañada. Los andamios fibrosos alineados longitudinalmente pueden también ser cargados con biomoléculas similares como se describe en la presente.

Otro uso de andamios descritos en esta invención es para la regeneración de médulas espinales dañadas . Los andamios poliméricos fibrosos alineados pueden ser insertados a la región dañada para puentear o unir tejido de médula espinal. Los andamios poliméricos fibrosos alineados pueden mejorar y dirigir la regeneración de fibras de nervio espinal. Los andamios pueden también ser cargados con biomoléculas y/o células. Las biomoléculas podrían incluir proteínas de matriz extracelular, polipéptidos , factores de crecimiento y/o factores de diferenciación como se enlista anteriormente y podrían iniciar y mejorar la regeneración de nervio espinal. Las células podrían incluir células de tallo neurales, células gliales y/o progenitores neurales. Las células podrían reemplazar neuronas pérdidas y células gliales y/o podrían apoyar y mejorar el crecimiento de nervios espinales. En otra modalidad ejemplar, un andamio de conducto polimérico alineado longitudinalmente es usado como conducto de guía de nervio para promover la regeneración de nervio a través de un espacio de lesión.

III. b) Usos que involucran la piel Los andamios poliméricos de la invención descritos pueden ser útiles para cuidado de heridas clínico y personal y regeneración de tejido blando. En un aspecto de la invención, hojas de andamio polimérico son usadas como aposito de heridas o injerto para heridas de la piel externas. En una instalación clínica, estas hojas pueden ser usadas para tratar heridas resultantes de trauma, quemaduras, úlceras, abrasiones, laceraciones, cirugía u otros daños. Los cirujanos pueden usar estos injertos para cubrir y proteger el área herida, para reemplazar temporalmente tejido de la piel perdido o dañado y para guiar la regeneración de nuevo tejido y cicatrización de heridas al área dañada. En una instalación clínica, hojas de micro/nanofibras pueden ser aseguradas al área de herida utilizando suturas, adhesivos o vendajes de recubrimiento. Estos apositos de herida de micro/nanofibras podrían ser cortados para coincidir con el tamaño de la herida o se pueden superponer a los bordes de herida. En otro aspecto de la invención, las hojas de andamio polimérico pueden ser confeccionadas para el cuidado personal/de casa al combinar la hoja con un refuerzo de adhesivo para crear un vendaje de andamio polimérico. La sección adhesiva mantendría la hoja de andamio polimérico en su lugar sobre un área de herida y puede ser removida cuando las fibras se degradan o se fusionan con el tejido. Luego la hoja de andamio polimérico puede también ser asegurada con un adhesivo líquido o adhesivo de gel. En otro aspecto de la invención, hojas de andamio polimérico grandes pueden ser usadas como gasa para absorber fluido y proteger heridas grandes. Esta gasa de andamio polimérico puede ser envuelta alrededor de un área herida o asegurada con cinta. En otro aspecto de la invención, hojas de andamio polimérico pueden ser usadas para tratar heridas de tejido blando internas tales como heridas en saco amniótico, úlceras en el sistema gastrointestinal o membranas mucosas, daño gingival o recesión, incisiones quirúrgicas internas o biopsias, etc. Otra vez, los injertos de andamio polimérico pueden ser suturados o adheridos en su lugar para llenar o cubrir el área de tejido dañada. El andamio polimérico tiene numerosas características que son útiles para la cicatrización de heridas. En primer lugar, los andamios poliméricos descritos en la presente pueden incluir nanofibras que son tanto nano-porosas como respirables. Pueden impedir que microbios y partículas infecciosas crucen a través pero se puede permitir que el flujo de aire y penetración de humedad que son críticas en la cicatrización de herida natural . En segundo lugar, las fibras en esta invención son biodegradables , lo que permite la cobertura de herida temporal seguida por crecimiento hacia adentro eventual de tejido nuevo. La elección de material para apositos de herida de andamio polimérico puede ser. determinado para coincidir con las características de tejido natural en los que se incluye resistencia mecánica y velocidad de degradación/regeneración de tej ido . En tercer lugar, los andamios poliméricos pueden ser embebidos o conjugados con varios factores que pueden ser liberados en la degradación. Estos factores incluyen, pero no están limitados a factor de crecimiento epidérmico (EGF) , factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) , factor de crecimiento de fibroblasto básico (bFGF) , factor-ß de crecimiento transformante (TGF-ß) e inhibidores de tejido de metaloproteinasas (TI P) , que se ha demostrado que son benéficos en la cicatrización de heridas Fu, X. et al., Wound Repair Regen, 13(2) : 122-30 (2005) . Factores de cicatrización de heridas adicionales tales como antibióticos, bacteriocidas , fungicidas, agentes que contienen plata, analgésicos y compuestos que liberan óxido nítrico pueden también ser incorporados a los apositos de heridas de andamio polimérico o inj ertos . En cuarto lugar, los injertos de andamio polimérico para cicatrización de heridas pueden ser sembrados con células para la regeneración de tejido más rápido y estructura de tejido más natural. Estas células pueden incluir, pero no están limitadas a fibroblastos, queratinocitos , células epiteliales, células endoteliales, células de tallo mesenquimales y/o células de tallo embriónicas. En quinto lugar, la arquitectura a escala manométrica de los andamios poliméricos nanofibrosos imita estrechamente aquella de la matriz extracelular (ECM) de muchos tejidos blandos comunes. Por ejemplo, las fibras a escala nanométrica son estructuralmente similares a los fibrilos de colágeno encontrados en la piel y otros tejidos. Esta arquitectura puede 5 impedir la formación de superficies al proporcionar un andamio organizado para que las células migren a una herida. En este aspecto de la invención, la alineación del andamio polimérico (en contraposición a fibras orientadas aleatoriamente) es importante para mantener a las células alineadas y organizadas, , 10 en lugar de permitir que se arreglen aleatoriamente como en la I formación de tejido de cicatriz. Los andamios poliméricos alineados pueden ser orientados con respecto a un eje dado de la herida para permitir un crecimiento hacia adentro de tejido más rápido y cobertura de herida. 15 La alineación de andamio polimérico puede también ser usada para corresponder estrechamente a la arquitectura de ECM de tejido natural. Esto puede incluir alineación de fibra en una sola dirección, alineación cruzada en direcciones ortogonales o arquitectura de fibra más complicada. En esta instancia de la invención, el andamio polimérico incluye múltiples capas de fibras con orientación de fibra específica en cada capa. Similarmente , cada capa de andamio polimérico individual puede también contener un factor específico o tipo de célula tales como los enlistados previamente. Esto permite la creación de andamios poliméricos que se pueden hacer coincidir con la arquitectura y composición de tejido natural. Por ejemplo, un simple aposito de herida de andamio polimérico o injerto podría incluir una sola capa de fibras alineadas. Por otra parte, un injerto de la piel de andamio polimérico más complejo podría incluir múltiples hojas de fibra alineadas estratificadas en un patrón cruzado con fibroblastos en las hojas del fondo y queratinocitos en la hoja superior, también como bFGF en la hojas del fondo y un agente antimicrobiano en la hoja superior. Otras de tales combinaciones son posibles, dependiendo de las necesidades específicas de paciente.

