RO132135A0 - Biomaterial based on collagen and expired human platelet lysate, to be used as scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications - Google Patents

Biomaterial based on collagen and expired human platelet lysate, to be used as scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications Download PDF

Info

Publication number
RO132135A0
RO132135A0 ROA201700150A RO201700150A RO132135A0 RO 132135 A0 RO132135 A0 RO 132135A0 RO A201700150 A ROA201700150 A RO A201700150A RO 201700150 A RO201700150 A RO 201700150A RO 132135 A0 RO132135 A0 RO 132135A0
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
collagen
tissue engineering
biomaterial
scaffold
platelet
Prior art date
Application number
ROA201700150A
Other languages
Romanian (ro)
Inventor
Alexandrina Maria Rugină
Andreea-Cătălina-Lavina Toader
Ligia Florentina Stan
Larisa-Nicoleta Ioniţă
Iris-Maria Tuşa
Mihaela Ionica Enache
Cătălin Iordăchel
Daniela Bratosin
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Ştiinţe Biologice, Bucureşti
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Ştiinţe Biologice, Bucureşti filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Ştiinţe Biologice, Bucureşti
Priority to ROA201700150A priority Critical patent/RO132135A0/en
Publication of RO132135A0 publication Critical patent/RO132135A0/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

The invention relates to a biomaterial to be used as a scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications. According to the invention, the biomaterial is prepared by mixing 100 parts of collagen I or III solution prepared by a usual enzymatic treatment from bovine tendons and skin, having a concentration of 0.5...1%, an average molecular mass of 400000...500000, pH of 5.5...7.5, with 10 parts of platelet extract derived from expired platelet units, while completely homogenizing them for 2 h, and depositing the resulting biomaterial membranes on plane surfaces, to dry for 48 h, at a temperature of 37°C.

Description

BIOMATERIAL PE BAZĂ DE COLAGEN Șl LIZAT DIN UNITĂȚI DE PLACHETE UMANE EXPIRATE UTILIZABIL CA SUPORT (SCAFFOLD) PENTRU CULTURI CELULARE Șl INGINERIE TISULARĂ CU APLICAȚII BIOMEDICALECOLOMEN-BASED BIOMATERIAL LIZED IN EXPIRED HUMAN PLATE UNITS FOR USE AS SCAFFOLD FOR CELLULAR CULTURES IN TISULAR ENGINEERING WITH BIOMEDICAL APPLICATIONS

Invenția se referă la un biomaterial compozit peliculogen, utilizabil ca suport (scaffold) pentru culturi celulare și ingineria tisulară a cartilajului, cu efect de îmbunătățire a tehnicilor de cultură celulară.The invention relates to a film-forming composite biomaterial, usable as a scaffold for cell cultures and tissue engineering of cartilage, with the effect of improving cell culture techniques.

Medicina regenerativă/ingineria tisulară este un domeniu multidisciplinar cu o creștere rapidă, ce implică științele vieții, fizica și ingineria, având ca scop dezvoltarea de celule, țesuturi și înlocuitori de organe funcționale pentru a repara, înlocui sau spori funcția biologică care a fost pierdută din cauza unor anomalii congenitale, prejudiciu, boală, sau îmbătrânire.Regenerative medicine / tissue engineering is a fast-growing multidisciplinary field that involves the life sciences, physics and engineering, with the goal of developing cells, tissues, and replacements of functional organs to repair, replace, or enhance the biological function that has been lost from the cause of congenital anomalies, injury, illness, or aging.

Un produs de inginerie tisulară este în prezent definit ca un produs care conține sau constă în celule sau țesuturi și este utilizat sau administrat oamenilor, în vederea regenerării, reparării sau înlocuirii țesutului uman. Bioprodusul provenit din ingineria tisulară poate conține celule, țesuturi de origine umană sau animală, sau ambele. Acesta poate conține, de asemenea, substanțe adiționale, cum ar fi produse celulare, biomolecule, biomateriale, substanțe chimice și scaffolduri sau matrici care oferă un suport fizic pentru celule/țesuturi.A tissue engineered product is currently defined as a product that contains or consists of cells or tissues and is used or administered to humans for the purpose of regenerating, repairing or replacing human tissue. The bioproduct from tissue engineering may contain cells, tissues of human or animal origin, or both. It may also contain additional substances, such as cellular products, biomolecules, biomaterials, chemicals and scaffolds, or matrices that provide physical support for cells / tissues.

Principalele componente ale mediilor celulare includ aminoacizi, săruri organice și anorganice, vitamine, minerale, zaharuri, lipide și acizi nucleici, tipurile și cantitățile acestora variind în funcție de cerințele specifice ale unui anumit tip celular. în general, mediile de cultură utilizate constau dintr-un mediu de bază (DMEM, MEM. RPMI șiThe main components of cellular media include amino acids, organic and inorganic salts, vitamins, minerals, sugars, lipids and nucleic acids, their types and quantities varying according to the specific requirements of a particular cell type. Generally, the culture media used consisted of a basic medium (DMEM, MEM. RPMI and

‘Ί i , ,i>îi O ' < · ' ‘ . Π i 'Ί i,, i> lui O' <· ''. Π i

M Z a 2017 00150M Z to 2017 00150

14/03/2017 altele), suplimentat cu ser de origine animală, de exemplu ser fetal bovin (SFB) și un amestec de antibiotice.14/03/2017 others), supplemented with serum of animal origin, for example bovine fetal serum (SFB) and a mixture of antibiotics.

Alternativele actuale la FBS se bazează pe componente derivate din sânge uman: derivați de plasmă, ser, sânge din cordonul ombilical (UCB) ser și trombocite, cum ar fi lizatul de plachete (HPL).Current alternatives to FBS are based on components derived from human blood: plasma derivatives, serum, umbilical cord blood (UCB) serum and platelets, such as platelet lysate (HPL).

Deși lizatele plachetare umane (HPL) sunt în curs de dezvoltare ca o posibilă alternativă în înlocuirea SFB în culturile celulare MSC sau de alt tip, se recomandă foarte multă precauție la manipularea produselor de origine umană, în scopul evitării transmiterii bolilor infecțioase. De aceea, se preferă ca lizatele plachetare umane (HPL) aplicate în condiții clinice să fie fabricate în conformitate cu aceleași reglementări stricte practicate în centrele de procesare a sângelui și din mediul spitalicesc.Although human platelet lysates (HPL) are being developed as a possible alternative to replacing SFB in MSC or other cell cultures, great caution is recommended when handling products of human origin, in order to prevent the transmission of infectious diseases. Therefore, it is preferred that human platelet lysates (HPLs) applied under clinical conditions are manufactured in accordance with the same strict regulations applied in the blood processing centers and in the hospital environment.

Un alt considerent implică utilizarea de donatori umani necesari pentru producerea de HPL și plasmă bogată în plachete. Dar, până în prezent, există deja un deficit de donatori de sânge și plachete și prin urmare, este de dorit să nu se concureze această nevoie de plachete proaspete cu cea a băncilor de sânge sau a centrelor de transfuzii.Another consideration involves the use of human donors required for the production of HPL and platelet rich plasma. But, to date, there is already a shortage of blood donors and platelets and therefore it is desirable not to compete with this need for fresh platelets with blood banks or transfusion centers.

Este cunoscut deasemeni, că timpul de viață al unităților plachetare este foarte scurt, datorită riscului crescut de contaminare cu agenți patogeni după câteva zile de depozitare la temperatura camerei, și care nu este legată de funcționalitatea plachetelor. Cererea de plachete variază, ceea ce îngreunează estimarea necesarului de unități plachetare pentru băncile de sânge. S-a raportat că aproximativ 20% din totalul unităților plachetare expiră înainte de a putea fi folosite, și sunt prin urmare, eliminate. După o perioadă scurtă, de 5-7 zile, unitățile plachetare nu mai sunt considerate sigure pentru transfuzii umane, chiar dacă funcția plachetelor poate fi încă intactă.It is also known that the life time of platelet units is very short, due to the increased risk of contamination with pathogens after several days of storage at room temperature, and which is not related to the functionality of platelets. The demand for platelets varies, which makes it difficult to estimate the need for platelet units for blood banks. It has been reported that about 20% of all platelet units expire before they can be used, and are therefore eliminated. After a short period of 5-7 days, platelet units are no longer considered safe for human transfusions, even though platelet function may still be intact.

După cum se arată în Cerere OSIM nr. A0050 din 19.07.2016, lizatul de plachete umane (HPL sau hPL) obținut din unitățile plachetare expirate poate fi utilizat ca o alternativă a SFB, similar cu HPL produs din unitățile plachetare proaspăt izolate. Utilizarea lizatului plachetar derivat din unitățile plachetare expir,ațe=-fbPL.-e) poate fi făcută atât ca substitut al SFB cât și ca supliment de creșteri pehlru mecfiijQicelulare iNST'f rvAs shown in OSIM Application no. A0050 dated 19.07.2016, the human platelet lysate (HPL or hPL) obtained from expired platelet units may be used as an alternative to SFB, similar to HPL produced from freshly isolated platelet units. The use of platelet lysate derived from the expiratory platelet units, axes = -fbPL.-e) can be made both as a substitute for SFB and as a supplement for increases in the growth of mechanics.