III. c) Usos que involucran el sistema vascular Los andamios poliméricos descritos en la presente pueden ser usados para reemplazar o desviarse de una variedad de vasos sanguíneos dañados, divididos o alterados. En úna modalidad ejemplar, los andamios poliméricos de conducto o conducto relleno son usados en cirugía de desviación de arteria coronaria. Además, estos injertos pueden ser usados para soportar y estabilizar aneurismas de vaso sanguíneo (esto es, aneurismas aórticas abdominales requerimiento comúnmente injertos de reemplazo poliméricos sintéticos, tales como ePTFE o Dacron) mediante ya sea reemplazo completo del vaso con el andamio polimérico o mediante la creación de una envoltura semejante a envolvente. Otras técnicas de refuerzo involucran hojas de andamio polimérico de envoltura alrededor del sitio de aneurismo. Sus usos no están limitados a reemplazo de vaso corporal inferior, sino que pueden incluir otros sitios comunes de de aneurísmos por ejemplo - el Círculo de Willis, que involucra cualquiera de las arterias locales, en los que se incluyen la carótida interna, comunicante posterior. Cerebral posterior, etc. En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico que está rodeado por un manguito es usado para reemplazar o regenerar un vaso sanguíneo. Un manguito puede ser fabricado para rodear el andamio polimérico para mejorar su resistencia mecánica, rigidez, cumplimiento o cualquier otra propiedad física o química. Este manguito puede ser colocado alrededor de un conducto de andamio polimérico nanofibroso, por ejemplo, de tal manera eque las nanofibras subyacentes tendrán una dirección de alineación particular y el manguito puede tener la misma o diferente dirección de alineación. Micro o nanofibras alineadas aleatoriamente o sin alinear pueden también servir como el material de manguito o el constructo de nanofibra subyacente. Múltiples manguitos pueden ser usados para crear un constructo en multicapas con diferentes propiedades físicas o químicas. injerto tipo múltiples células Un constructo tubular puede ser fabricado al sembrar diferentes regiones del andamio polimérico con diferentes tipos de células. Por ejemplo, la Figura 40 muestra un injerto con un tipo 1 de célula que reviste el lumen y un tipo 2 de célula en las porciones medias del injerto y tipo 3 de célula usado para envolver el injerto mediante siembra sobre otra región del inj erto .

Modificaciones a constructos de nanofibras tubulares En una modalidad ejemplar, la invención proporciona un andamio polimérico para uso en el sistema vascular que no tiene modificaciones bioquímicas o calores antes del implante. En otra modalidad ejemplar, la invención comprende además poli (etilenglicol ) o modificación bioquímica similar para crear una capa de cepillo no ensuciante, no trombogénica que impide que las plaquetas se adhieran a las nanofibras. Esta capa de cepillo puede ser injertada covalentemente sobre el andamio polimérico nanofibroso para la reducción de trombosis. En otra modalidad ejemplar, el andamio polimérico comprende además heparina, hirudina o combinaciones de las mismas. La heparina es capaz de enlazarse a anti-trombina III, que puede bloquear el Factor Xa y trombina en la corriente sanguínea. La hirudina es un inhibidor de trombina. La heparina e hirudina pueden ser injertadas covalentemente sobre el andamio polimérico utilizando un enlazador de di-amino poli (etilenglicol ) . En una modalidad ejemplar, el andamio polimérico contiene fibras de PLLA. Los andamios poliméricos de la invención que son usados en relación con el sistema vascular de un sujeto reducen la trombosis e incrementan la patencia de injerto. En otra modalidad ejemplar, los andamios poliméricos usados en relación con el sistema vascular comprenden además células de tallo mesenquimales derivadas de médula ósea humana. En una modalidad ejemplar, las células de tallo mesenquimales serán sembradas por lo menos veinticuatro horas antes del implante. En otra modalidad ejemplar, las células serán sembradas sobre el injerto dos días antes del implante. Des-celularización - Las células de tallo mesenquimales médula ósea-derivadas humanas o cualquier tipo de célula serán sembradas como se describe anteriormente. Varias horas antes del implante, las células serán exterminadas, en tanto tengan la estructura celular y superficie celular intactas . En otra modalidad ejemplar, los andamios poliméricos usados en relación con el sistema vascular comprenden además células precursoras endoteliales . En una modalidad ejemplar, las células precursoras endoteliales serán sembradas 2 días sobre el injerto dos días antes del implante. Estas células endoteliales pueden impedir la adhesión/activación de plaquetas, trombosis y formación de fibrina vía una superficie de membrana celular altamente activa que involucra heparana sulfato proteoglicanas y varios factores secretados por las células mismas. En otra modalidad ejemplar, los andamios poliméricos usados en relación con el sistema vascular comprenden además células progenitoras vasculares derivadas de célula de tallo embriónica humana. Estas células de tallo embriónicas se pueden diferenciar a un linaje progenitor vascular por medio de señalización de integrina de colágeno IV y son capaces de diferenciarse plenamente a células de músculo endotelial y liso después de la estimulación de factor de crecimiento.

III. d) Usos que involucran músculos Un injerto de músculo que involucra un andamio polimérico de la invención puede ser implantado de manera terapéutica intramuscularmente para mejorar la regeneración de músculo debido a pérdida de músculo significativa después de lesión aguda. Factores de crecimiento y otras biomoléculas pueden ser incorporados al injerto de músculo para estimular la proliferación y diferenciación de célula muscular también como vascularización, que todos acelerarán la cicatrización del músculo. Los factores de crecimiento pueden incluir factor-1 de crecimiento semejante a insulina-1 (IGF-1) , factor de crecimiento básico (bFGF) , factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) . Los factores de crecimiento pueden ser incorporados al injerto mediante enlace covalente o recubrimiento fisiológico. Un procedimiento relacionado involucra modificar genéticamente las células para sobreexpresar genes para tales proteínas.

Otra aplicación terapéutica del injerto es para modificación genética de animales o humanos con enfermedades musculares tales como distrofia muscular que están caracterizados por mutaciones genéticas de genes específicos. Para este tipo de aplicación de terapia genética, mioblastos con el gen normal pueden ser administrados en el injerto al músculo. Alternativamente, el gen puede ser conjugado directamente sobre el andamio en forma de ADN de plásmido. La injertación del andamio en el cuerpo puede conducir a modificación genética para ayudar al tejido a desarrollar aspectos de función de músculo normal. Para el propósito de terapia genética, el andamio polimérico proporciona una matriz para la sobrevivencia y crecimiento de células implantadas y/o sirve como vehículo de administración para la liberación y absorción subsecuente de ADN de plásmido. El injerto puede estar en forma de un parche o un conducto. En ambos casos la dirección de fibra es paralela a la dirección del músculo. Para roedores, la dimensión física del andamio fluctúa de 0.5-5.0 X 0.5-5.0 X 0.1-0.5 cm. Para injertos humano, el tamaño de andamio fluctúa de 1.0-50.0 X 1.0-50.0 X 0.1-5.0 cm. Los músculos más apropiados para este tipo de tratamiento terapéutico son aquellos que tienen una geometría alineada y son cercanos a la vasculatura para nutrir el injerto. Tales músculos incluyen los bíceps, cuadríceps, anterior tibialis y gastrocnemius. En una modalidad ejemplar, un conducto embebido con mioblastos puede ser usado para hacer crecer músculo esqueletal. En otra modalidad ejemplar, un conducto embebido con células de tallo mesenquimales puede ser usado como injerto vascular. En otra modalidad ejemplar, un conducto embebido con células de tallo neurales puede ser usado como injerto de nervio. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona métodos de fabricación de la composición que comprende (i) sembrar el polímero con las células; (ii) enrollar el producto alrededor de un mandril, formando así una forma tubular para el polímero; y (iii) remover el mandril. En otra modalidad ejemplar, la invención proporciona (iv) anexar una primera porción del polímero a una segunda porción del polímero. Esta anexión puede ser llevada a cabo con el uso de recocido (calor), adhesión (tales como adhesivos biológicos) o suturas.

III. e) Injertos de músculo con Andamios Poliméricos Microconfigurados Las aplicaciones de injerto muscular con andamios de poliméricos microconfigurados son similares a aquellas de andamios nanofibrosos como se describe en la presente, con la excepción de que los andamios poliméricos microconfigurados estarían en forma de una hoja. La invención es ilustrada adicionalmente por los ejemplos que siguen. Los ejemplos no se proponen definir o limitar el alcance de la invención.

EJEMPLOS EJEMPLO 1 Preparación de mioblasto Mioblastos C2C12 murinos (ATCC, Manassas, VA) fueron usados para estudiar la organización y ensamble celular. Los mioblastos fueron cultivados en medio de cultivo que consistía de medio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) , suero bovino fetal al 10% y penicilina/estreptomicina al 1%. Para iniciar la diferenciación y fusión de mioblasto, el medio de cultivo fue reemplazado con medio de diferenciación que consistía de DMEM, suero de caballo al 5% y penicilina/estreptomicina al 1% después de 24 horas cuando las muestras fueron confluentes. En todos los experimentos, los puntos en el tiempo fueron denotados por el tiempo de incubación en el medio de diferenciación.