NAȚiONAL i)t p C-DPV.NTKVNATIONAL i) t p C-DPV.NTKV

ȘTHSTEŞTHSTE

BiOI.OViCK a 2017 00150BiOI.OViCK a 2017 00150

14/03/2017 complete (cu 10% SFB), la diferite concentrații (variind între 2,5 - 10%), reușindu-se astfel îmbunătățirea celor mai importanți parametri ai culturilor celulare folosite,14/03/2017 complete (with 10% SFB), at different concentrations (ranging from 2.5 - 10%), thus improving the most important parameters of the cell cultures used,

Problema pe care o rezolvă prezenta invenție este obținerea unui biomaterial biocompozit cu aplicații biomedicale în medicina regenerativă și ingineria tisulară a cartilajului, sub formă de membrană biocompatibilă suplimentată cu lizat plachetar din unitățile plachetare expirate, cu rol de îmbunătățire a parametrilor culturilor celulareThe problem solved by the present invention is obtaining a biocomposite biomaterial with biomedical applications in regenerative medicine and tissue engineering of cartilage, in the form of biocompatible membrane supplemented with platelet lysate from expired platelet units, with the role of improving the parameters of the cultures.

Conform inveției, biomaterialul este constituit din 100 părți soluție de colagen (tipAccording to the invention, the biomaterial consists of 100 parts collagen solution (type

I) sau (tip III) obținut din tendoane și piele bovină prin tratamentul enzimatic cunoscut și utilizat în domeniu, cu o concentrație de 0,5-1% și masă moleculară medie 400 000 500 000 conținând 10-15 părți extract plachetar derivat din unitățile plachetare expirate (hPL-e).I) or (type III) obtained from tendons and bovine skin by the enzymatic treatment known and used in the art, with a concentration of 0.5-1% and an average molecular weight 400 000 500 000 containing 10-15 parts platelet extract derived from the units expired platelet (hPL-e).

Avantajele invenției constau în următoarele:The advantages of the invention consist of the following:

- Utilizarea de unități plachetare expirate din Centrele de Transfuzie și Institutele de Hematologie și în concluzie, o valorificare superioară a acestui produs;- The use of expired platelet units from the Transfusion Centers and the Hematology Institutes and in conclusion, a higher valorisation of this product;

- Obținerea HPL-e din plachete ajunse la limita duratei de conservare în centrele de transfuzii precum și posibilitatea stocării acestora la -80°C, asigură îndeplinirea criteriilor stricte de securitate, fabricarea în conformitate cu standardele acceptate care se aplică la producerea materialelor de transfuzie pentru pacienți umani, sterilitatea și stabilitatea condițiilor de depozitare precum și trasabilitatea completă a produsului de la donare la utilizarea de către pacient;- Obtaining HPL-e from platelets reached the limit of shelf life in transfusion centers as well as the possibility of storing them at -80 ° C, ensures the fulfillment of strict safety criteria, manufacture according to the accepted standards that apply to the production of transfusion materials for human patients, sterility and stability of storage conditions as well as complete traceability of the product from donation to use by the patient;

- Obținerea unei expansiuni celulare mult superioară pe biomaterialul de colagen conținând HPL-e, față de multiplicarea celulară în prezență de SVF;- Obtaining a much higher cellular expansion on collagen biomaterial containing HPL-e, compared to cell multiplication in the presence of SVF;

- înlocuirea totală a serului fetal bovin la culturile celulare destinate ingineriei tisulare.- total replacement of fetal bovine serum in cell cultures intended for tissue engineering.

Se dă în continuare exemplu de realizare a invenției cu titlul „Biomaterial pe bază de colagen și lizat din unități de plachete umane expirate utilizabil ca suport (scaffold) pentru culturi celulare și inginerie tisulară cu aplicații biomedicaleFollowing is an example of embodiment of the invention entitled "Collagen-based and lysed biomaterial from expired human platelet units usable as a scaffold for cell culture and tissue engineering with biomedical applications.