EJEMPLO 2 Preparación de andamio de nanofibra de PLLA Poli (L-lacturo) (PLLA) biodegradable (Lactel Absorbable Polymers, Pelham, AL, 1.09 dl/g viscosidad inherente) fue usado para fabricar andamios de nanofibra mediante electrohilado . (Zong, X., Biomacromolecules, 4(2): 416-23 (2003)). Brevemente, la solución de PLLA (10% en peso/volumen en cloroformo) fue administrada mediante una bomba programable al agujero de salida del electrodo a una velocidad de flujo de 25 µ?/minuto. Una fuente de alimentación de alto voltaje (Glassman High Voltage Inc., High Bridge, NJ) fue usada para aplicar el voltaje a 20 kV. La placa colectora se encontraba sobre un tambor giratorio que fue conectado a tierra y controlado por un motor de velocidad gradual. Para alinear las nanofibras, el andamio electrohilado fue estirado uniaxialmente a 200% de tensión de diseño a 60°C. Los andamios nanofibrosos fueron de aproximadamente 150 µ?t? de espesor. La superficie del andamio nanofibroso fue recubierta con gelatina o fibronectina al 2% (5 g/cm2) antes de la siembra de células. Ninguna diferencia significativo en adhesión y morfología celular fue detectada entre el recubrimiento con gelatina y fibronectina. Andamios orientados aleatoriamente fueron usados como controles. Se usó microscopía electrónica de barrido (SEM) para visualizar la alineación de nanofibras después del estiramiento uniaxial. Las imágenes de SEM muestra que el estiramiento uniaxial dio como resultado nanofibras alineadas (Figura 24A-B) . El diámetro de nanofibra promedio en el andamio fue de aproximadamente 500 nm con un tamaño de espacio promedio de aproximadamente 4 µt?.

EJEMPLO 3 Crecimiento/Caracterización de Mioblastos sobre Andamios de Nanofibra bajo Medios de Diferenciación Mioblastos confluentes fueron cultivados sobre los andamios nanofibrosos en medio de diferenciación por hasta 7 días. Para determinar la orientación celular y estructura citoesqueletal sobre los andamios nanofibrosos orientados aleatoriamente y alineados, el teñido de fluorescencia de F-actina, cadena pesada de miosina (MHC) y núcleos de célula fueron efectuados (Información de apoyo) . F-actina fue teñida utilizando faloidina fluoresceína (FITC) -conjugada (Molecular Probes, Eugene, OR) . La MHC fue inmunoteñida con un anticuerpo MHC rápido ant i -esqueletal de ratón (Sigma, St . Louis, MO) . Los núcleos de célula fueron teñidos con tinte de ToPro (Molecular Probes) . Se efectuó microscopía de fluorescencia al utilizar un microscopio Nikon TE300 y microscopio confocal TCS SL de Leica.

EJEMPLO 4 Microfabricación de Sustratos Microconfigurados Películas microconfiguradas compuestas de polidimetilsiloxano (PDMS) o polímero de poli-L-lacturo-co-glicoluro-co- e -caprolactona (PLGC) fueron fabricados a partir de una plantilla inversa de oblea de silicio, mediante un proceso modificado de Thakar, R.G., Biochem Biophys Res Com un, 307(4): 883-90 (2003). Para crear la plantilla microconfigurada , las obleas fueron limpiadas en acetona, seguido por una solución de lavado 4:1 de ácido sulfúrico a peróxido de hidrógeno (ácido Piranha) . Las obleas fueron secadas y recubiertas con hexametildisilazano (H DS) durante 5 minutos para mejorar la adhesión de la capa fotoprotectora al sustrato. Una máscara con bandas de emulsión configuradas fue generada primero. Las bandas paralelas eran de 10 µt? de ancho, 10 µt? separadas y de 4 cm de longitud. Para transferir la configuración a la oblea de silicio, línea I (OCG OiR 897-lOi, Arch Chemicals, Norwalk, CT) capa fotoprotectora fue hilada sobre las obleas a 820 RPM produciendo aproximadamente una capa de 2.8 µ?t? de espesor de capa fotoprotectora . Luego la oblea fue horneada a 90 °C durante 60 segundos para endurecer la capa fotoprotectora, antes de exposición de la capa fotoprotectora a luz UV con un alineador KS (Karl Suss, MJB3 , Alemania) . Un horneado post-exposición fue efectuado durante 60 segundos a 120°C para ayudar a la capa fotoprotectora a fraguar e impulsar la difusión de los fotoproductos . La capa fotoprotectora expuesta fue revelada durante 60 segundos utilizando una solución reveladora de capa fotoprotectora OPD 4262. La oblea con capa fotoprotectora sin exponer fue expuesta al horno de imprimación durante 15 minutos a 120°C para permitir que la capa fotoprotectora restante fragüe. En este punto, las obleas estaban preparadas para ser usadas para la preparación de películas de PDMS. Plantillas para la fabricación de las películas de PLCG requirieron una etapa adicional de ataque con ácido con el Agente de Ataque por Ácido de Ión Reactivo Profundo STS durante 2-3 minutos para crear micro-hendiduras de aproximadamente 2 µ?? de profundidad. Películas de PDMS microconfiguradas y sin configuración fueron preparadas tal como se instruye por el fabricante (Sylgard 184, Dow Corning, MI) . Después de desgasificación bajo vacío, 15 g de PDMS fueron vertidos sobre la oblea. La oblea con PDMS fue colocada sobre la hilera de capa fotoprotectora e hilada a 100 rpm por 30 segundos, seguido por hilado a 200 rpm durante 2 minutos, que formó películas de PDMS con espesor uniforme de aproximadamente 350 /im. La oblea con PDMS hilada-recubierta fue mantenida a temperatura ambiente durante 10 minutos antes de colocarla en un horno a 80°C durante 15 minutos para permitir la polimerización de PDMS. Después del horneado, el PDMS fue enfriado a temperatura ambiente y luego removido de la oblea. Después del proceso de fabricación, las membranas de PDMS fueron limpiadas mediante sonicación en agua. Para esterilizar y promover la adhesión celular, las membranas fueron tratadas con plasma de oxígeno y recubiertas con gelatina al 2% durante 30 minutos antes de la siembra de células. Para películas microconfiguradas biodegradables , se usó un copolímero de tribloque de PLGC (Aldrich, St . Louis, MO) a una proporción de componentes de 70:10:20 (Mn -100,000). La solución de PLGC fue preparada en cloroformo a una concentración de 50 mg/ml y agitada sobre una placa de agitación hasta que se disolvió. Luego la solución fue vertida sobre el molde de silicio y se permite que el solvente se evapore, formando películas poliméricas delgadas. Después de la fabricación, las películas de PLGC fueron esterilizadas en etanol al 70% durante 2 horas y enjuagadas en PBS . Antes de la siembra de células, las películas fueron recubiertas con gelatina al 2% durante 30 minutos para mejorar la anexión celular .

EJEMPLO 5 Caracterización de las composiciones mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) Composiciones o muestras que contienen células fueron procesadas para SEM mediante fijación en glutaraldehído al 2% en solución reguladora del pH de cacodilato de sodio 0.1 M. Después de la serie de deshidratación con etanol, las muestras fueron secadas y recubiertas por bombardeo iónico ya sea con partículas de iridio o partículas de oro:paladio (40:60) a un espesor de 10-15 nm. Las muestras fueron visualizadas bajo un microscopio electrónico de barrido ambiental (Philips XL-30) .

EJEMPLO 6 Teñido inmunofluorescente Las muestras fueron fijadas en paraformaldehído al 4% durante 15 minutos, permeabilizadas con Tritón X-100 al 0.5% durante 10 minutos y pre-tratadas con albúmina de suero bovino al 1% (BSA) durante 30 minutos. El conjunto de F-actina fue teñido mediante faloidina fluoresceína (FITC) -conjugada (5 U/ml, Molecular Probes) incubación durante 1 hora. Para teñido de cadena pesada de miosina, las muestras fueron incubadas con cadena pesada de miosina rápida anti-esqueletal de ratón, (87 µg/ml, Sigma) , seguido por incubación con anticuerpo anti-ratón de burro FITC-conjugado ratón (6.25 µg/ml, Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA) . Los núcleos calores fueron teñidos con ToPro (1 µ?, Molecular Probes) antes de visualización con un microscopio TE300 de Nikon o microscopio confocal TCS SL de Leica. Las imágenes confocales representan proyecciones bidimensionales de imágenes apiladas tridimensionales .

EJEMPLO 7 Incorporación de BrdU Para análisis de ciclo celular, las muestras fueron sometidas a impulso durante 2 horas con bromodesoxiuridina (BrdU, 1:1000, Amersham, Piscataway, NJ) en medio de cultivo antes de fijación en paraformaldehído al 4% y lavado en solución salida de pH regulado de fosfato (PBS) . Las muestras fueron pretratadas con metanol al 50% durante 30 minutos, Luego permeabilizadas en Triton-X-100 al 0.5% durante 10 minutos, seguido por tratamiento con HC1 2N durante 30 minutos. Después de esto, las muestras fueron incubadas con anti-BrdU de ratón (2.5 /xg/ml, BD Biosciences, Bedford, MA) , seguido por anticuerpos anti-ratón de burro FITC-conjugado (6.25 µg/ml) . Los núcleos celulares fueron teñidos con yoduro de propidio (1 µg/ml, Molecular Probes).

EJEMPLO 8 Análisis de Fusión y Proliferación Celular Imágenes inmunofluorescentes de teñido de miosina anti-esqueletal fueron tomadas bajo por lo menos 5 campos de alta potencia (40X) y baja potencia (10X) representativa. Utilizando elementos de programación SPOT 4.0.5 (Diagnostics Instruments, Sterling Heights, MI), el ancho de miotubo, longitud y alineación en referencia al eje de las nanofibras o micro-hendiduras alineadas fueron cuantificadas utilizando alta y baja amplificación, respectivamente. El valor de alineación de miotubo mínimo de 0 grados denotó alineación paralela del eje de las nanofibras y el máximo de 90 grados representó alineación perpendicular. Para análisis de alineación de andamios nanofibrosos orientados aleatoriamente y sustratos de PDMS sin configurar, se usó un eje de alineación arbitrario. Además, los porcentajes de núcleos fusionados, células BrdU-positivas y miotubos estriados fueron cuantificados y promediados a alta potencia. El ancho promedio fue cuantificado y promediado. Imágenes seriales bajo baja amplificación fueron fusionadas para cuantificar la longitud de miotubo. Todos los datos fueron expresados como media ± desviación estándar (n=3). El significado estadístico fue calculado por la prueba t de Student para dos grupos o análisis de varianza (ANOVA) con ajuste de Holm para comparaciones múltiples.

EJEMPLO 9 Conductos Los mioblastos fueron diferenciados durante 7 días en hojas rectangulares de nanofibras alineadas. Para crear estructuras tridimensionales, las hojas de nanofibras fueron enrolladas alrededor una varilla de acero de 1-2 mm de diámetro (Figura 27) . Las estructuras tubulares fueron aseguradas mediante 7-0 suturas Ticron sobre ambos extremos de los constructos tubulares. Luego las muestras fueron crio-seccionadas para el análisis histológico. Las muestras crio- seccionadas fueron analizadas mediante teñido de hematoxilina y eosina (H&E) de rutina y mediante teñido inmunofluorescente de F-actina . Los constructos tubulares fabricados fueron de aproximadamente 2-3 mm de diámetro y 10 mm de longitud. El teñido de H&E para la morfología gruesa de sección transversal de estos constructos demostró que la estructura tubular de los constructos podría ser fabricada exitosamente (Figura 28) . Núcleos de color morado distintivos podrían ser vistos a través de las capas del andamio, aunque más células fueron visibles en la superficie de cada capa. La microscopía confocal de F-actina teñida inmunofluorescentemente demostró penetración celular dentro de las múltiples capas de constructo (Figura 29) . Las células adoptaron morfología alargada y se alinearon de acuerdo con la dirección de las nanofibras. Estos resultados demuestran la factibilidad de diseñar músculo esqueletal tridimensional alineado utilizando polímeros de nanofibra.

EJEMPLO 10 Producción de Polímero de Nanofibra Poli (L-lacturo) (PLLA) biodegradable (Lactel Absorbable Polymers, Pelham, AL, 1.09 dl/g viscosidad inherente) fue usado para fabricar andamios nanofibrosos mediante electrohilado como se describe previamente por Rosen et al., Ann Plast Surg., 25:375-87 (1990). La selección de PLLA (10% en peso/volumen en cloroformo) fue administrada mediante una bomba programable a una placa de recolección conectada a tierra en un alto campo eléctrico, dando como resultado nanofibras aleatorias. Para alinear las nanofibras, el andamio electrohilado fue estirado uniaxialmente a una tensión de 200% a 60 °C. Los andamios nanofibrosos fueron de aproximadamente 150 mieras de espesor. Se utilizó microscopía electrónica de barrido (SEM) para visualizar la alineación de nanofibras después de estiramiento uniaxial. Las imágenes de SEM muestran que el estiramiento uniaxial dio como resultado nanofibras altamente alineadas (Figuras 12A-B) . El diámetro promedio de nanofibras fue de aproximadamente 500 nm. Para modificar químicamente las nanofibras, una proteína de ECM (laminina) y un factor neurotrófico (factor de fibroblasto básico o bFGF) fueron seleccionados como ejemplos representativos. Laminina y bFGF han ambos demostrado promover la extensión de neurita in vitro. Manthorpe et al., J" Cell Biol., 97:1882-90 (1983); Rydel et al., J Neurosci . , 7:3639-53 (1987) . Además, ambas proteínas se asocian con heparina mediante sus dominios de enlace de heparina. También se demostró que heparina proteger bFGF de la degradación y juega un papel clave en la ruta de señalización de célula de bFGF. Gospodarowicz et al., J Cell Physiol . , 128:475-84 (1986); Saksela et al., J Cell Biol., 107:743-51 (1988); Yayon et al., Cell, 64 :841-8 (1994) .