O unitate de transfuzie cu concentrat plachetar (CP) obținut prin afereză, cu un volum de 50 ml/unit, conținând 5,5x1010 în plasmă, pH 6 laA platelet concentrate (CP) transfusion unit, obtained by apheresis, with a volume of 50 ml / unit, containing 5.5x10 10 in plasma, pH 6 at

a 2017 00150to 2017 00150

14/03/2017 temperatura camerei (20°C), timp de 7 zile după colectare, sub agitare, până la expirare, iar apoi a fost depozitată la -80°C. înainte de prelucrare, unitatea congelată a fost dezghețată la 37°C, pe baie de apă, ceea ce a condus la liza trombocitelor. Proba a fost centrifugată timp de 30 minute la 4500g, fiind recuperat supematantul. Pentru obținerea unui lizat filtrat, supematantul a fost filtrat pe un filtru de 0,45 pm (Millipore, MA, USA). Filtratul obținut a fost alicotat în criotuburi și depozitat la -80°C. înainte de utilizare, probele alicotate au fost după dezghețare recentrifugate 15 minute la 4500g și s-au folosit numai supernatantele.14/03/2017 room temperature (20 ° C), for 7 days after collection, under stirring, until expiration, and then stored at -80 ° C. Prior to processing, the frozen unit was thawed at 37 ° C on a water bath, which led to platelet lysis. The sample was centrifuged for 30 minutes at 4500g, the supernatant was recovered. To obtain a filtered lysate, the supernatant was filtered through a 0.45 µm filter (Millipore, MA, USA). The obtained filtrate was aliquoted into cryosubs and stored at -80 ° C. Before use, the aliquoted samples were after re-thawing 15 minutes at 4500g and only the supernatants were used.

Se prepară o soluție de colagen (tip I) sau (tip III) obținut din tendoane și piele bovină prin tratamentul enzimatic cunoscut utilizat în domeniu, cu o concentrație de 0,5-1% și masă moleculară medie 400 000 - 500 000, pH 5,5-7,5. într-un amestecator planetar de laborator se amestecă 100 părți soluție colagen 0,5 - 1% și se adaugă 10ml extract plachetar. Se omogenizează timp de 2 ore. După omogenizarea completă se scade turația aparatului și se continuă agitarea până la dezaerare completă, se depun pe suprafețe plane de polietilenă sau teflon și se usucă 48 ore la 37°C. Membranele rezultate se ambalează în pungi de polietilenă și se sterilizează la UV.Prepare a solution of collagen (type I) or (type III) obtained from tendons and bovine skin by the known enzymatic treatment used in the art, with a concentration of 0.5-1% and an average molecular weight 400 000 - 500 000, pH 5.5 to 7.5. In a planetary laboratory mixer, mix 100 parts 0.5 - 1% collagen solution and add 10 ml platelet extract. Stir for 2 hours. After complete homogenization, reduce the speed of the appliance and continue stirring until complete degassing, place on flat surfaces of polyethylene or Teflon and dry for 48 hours at 37 ° C. The resulting membranes are packed in polyethylene bags and sterilized with UV.

Testaretesting

Condrocitele umane (HCH Human Chondrocytes), furnizate de PromoCell la pasajul 2 s-au cultivate pe substrat colagenic cu HPL expirate, în plăci de 24 godeuri (100 pl/godeu, 30 min fără capac sub hotă și 24 h la 37°C).The human chondrocytes (HCH Human Chondrocytes) provided by PromoCell at passage 2 were cultured on expired HPL collagen substrate, in 24-well plates (100 µl / well, 30 min without lid under hood and 24 h at 37 ° C). .

Condrocitele au fost dispersate în număr de 4,5x104 celule/godeu pentru fiecare probă de biomaterial și cultivate în mod independent, și analizate la 3 și 5 zile de cultură (Figura 1). Pentru culturile respective s-a utilizat, în vederea expansiunii viitoare, mediu DMEM simplu și au fost cultivate într-un incubator cu 5% CO2, 95% umiditate și 37°C.Chondrocytes were dispersed 4.5x10 4 cells / well for each biomaterial sample and grown independently, and analyzed at 3 and 5 days of culture (Figure 1). For the respective cultures, a simple DMEM medium was used for future expansion and they were grown in an incubator with 5% CO2, 95% humidity and 37 ° C.

în urma numărării condrocitelor după 5 zile de cultură s-au găsit:following the count of chondrocytes after 5 days of culture were found:

2,8x105 celule/ml în proba martor cu 10%SVF, (92% viabilitate);2.8x10 5 cells / ml in the control sample with 10% SVF, (92% viability);

2,2x10® celule/ml în proba 10%HPL-e (93% viabilitate).2.2x10® cells / ml in 10% HPL sample (93% viability).