Nanofibras heparina funcionalizadas fueron creadas al utilizar di-amino-poli (etilenglicol) (di-NH2-PEG) como una molécula enlazadora (Figura 12C) . En primer lugar, la densidad de grupos carboxílicos reactivos sobre las nanofibras de PLLA fue incrementada mediante el tratamiento los andamios con NaOH 0.01 N (Sigma, St . Louis, MO) . Moléculas de di-NH2-PEG (MW 3400, Sigma) fueron luego anexadas covalentemente a los grupos carboxílicos sobre las nanofibras de PLLA utilizando los reticuladores de cero longitud clorhidrato de l-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) y N-hidroxisulfosuccinimida (Sulfo-NHS) (Pierce Biotechnology, Rockford, IL) . Moléculas de heparina (Sigma) fueron luego anexadas covalentemente a las aminas libres sobre las moléculas de di-NH2-PEG vía EDC y sulfo-NHS. Cualesquier sitios reactivos restantes sobre los andamios nanofibrosos fueron bloqueados mediante incubación de las muestras en glicina al 10% peso/volumen en solución salina de pH regulado de fosfato (PBS) . Luego bFGF (50 ng/cm2, Peprotech, Rocky Hill, NJ) ) y laminina (10 µg/cm2, Sigma) en solución de PBS fueron incubados con el andamio nanofibroso secuencialmente para permitir su enlace a heparina e inmovilización sobre la superficie de nanofibras . La anexión de las moléculas de bFGF a nanofibras de PLLA heparina funcionalizadas fue verificada al utilizar una técnica de ELISA modificada. Para comparar la eficiencia de diferentes maneras para inmovilizar bFGF, tres andamios nanofibrosos con el mismo tamaño, sin tratar, di-NH2-PEG modificados y membranas de nanofibras heparina funcionalizadas fueron incubadas con bFGF en PBS . Todas las membranas fueron luego incubadas con albúmina de suero bovino al 1% (BSA) en solución de PBS para minimizar la adsorción pasiva de anticuerpos. Subsecuentemente, las muestras fueron incubadas con anticuerpo IgG monoclonal de ratón anti-bFGF HRP-conjugado (R&D Systems, Minneapolis, MN) . Las membranas fueron lavadas completamente, transferidas a tubos de Eppendorf e incubadas con solución de sustrato de HRP (peróxido de hidrógeno y cromagen, tetrametilbencidina) . La reacción fue detenida utilizando ácido sulfúrico 2 N. Las absorbancias de las soluciones fueron luego leídas utilizando un espectrofotómetro (longitud de onda de 450 nm) . La adsorción no específica del anticuerpo bFGF fue probada sobre muestras de control negativo y se encontró que era despreciable (datos no mostrados) . Los resultados (Figura 12D) indican que el recubrimiento de bFGF fue significativamente más eficiente sobre nanofibras funcionalizadas con heparina. Estos resultados fueron verificados adicionalmente sobre sustratos de poliestireno de cultivo de tejido recubiertos con poli (ácido acrílico) y conjugados con di-NH2-PEG y heparina de la misma manera como aquella usada sobre las nanofibras de PLLA (Figura 12E) . Tejido de DRG cosechado de ratas P4-P5 fue usado para estudiar la extensión de neurita sobre los andamios de nanofibra. El tejido de DRG fue cultivado en medio neurobasal complementado con B27 y L-glutamina 0.5 mm (Invitrogen, Carlsbad, CA) durante 6 días sobre los siguientes andamios de nanofibras PLLA alineados y sin alinear: sin tratar, heparina funcionalizados con laminina (LAM) y heparina funcionalizados con laminina y bFGF (LAM+bFGF) . Después de 6 días de cultivo ex vivo cultivo, la extensión de neurita fue analizada utilizando teñido inmunofluorescente . Todas las muestras fueron primero fijadas con paraformaldehído al 4% y luego las membranas celulares fueron permeabilizadas con Triton-X100 al 0.5% en solución de PBS . Las muestras fueron incubadas con anticuerpo IgG anti-neurofilamento-M (NFM) policlonal de cabra (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) y subsecuentemente con anticuerpo de IgG anti-cabra de burro FITC-conjugado (Jackson Immunoresearch, West Grove, PA) . Las muestras fueron montadas sobre portaobjetos y visualizadas utilizando un microscopio de fluorescencia Zeiss y un microscopio de fluorescencia confocal Leica. La extensión de neurita de tejido de DRG no fue observada sobre andamios de nanofibra sin tratar sin alinear (Figura 13 Sin tratar). La extensión de neurita de tejido de DRG cultivado sobre nanofibras de LAM sin alinear fue mínima (Figura 13 LAM) . Se observó que varias neuritas se extienden del tejido de DRG cultivado sobre nanofibras LAM+bFGF sin alinear (Figura 13 LAM+bFGF) . Las neuritas se extendieron hacia fuera de manera radial del tejido de DRG y carecían de uniformidad en alineación. El crecimiento hacia afuera de neurita de tejido de DRG fue aproximadamente 1 mm. En contraste con las nanofibras sin tratar sin alienar, se observó la extensión de neurita sobre las nanofibras alineadas sin tratar. Las neuritas se extendieron de dos regiones distintas del tejido de DRG y fueron alineadas en dirección de las nanofibras. La Figura 14 muestra la extensión de neuritas de una de dos regiones del tejido. El crecimiento hacia afuera de neurita sobre las nanofibras sin tratar fue de aproximadamente 0.7 mm. Estos resultados indican que las nanofibras alineadas proporcionan guía para inducir la extensión de neurita de neuronas sensoriales en tejidos de DRG. Similarmente , neuritas ya no alineadas fueron observadas sobre nanofibras de LAM alineadas (Figura 14 LA ) , sugiriendo que las proteínas de ECM pueden mejorar adicionalmente la guía de nanofibras alineadas. El crecimiento hacia afuera de neurita sobre nanofibras de LAM fue de aproximadamente 1.3 mm. La extensión de neurita más larga y más densa fue observada sobre nanofibras de LAM+bFGF alineadas (Figura 14 LAM+bFGF) . El crecimiento hacia afuera de neurita sobre el crecimiento hacia afuera de LAM+bFGF fue de aproximadamente 4.8 mm. Estos resultados demuestran claramente que las pistas químicas de laminina y bFGF y las pistas físicas de sustratos de nanofibras alineados, individualmente o en combinación, mejoran extensamente y dirigen la extensión de neurita de neuronas sensoriales. La microscopía confocal de alta amplificación demostró que las neuritas que se extienden siguieron la guía de nanofibras bioactivas y formaron patrones distintos sobre nanofibras aleatorias y alineadas (Figura 15) .

EJEMPLO 11 Conducto de andamio polimérico alineado longitudinalmente Poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) biodegradable (Lactel Absorbable Polymers; Pelham, AL, 0.82 dl/g viscosidad inherente) fue usado para fabricar andamios de nanofibra mediante electrohilado . La solución de PLGA (20% en peso/volumen en HFIP) fue administrada mediante una bomba de jeringa programable al agujero de salida del electrodo a una velocidad de flujo de 1 ml/hora. Una fuente de alimentación de alto voltaje fue usada para aplicar el voltaje a 11 kV. El sustrato del colector fue un mandril de acero conectado a tierra anexado a un motor capaz de hacer girar el mandril alrededor de su eje longitudinal. Cinta teflón fue envuelta alrededor de una sección del mandril para crear una región no conductora. El mandril fue girado a una velocidad lenta (<15 rpm) a medida que las fibras de PLGA fueron electrohiladas . El chorro alternado entre las dos secciones del mandril separado por la región de cinta teflón no conductora dio como resultado la deposición de fibras de PLGA que fueron alineadas paralelas al eje longitudinal del mandril. La rotación del mandril aseguró la cobertura uniforme de las fibras de PLGA a alrededor del mandril. Después que el electrohilado estaba completo, los bordes del conducto fibroso de PLGA electrohilado se hicieron obtusos con un escalpelo y el conducto fue luego removido de la cinta de teflón y mandril. Con el fin de verificar la alineación de fibra, el tubo fue cortado a lo largo de su eje longitudinal y la morfología de fibra fue visualizada por un microscopio de luz. La mayoría de las fibras estaban alineadas en dirección longitudinal (esto es, a lo largo del eje longitudinal del conducto) .

EJEMPLO 12 Varilla de andamio polimérico alineado longitudinalmente Poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) biodegradable (Lactel Absorbable Polymers, Pelham, AL, 0.82 dl/g viscosidad inherente) fue usado para fabricar andamios de nanofibra mediante electrohilado. La solución de PLGA (20% en peso/volumen en HFIP) puede ser alimentada mediante una bomba de jeringa programable al agujero de salida del electrodo a una velocidad de flujo de 1 ml/hora. Una fuente de alimentación de alto voltaje puede ser usada para aplicar el voltaje a 11 kV. Con el fin de que el proceso de electrohilado forme fibras alineadas longitudinalmente en forma de una varilla, se puede usar un sustrato recolector especificado. El sustrato recolector puede consistir de dos mandriles de metal conectados a tierra dispuestos de extremo a extremo con un espacio de aire en la parte media (esto es, 12 mm) y puede ser colocado debajo (esto es, 15 cm) del agujero de salida del electrodo. Cada mandril puede ser anexado a motores controlados electrónicamente que pueden hacer girar los mandriles alrededor de sus ejes longitudinales de manera sincronizada. Durante el proceso de electrohilado, los mandriles pueden ser girados a una velocidad lenta (< 10 rpm) para asegurar la deposición uniforme de fibras poliméricas electrohiladas . Durante el proceso de electrohilado, la solución polimérica formará un chorro que viaja hacia el sustrato recolector. En este caso, el chorro recorrerá el espacio de aire entre los extremos de los dos mandriles formando fibras que están delineadas a lo largo del eje del espacio (y tienen la misma orientación como el eje longitudinal de los mandriles) . Después de la consumación del electrohilado, el material polimérico electrohilado puede ser separado de los extremos de los dos mandriles de metal al usar un escalpelo y cortando a lo largo de los bordes de los mandriles. El resultado es un andamio polimérico fibroso electrohilado en forma de varilla con fibras alineadas a lo largo de su eje longitudinal.

EJEMPLO 13 Andamio polimérico fibroso de conducto relleno alineado longitudinalmente Para formar un conducto compuesto de fibras alineadas longitudinalmente y relleno con fibras poliméricas alineadas longitudinalmente, se puede usar el siguiente método. En primer lugar, un conducto hueco con fibras alineadas longitudinalmente es electrohilado . Para producir un conducto relleno alineado longitudinalmente de 2 cm con un diámetro interno de 0.5 cm, se pueden usar las siguientes condiciones. En primer lugar, un conducto hueco alineado longitudinalmente puede ser electrohilado como se describe en la presente utilizando un mandril con una región no conductora de por lo menos 2 cm de longitud y .5 cm de diámetro. El conducto hueco alineado longitudinalmente puede luego ser removido del mandril y cortado al tamaño. El material de relleno es electrohilado como una hoja altamente porosa de fibras poliméricas alineadas como se describe en la presente. La hoja de nanofibras alineadas puede ser formada a las dimensiones apropiadas de lumen del conducto hueco. La hoja de fibras alineadas es luego insertada al conducto para producir un andamio de conducto relleno con fibras poliméricas alineadas a lo largo de su eje longitudinal. El material de relleno puede ser producido ya sea como una hoja laminada compuesta de fibras alineadas o una varilla compuesta de fibras alineadas longitudinalmente. Para producir el material de relleno utilizando una hoja laminada compuesta de fibras alineadas se puede usar un método descrito en la presente. Una membrana polimérica fibrosa alineada con 50 mieras de espesor puede ser electrohilada y una sección cuadrada de 2 cm x 2 cm puede ser cortada. Luego, la hoja puede ser enrollada sobre sí misma de tal manera que las fibras alineadas corren a lo largo de la longitud de la hoja laminada. La hoja puede ser laminada hasta que el diámetro de la varilla formada es de 0.5 cm. El material en exceso puede luego ser cortado. El material de relleno en forma de varilla laminada puede luego ser insertado al conducto hueco alineado longitudinalmente con fórceps para formar el conducto relleno alineado longitudinalmente. Para producir el material de relleno, un andamio polimérico fibroso en forma de varilla compuesto de fibras alineadas longitudinalmente de acuerdo con un método descrito en la presente pueden ser usadas. Con el fin de producir la varilla de tamaño apropiado, los dos mandriles recolectores pueden ser de 0.5 cm de diámetro y pueden estar espaciados por lo menos 2 cm para crear por lo menos un espacio de aire de 2 cm. Después que la varilla es electrohilada como en el Ejemplo 12, puede ser removida utilizando un escalpelo y cortando a lo largo de los bordes de los mandriles. Luego el andamio en forma de varilla puede ser insertado dentro del conducto hueco utilizando fórceps.

EJEMPLO 14 Preparación de andamio de nanofibras de PLGA Poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) biodegradable (Lactel Absorbable Polymers, Pelham, AL, 1.09 dl/g viscosidad inherente) fue usado para fabricar membranas de andamio de nanofibra mediante electrohilado . La solución de PLGA (20% en peso/volumen en HFIP) fue alimentada por una bomba de jeringa programable al agujero de salida del electrodo a una velocidad de flujo de 1 mi/hora. Una fuente de alimentación de alto voltaje fue usada para aplicar el voltaje a 11 kV. Las fibras fueron depositadas sobre un tambor de acero giratorio (véase Figura 41) cubierto (diámetro: 10 cm, longitud: 10 cm) con hoja de aluminio que fue conectada a tierra y controlada mediante un motor de velocidad gradual. Para nanofibras alineadas, el tambor recolector se hizo girar a 400 rpm. Para fibras sin alinear, el tambor recolector se hizo girar a < 30 rpm. El electrohilado se llevó a cabo hasta que los andamios fibrosos eran de aproximadamente 130 mieras de espesor de fibras de 500 nm de diámetro. Con el fin de remover la hoja polimérica fibrosa del tambor, la capa polimérica y hoja fueron cortadas a lo largo de la longitud del tambor y desenvueltas del tambor. Luego la capa polimérica fibrosa fue pelada de la hoja de aluminio para producir una hoja polimérica fibrosa de aproximadamente 30 cm de longitud y 10 cm de ancho. La alineación de las fibras fue verificada utilizando un microscopio de contraste de fase (Cari Zeiss) y las hojas poliméricas fibrosas fueron cortadas a las dimensiones deseadas para ajustar a una aplicación dada. Para la cicatrización de heridas, piezas de andamio de nanofibras pueden ser cortadas para coincidir con lás dimensiones de la herida o para expandirse más allá de los bordes de la herida. La orientación de las fibras puede ser escogida para estar alineadas a un ángulo específico con respecto a un eje dado de la herida.

EJEMPLO 15 Preparación de andamio de nanofibra cruzado Un andamio polimérico fibroso con un patrón cruzado de fibras puede ser formado por medio de varios métodos. En un ejemplo, se puede usar electrohilado para crear hojas poliméricas fibrosas alineadas como se describe previamente en esta patente al recolectar las fibras sobre un tambor giratorio o mediante estiramiento de fibras sin alinear. Luego, estas hojas poliméricas alineadas son removidas del tambor recolector y pueden ser estratificadas una encima de otra con las fibras en cada hoja alineadas ortogonalmente a las fibras en las hojas por encima y debajo (Figura 38) . Adicionalmente , las hojas pueden ser suturadas conjuntamente para resistencia y estabilidad mecánica. En un segundo ejemplo, el patrón cruzado puede ser formado al utilizar un tambor con una sección no conductora en el centro para electrohilado de fibras longitudinales a lo largo del tambor. Un tambor de acero de 10 cm de diámetro y 10 cm de longitud puede ser asegurado a un motor. Cinta teflón puede ser enrollada alrededor del tambor para cubrir un ancho de 4 cm del mismo. Para crear el patrón cruzado, el tambor girará primero lentamente (< 30 rpm) para crear fibras alineadas a lo largo del eje longitudinal a través de la región de cinta teflón no conductora. Esto será seguido por hacer girar el tambor rápidamente (> 100 rpm) para crear fibras alineadas ortogonalmente a la primera capa. El cambio entre la rotación lenta y la rotación rápida del tambor creará una serie de capas de fibra alineadas depositadas sobre la región de cinta teflón que produce un patrón cruzado. Alternativamente, un tambor puede ser construido en donde una región no conductora está emparedada entre dos regiones de metal conductoras similares al diseño de mandril descrito previamente en esta invención. En un tercer ejemplo, una hoja de andamio polimérico fibroso con alineación cruzada de fibras puede ser electrohilada utilizando un tambor giratorio como un sustrato recolector. El montaje de electrohilado puede ser ensamblado como se describe en la presente para electrohilado de hojas poliméricas fibrosas alineadas. Una capa de fibras alineadas puede ser depositada sobre el tambor giratorio. Luego, la capa de fibras puede ser pegada del tambor, girada a 90° y vuelta a colocar sobre el recolector del tambor. El tambor puede ser otra vez girado a una alta velocidad (menor de 100 rpm) para permitir la deposición de fibras alineadas. Este proceso puede ser repetido muchas veces para producir una hoja de andamio polimérico fibroso alineada cruzada en la cual cualquier capa de fibra adaptada está alineada ortogonalmente en relación a las capas de fibra adyacentes a la misma.