Cercetările efectuate au indicat cu claritate posibilitatea cultivării condrocitelor pe suport (scaffold) de colagen având înglobat 10% HPL-e pentru îmbunătățirea tehnicilor de cultură celulară în ingineria tisulară a cartilajului, cu aplicații biorpețijpâteh 1The researches clearly indicated the possibility of cultivating chondrocytes on collagen scaffold having 10% HPL-e to improve cell culture techniques in tissue engineering of cartilage, with biorpeţijpâteh applications 1

Claims (1)

1. Biomaterial membranar suport (scaffold) de colagen având înglobat 10%HPL-e (lizat plachetar derivat din unitățile plachetare expirate (hPL-e) pentru îmbunătățirea tehnicilor de cultură celulară în ingineria tisulară a cartilajului, cu aplicații biomedicale.1. Collagen scaffold supporting membrane containing 10% HPL (platelet lysate derived from expired platelet units (hPL-e) to improve cell culture techniques in tissue engineering of cartilage, with biomedical applications.
ROA201700150A 2017-03-14 2017-03-14 Biomaterial based on collagen and expired human platelet lysate, to be used as scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications RO132135A0 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201700150A RO132135A0 (en) 2017-03-14 2017-03-14 Biomaterial based on collagen and expired human platelet lysate, to be used as scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201700150A RO132135A0 (en) 2017-03-14 2017-03-14 Biomaterial based on collagen and expired human platelet lysate, to be used as scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO132135A0 true RO132135A0 (en) 2017-09-29

Family

ID=59923599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201700150A RO132135A0 (en) 2017-03-14 2017-03-14 Biomaterial based on collagen and expired human platelet lysate, to be used as scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO132135A0 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Miron et al. Injectable platelet rich fibrin (i-PRF): opportunities in regenerative dentistry?
AU2009354233B2 (en) Composition for inducing tissue regeneration by activating platelet-rich plasma (PRP), and method for manufacturing same
Hemeda et al. Evaluation of human platelet lysate versus fetal bovine serum for culture of mesenchymal stromal cells
Kushida et al. Platelet and growth factor concentrations in activated platelet-rich plasma: a comparison of seven commercial separation systems
Ehrenfest et al. Classification of platelet concentrates: from pure platelet-rich plasma (P-PRP) to leucocyte-and platelet-rich fibrin (L-PRF)
Ehrenfest et al. Guidelines for the publication of articles related to platelet concentrates (Platelet-Rich Plasma-PRP, or Platelet-Rich Fibrin-PRF): the international classification of the POSEIDO
DK171996B1 (en) Bioadhesives for cell and tissue adhesion
Haisch et al. Preparation of a pure autologous biodegradable fibrin matrix for tissue engineering
Muraglia et al. Biological activity of a standardized freeze-dried platelet derivative to be used as cell culture medium supplement
US11690875B2 (en) Method for sterilising a platelet lysate
US20120276632A1 (en) Plasma-free platelet lysate for use as a supplement in cell cultures and for the preparation of cell therapeutics
ES2402144T3 (en) Inactivated platelet lysate containing depleted growth factors in PDGF and VEGF and their preparation procedure
CN106754681B (en) A kind of platelet rich plasma and preparation method and application
JP7416786B2 (en) Method for preparing platelet release material
Anitua et al. Autologous plasma rich in growth factors technology for isolation and ex vivo expansion of human dental pulp stem cells for clinical translation
CN107921184A (en) More bags of system and the method for being used to prepare blood constituent
Yaşar Şirin et al. Does leukocyte-poor or leukocyte-rich platelet-rich plasma applied with biopolymers have superiority to conventional platelet-rich plasma applications on chondrocyte proliferation?
Chou et al. Current methods to manufacture human platelet lysates for cell therapy and tissue engineering: possible trends in product safety and standardization
RO132135A0 (en) Biomaterial based on collagen and expired human platelet lysate, to be used as scaffold for cell cultures and tissue engineering with biomedical applications
De Korte et al. Towards standardized human platelet lysate production in Europe: An initiative of the European Blood Alliance
Pritia et al. The Combination Effect of Collagen-Chitosan Hydrogel and Injectable Platelet-Rich Fibrin Fractionation on Osteoblast Migration and Proliferation
Rego et al. Application of pulsed electric fields for the valorization of platelets with no therapeutic value for transfusion medicine
Oseni et al. Rapid production of autologous fibrin hydrogels for cellular encapsulation in organ regeneration
CN104017374B (en) A kind of silk protein nano-microfiber injection aquagel and preparation method thereof
RU2745413C2 (en) System of multiple packages and method for preparing blood components