EJEMPLO 16 Cicatrización de heridas de micro/nanofibras Hojas de micro/nanofibras de PLLA fueron creadas como se describe en el Ejemplo 10 ya sea con fibras alineadas o fibras sin alinear. Una herida artificial o defecto de espacio fue creado en una monocapa de fibroblastos dérmicos humanos normales (NHDF) sobre estas hojas de fibra como sigue. En primer lugar, una aguja de jeringa de calibre 18 fue aplanada utilizando un dispositivo manual. En segundo lugar, mallas de PLLA nanofibrosas fueron cortadas a dimensiones de 1 x 1 cm. La aguja aplanada y la malla fueron esterilizadas en alcohol isopropílico al 70% y luz UV durante 30 minutos y la aguja fue tendida de manera segura a través de las nanofibras en la orientación deseada con respecto a la alineación de fibras -las fibras fueron ya sea paralelas, perpendiculares o sin alinear con respecto al eje de herida (Figura 35) . NHDF fueron sembrados a confluencia en toda el área, pero la aguja influyó a que las células se aglutinaran debajo (Figura 35) . Después que l¾s células se adhirieron, la aguja fue removida, dejando una "herida" en su lugar. Los cultivos fueron mantenidos en un incubador humidificado a 37 °C con 5% de C02 durante 1-2 días para permitir tiempo para la migración de células y cobertura de herida. Antes de la siembra, los NHDF fueron tenidos brevemente con seguidor de células Dil (dilución 1:2000, 10 minutos) para observar el tamaño de herida inicial y para verificar el avance de infiltración de células a la herida. Los NHDF sobre mico/nanofibras fueron fijados con paraformaldehído al 4%, permeabilizados con Tritón X-100 al 0.1% y bloqueados con BSA al 1%. Para el teñido citoesqueletal , las muestras fueron incubadas con anticuerpo primario de anti-actina entero durante 60 minutos, seguido por incubación con anticuerpo secundario IgG anti-cabra FITC-conjugado (Jackson ImmunoResearch) durante 60 minutos. Los elementos citoesqueletales fueron usados para determinar la orientación y morfología de la célula, también como la organización global y cobertura de herida de la monocapa de NHDF. Los núcleos de NHDF fueron teñidos con Hoechst durante 5 minutos para permitir el conteo celular. En las fibras sin alinear, la migración de células y cobertura de herida fue solamente moderado después de 24 horas, pero fue mejorada expresamente cuando las fibras fueron orientadas perpendicularmente a los bordes longitudinales de la herida (Figura 36) . También, los NHDF permanecieron orientados aleatoriamente sobre fibras sin alinear, pero orientados con la dirección de la fibra sobre las fibras alineadas.

EJEMPLO 17 Cicatrización de heridas Hojas de andamio polimérico fibrosas de PLLA fueron creadas para cicatrización de heridas como se describe en el Ejemplo 16 utilizando solamente fibras alineadas. Antes de la siembra de células, las hojas de andamio polimérico fibrosas fueron funcionalizadas con laminita y/o bF GF como se describe en el Ejemplo 10. bFGF fue ya sea inmovilizado a las hojas de andamio poliméricos como se describe o presentadas en forma soluble en el medio. Otra vez, una herida artificial o de efecto de espacio fue creado en una monocapa de fibroblastos dérmicos humanos normales (NHDF) sobre estas hojas de fibra como se describe en el Ejemplo 16. La alineación de fibras para todas las muestras fue perpendicular con respecto al eje longitudinal de la herida. La migración celular y cobertura de herida fue analizada con inmunoteñido y microscopía como se describe en el Ejemplo 16. Los NHDF sobre fibras sin tratar no cubrieron plenamente el área de herida después de 24 horas, mientras que NHDF sobre las fibras tratadas (laminita o bFGF) migraron más rápidamente a la herida y mostraron cobertura de herida mejorada (Figura 37) .

EJEMPLO 18 Cicatrización de heridas de nanofibras en animales Hojas de nanofibras poliméricas biodegradables alineadas serán creadas utilizando un colector de tambor giratorio como se describe en el Ejemplo 14. Estas hojas serán usadas como apositos de heridas para ayudar en la reparación de tejido dérmico en animales. Los cirujanos cortarán un defecto de espacio de pleno espesor sobre las espaldas de ratas. Las hojas de micro/nanofibras serán cortadas a las dimensiones de la herida y suturadas en la capa dérmica para ayudar en la migración de fibroblasto al espacio. La cicatrización de herida y regeneración de tejido serán monitoreados utilizando fotografía digital, histología e inmunohistoquímica . Se comprenderá que los ejemplos y modalidades descritos en la presente son por propósitos ilustrativos solamente y que varias modificaciones o cambios a la luz de los mismos serán sugeridos a las personas experimentadas en el arte y estarán incluidos en el espíritu y alcance de esta solicitud y alcance de las reivindicaciones adjuntas. Todas las publicaciones, patentes y solicitudes de patente citados en la presente son incorporadas en la presente por referencia para todos los propósitos.

Claims (63)

1. REIVINDICACIONES 1. Una composición que comprende un primer andamio polimérico fibroso, caracterizada porque la fibra o fibras del primer andamio polimérico fibroso están alineadas.
2. 2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer andamio polimérico fibroso tiene una longitud seleccionada de aproximadamente 0.01 cm a aproximadamente 20 cm, aproximadamente 0.05 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 0.5 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 1 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 5 cm a aproximadamente 5 cm, aproximadamente 1 cm a aproximadamente 3 cm, aproximadamente 2 cm a aproximadamente 10 cm y aproximadamente 5 cm a aproximadamente 15 cm.
3. 3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición tiene una forma que es seleccionada de una hoja, un conducto, un conducto relleno y una varilla.
4. 4. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición tiene una forma seleccionada de un conducto, un conducto relleno y una varilla .
5. 5. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición tiene forma de varilla.
6. 6. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer andamio polimérico fibroso está alineado esencialmente en una dirección seleccionada de longitudinal y circunferencial .
7. 7. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer andamio polimérico fibroso tiene una costura.
8. 8. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer andamio polimérico fibroso está sin costura.
9. 9. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer andamio polimérico fibroso es formado monolíticamente.
10. 10. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos una de las fibras del primer andamio polimérico fibroso comprende un polímero o subunidad seleccionado de un poliéster alifático, un óxido de polialquileno, polidimetilsiloxano, policaprolactona, polilisina, colágeno, laminita, fibronectina, elastina, alginato, fibrona. Ácido hialurónico, proteoglicanas , polipéptidos y combinaciones de los mismos.
11. 11. La composición de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el poliéster alifático es un miembro seleccionado de ácido láctico (D- o L-) , lacturo, poli (ácido láctico), ácido poli (lacturo) glicólico, poli (ácido glicólico) , poli (glicoluro) , poli (lacturo-co-glicoluro) , poli (ácido láctico co-ácido glicólico) y combinaciones de los mismos .
12. 12. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos una de las fibras del primer andamio polimérico fibroso comprende poli (lacturo-co-glicoluro) (PLGA) .
13. 13. La composición de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el óxido de polialquileno es seleccionado de óxido de polietileno, óxido de polipropileno y combinaciones de los mismos.
14. 14. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además una célula .
15. 15. La composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque la célula está embebida dentro o está sobre la superficie del primer andamio polimérico fibroso .
16. 16. La composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque la célula es seleccionada de una célula de tallo y una célula progenitora.
17. 17. La composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque la célula es seleccionada de una célula vascular adulta, célula progenitora vascular, célula de tallo vascular, célula de músculo adulta, célula progenitora muscular, célula de tallo de músculo, célula neural adulta, célula progenitora neural, célula de tallo neural, célula de Schwann, célula de fibroblasto, célula de piel adulta, célula progenitora de piel y célula de tallo de piel .
18. 18. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además una molécula que es anexada covalentemente , ya sea directamente o por medio de un enlazador, al primer andamio polimérico fibroso y la molécula es capaz de anexarse covalente o no covalentemente a un miembro seleccionado de un componente de matriz extracelular, un factor de crecimiento, un factor de diferenciación y combinaciones de los mismos.
19. 19. La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la molécula es anexada covalentemente por medio de un enlazador y el enlazador es seleccionado de di-amino poli (etilenglicol ) , poli (etilenglicol ) y combinaciones de los mismos.
20. 20. La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la molécula es seleccionada de heparina, sulfato de heparana, sulfato de proteoglicana heparana y combinaciones de las mismas.
21. 21. La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el componente de matriz extracelular es seleccionado de laminina colágeno, fibronectina, elastina, vitronectina, fibrinógeno, polilisina y combinaciones de los mismos.
22. 22. La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el factor de crecimiento es un miembro seleccionado de factor de crecimiento de fibroblasto ácido, factor de crecimiento de fibroblasto básico, factor de crecimiento del nervio, factor neurotrófico derivado del cerebro, factor de crecimiento semejante a insulina, factor de crecimiento derivado de plaqueta, factor beta de crecimiento transformante, factor de crecimiento endotelial vascular, factor de crecimiento epidérmico, factor de crecimiento de queratinocito y combinaciones de los mismos.
23. 23. La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el factor de diferenciación es seleccionado de factor derivado de célula estromal, hedgehog sónico, proteínas morfogénicas de hueso, ligandos de muesca nt y combinaciones de los mismos.
24. 24. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto, conducto relleno o varilla y en donde el polímero está sin costuras.
25. 25. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque es producida mediante la aplicación de una selección polimérica que comprende un polímero a un mandril giratorio.
26. 26. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el andamio polimérico tiene forma de hoja, conducto o conducto relleno y es producido mediante un proceso de electrohilado que comprende un mandril giratorio con por lo menos una región no conductora.
27. 27. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el andamio polimérico tiene forma de varilla y es producido mediante un proceso de electrohilado que comprende un mandril giratorio con un espacio de aire.
28. 28. Una composición farmacéutica · caracterizada porque comprende : a) la composición de conformidad con la reivindicación 1 y b) un excipiente aceptable farmacéuticamente.
29. 29. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición es una varilla o un conducto y en donde por lo menos una de las fibras del primer andamio polimérico fibroso comprende poli (lacturo-co-glicoluro) , (PLGA) .
30. 30. La composición de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque la composición tiene una longitud de entre aproximadamente 0.5 cm y 50 cm.
31. 31. La composición de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque comprende además un manguito que rodea el primer andamio polimérico fibroso.
32. 32. La composición de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque el manguito comprende un segundo andamio polimérico fibroso y el segundo andamio polimérico fibroso es alineado o tiene una orientación aleatoria .
33. 33. La composición de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque comprende además un primer manguito que rodea un primer extremo del primer andamio polimérico fibroso y un segundo manguito que rodea un segundo extremo del primer andamio polimérico fibroso.
34. 34. Un método para el tratamiento de una lesión en un sujeto, el método está caracterizado porque comprende: (i) aplicar la composición de conformidad con la reivindicación 1, a un sitio de interés para el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para tratar la lesión.
35. 35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la lesión es seleccionada de un nervio dividido, un nervio dañado, un músculo dividido, un músculo dañado, un vaso sanguíneo dividido, un vaso sanguíneo dañado, una herida de la piel y piel contusa.
36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra un nervio dividido, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto, conducto relleno o varilla que comprende un primer extremo y un segundo extremo y el nervio dividido comprende un primer muñón de nervio y un segundo muñón de nervio, la aplicación comprende: (ii) anexar el primer extremo de la composición al primer muñón de nervio y (iii) anexar el segundo extremo de la composición al segundo muñón de nervio.
37. 37. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra un nervio dañado y la aplicación comprende un miembro seleccionado de: (ii) envolver la composición de conformidad con la reivindicación 1, alrededor del nervio dañado, en donde la composición tiene forma de hoja.
38. 38. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra un nervio dañado y la aplicación comprende un miembro seleccionado de: (ii) insertar la composición al nervio dañado, en donde el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de varilla, conducto o conducto relleno.
39. 39. Un método para mejorar el crecimiento del nervio en un sujeto, el método está caracterizado porque comprende: (i) aplicar la composición de conformidad con la reivindicación 1, a un sitio de nervio de interés en el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar el crecimiento del nervio.
40. 40. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra una piel cortada o una piel contusa, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de hoja y la aplicación comprende: (i) anexar la composición a piel cortada, tratando mediante esto la lesión.
41. 41. Un método para mejorar el crecimiento de piel en un sujeto, en donde el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de hoja, el método está caracterizado porque comprende: (i) aplicar la composición de conformidad con la reivindicación 1, a un sitio de piel de interés del sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar el crecimiento de la piel .
42. 42. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra un vaso sanguíneo dividido, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto o conducto de relleno que comprende un primer extremo y un segundo extremo y el vaso sanguíneo dividido comprende un primer muñón de vaso y un segundo muñón de vaso, la aplicación comprende : (ii) anexar el primer extremo de la composición al primer muñón de vaso y (iii) anexar el segundo extremo de la composición al segundo muñón de vaso .
43. 43. Un método para mejorar el crecimiento de vaso sanguíneo en un sujeto, el método está caracterizado porque comprende : (i) aplicar la composición de conformidad con la reivindicación 1, a un sitio de vaso de interés en el sujeto, en una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar el crecimiento del vaso sanguíneo.
44. 44. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra un músculo dividido, el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de conducto, conducto relleno o varilla que comprende un primer extremo y un segundo extremo y el músculo dividido comprende un primer muñón de músculo y un segundo muñón de músculo, la aplicación comprende: (ii) anexar el primer extremo de la composición al primer muñón del músculo y (iii) anexar el segundo extremo de la composición al segundo muñón de músculo .
45. 45. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra un músculo dañado y la aplicación comprende un miembro seleccionado de: (ii) envolver la composición de conformidad con la reivindicación 1, alrededor del músculo dañado, en donde la composición tiene forma de hoja.
46. 46. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la lesión involucra un músculo dañado y la aplicación comprende un miembro seleccionado de: (ii) insertar la composición al músculo dañado, en donde el primer andamio polimérico fibroso tiene forma de varilla, conducto o conducto relleno.
47. 47. Un método para mejorar el crecimiento del músculo en un sujeto, el método está caracterizado porque comprende: (i) aplicar la composición de conformidad con la reivindicación 1, a un sitio de músculo de interés en el sujeto, a una cantidad y bajo condiciones suficientes para mejorar el crecimiento del músculo.
48. 48. Un método caracterizado porque se usa para la fabricación de la composición de conformidad con la reivindicación 1.
49. 49. Un método de fabricación de la composición de conformidad con la reivindicación 1, el método está caracterizado porque comprende: (i) someter una fibra o fibras a un proceso de electrohilado, fabricando mediante esto la composición.
50. 50. El método de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el proceso de electrohilado comprende un mandril giratorio que tiene un espacio de aire y por lo menos una región no conductora .
51. 51. Un mandril para un aparato de electrohilado, caracterizado porque comprende: una primera región eléctricamente conductora, una segunda región eléctricamente conductora y una región eléctricamente no conductora que se extiende entre la primera y segunda región eléctricamente conductora , en donde la región eléctricamente no conductora está dimensionada y configurada para recibir un polímero fibroso para la formación de un primer andamio polimérico fibroso.
52. 52. El mandril de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque la región eléctricamente no conductora es un manguito que es colocado alrededor del mandril.
53. 53. El mandril de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la región eléctricamente no conductora es seleccionada de una cinta, cinta eléctrica, teflón y plástico .
54. 54. El mandril de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque la región eléctricamente no conductora interconecta las dos regiones conductoras del mandril .
55. 55. El mandril de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque la región eléctricamente no conductora es una porción discreta que se extiende entre las dos regiones de mandril conductoras.
56. 56. El mandril de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la región eléctricamente no conductora es seleccionada de teflón y plástico.
57. 57. El mandril de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque la región eléctricamente no conductora tiene un diámetro seleccionado de mayor y menor que la región eléctricamente conductora.
58. 58. Un mandril para un aparato de electrohilado, caracterizado porque comprende: una primera región eléctricamente conductora y una segunda región eléctricamente conductora, en donde un espacio de aire localizado entre la primera y la segunda reacción eléctricamente conductora forma una región no conductora entre la primera y segunda región eléctricamente conductora.
59. 59. El mandril de conformidad con la reivindicación 58, caracterizado porque comprende además: un primer manguito eléctricamente no conductor que es colocado sobre por lo menos parte de la primera porción eléctricamente conductora y un segundo manguito eléctricamente no conductor que es colocado sobre por lo menos parte de la segunda porción eléctricamente conductora.
60. 60. El mandril de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque está en combinación con un sistema de electrohilado .
61. 61. El mandril de conformidad con la reivindicación 58, caracterizado porque está en combinación con un sistema de electrohilado .
62. 62. Un sistema de electrohilado caracterizado porque comprende un mandril giratorio con una región no conductora o un espacio de aire.
63. 63. El sistema de electrohilado de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque una porción polimérica es dirigida a través de una hilera y depositada sobre el mandril .