RU2795561C1 - Tissue and organ substitutes and methods for their manufacture - Google Patents

Tissue and organ substitutes and methods for their manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2795561C1
RU2795561C1 RU2021129773A RU2021129773A RU2795561C1 RU 2795561 C1 RU2795561 C1 RU 2795561C1 RU 2021129773 A RU2021129773 A RU 2021129773A RU 2021129773 A RU2021129773 A RU 2021129773A RU 2795561 C1 RU2795561 C1 RU 2795561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tissue
biocompatible
paragraphs
organ
composition according
Prior art date
Application number
RU2021129773A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Даниель Коэн
Скотт Дуглас КОРНЕЗ
Джерсон МЕСКИТА
Натаниэль БАХРАХ
Original Assignee
ТДБТ АйПи ИНК.
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 ТДБТ АйПи ИНК. filed Critical ТДБТ АйПи ИНК.
Application granted granted Critical
Publication of RU2795561C1 publication Critical patent/RU2795561C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: biological tissue or organ substitutes for transplants and implants, as well as to methods for their production. The composition of the tissue or organ substitute contains a tissue engineering construct containing one or more bioink compositions, where one or more bioink compositions contain from 5 to 200 mg/ml of collagen; as well as a biocompatible support structure containing one or more external supports, internal supports or a combination thereof from a biocompatible material; wherein the composition of the tissue or organ substitute has a three-dimensional 3D shape, where the tissue-engineering construct has the shape of an organ or tissue; and the biomaterial is present in an amount of 1 to 100 wt.% of the biocompatible support structure. A method for manufacturing a tissue or organ substitute composition includes: manufacturing a biocompatible support structure; making a tissue engineering construct comprising applying bio-colors to or around a biocompatible support structure, wherein one or more bioink compositions contain 5 to 200 mg/mL of collagen; crosslinking the bioinks and optionally repeating the application and crosslinking steps to form a tissue engineering construct; and curing the tissue or organ substitute composition; wherein the composition of the substitute has a 3D shape, where the tissue engineering structure has the shape of an organ or tissue; the biocompatible support structure comprises one or more external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible material; and the biocompatible material is present in an amount of 1 to 100 wt.% of the biocompatible support structure.
EFFECT: possibility to obtain tissue or organ substitute compositions.
57 cl, 13 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США с № 62/826 745, поданной 29 марта 2019 г., описание которой в полном объеме включено в данный документ посредством ссылки.This application claims priority over U.S. Provisional Application No. 62/826,745, filed March 29, 2019, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

Область техникиTechnical field

Данная технология в целом относится к биологическим заменителям тканей или органов для трансплантатов и имплантатов, а также к способам их получения. Более конкретно, данная технология относится к заменителям тканей и органов, имеющим биосовместимую опорную структуру и тканеинженерную конструкцию, а также к способам их изготовления.This technology generally refers to biological tissue or organ substitutes for transplants and implants, as well as methods for their production. More specifically, this technology relates to tissue and organ substitutes having a biocompatible support structure and tissue-engineered design, as well as methods for their manufacture.

Краткое изложение сущности изобретенияBrief summary of the invention

В одном аспекте данная технология предлагает применение заменителя ткани или органа, который включают тканеинженерную конструкцию, содержащую одну или большее количество композиций биокрасок и биосовместимую опорную структуру, которая включает одну или большее количество внешних опор, внутренних опор или их комбинации из биосовместимого материала, при этом указанная композиция имеет трехмерную 3D-форму, и биосовместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100% по весу биосовместимой опорной структуры.In one aspect, this technology provides the use of a tissue or organ substitute that includes a tissue engineered construct containing one or more biostain compositions and a biocompatible support structure that includes one or more external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible material, wherein said the composition has a three-dimensional 3D shape, and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

В родственном аспекте данная технология предлагает способ изготовления композиции для заменителя ткани или органа, который включает изготовление биосовместимой опорной структуры, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления; изготовление тканеинженерной конструкции, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления, включающее нанесение одной или большем количестве композиций биокрасок, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления, в биосовместимую опорную структуру или вокруг нее; сшивание одной или большем количестве композиций биокрасок и, необязательно, повторение этапов нанесения и сшивания для образования тканеинженерной конструкции; и отверждение композиции для заменителя ткани или органа; при этом биосовместимая опорная структура включает одну или большее количество из внешних опор, внутренних опор или их комбинаций из биосовместимого материала, и при этом биосовместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100% по весу биосовместимой опорной структуры. In a related aspect, this technology provides a method of making a composition for a tissue or organ substitute, which includes making a biocompatible support structure, as described herein, in any embodiment; making a tissue engineered construct as described herein, in any embodiment, comprising applying one or more biostain compositions, as described herein, in any embodiment, to or around a biocompatible support structure; crosslinking one or more bioink compositions and optionally repeating the application and crosslinking steps to form a tissue engineered construct; and curing the tissue or organ substitute composition; wherein the biocompatible support structure includes one or more of external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible material, and wherein the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Фиг. 1A демонстрирует вид в перспективе композиции для заменителя ткани/органа согласно варианту осуществления данной технологии, которая включает биосовместимую опорную структуру, при этом биосовместимая опорная структура имеет внешнюю опору, частично покрывающую внешние двумерные (2D) поверхности тканеинженерной конструкции, и внутреннюю опору, частично инкапсулированную тканеинженерной конструкцией. Fig. 1A shows a perspective view of a tissue/organ substitute composition according to an embodiment of this technology that includes a biocompatible support structure, wherein the biocompatible support structure has an external support partially covering the outer two-dimensional (2D) surfaces of the tissue engineered construct and an internal support partially encapsulated by the tissue engineered structure. design.

Фиг. 1В демонстрирует вид в перспективе биосовместимой опорной структуры согласно варианту осуществления данной технологии, имеющей внутреннюю опору, соединенную с одной или большем количеством 2D-поверхностей внешней структуры. Fig. 1B shows a perspective view of a biocompatible support structure according to an embodiment of this technology having an internal support coupled to one or more 2D surfaces of the external structure.

Фиг. 1C демонстрирует вид в перспективе внешней опоры, имеющей одно или большее количество отверстий, проходящих через нее от одной 2D-поверхности к противоположной параллельной 2D-поверхности. Fig. 1C shows a perspective view of an outer support having one or more holes extending through it from one 2D surface to an opposite parallel 2D surface.

Фиг. 1D демонстрирует вид в перспективе внутренней опоры в соответствии с вариантом осуществления данной технологии, имеющей одно или большее количество отверстий, проходящих через них от одной 2D-поверхности к противоположной параллельной 2D-поверхности внутренней опоры, а также имеющей полость.Fig. 1D shows a perspective view of an internal support according to an embodiment of this technology having one or more holes extending through them from one 2D surface to an opposite parallel 2D surface of the internal support, and also having a cavity.

Фиг. 2A демонстрирует 2D-лист, имеющий одно или большее количество отверстий в соответствии с вариантом осуществления данной технологии.Fig. 2A shows a 2D sheet having one or more holes in accordance with an embodiment of this technology.

Фиг. 2B демонстрирует растворимую пресс-форму для формирования внутренней опоры тканеинженерной конструкции в форме уха в соответствии с вариантом осуществления настоящей технологии.Fig. 2B shows a dissolvable mold for forming the inner support of an ear-shaped tissue engineered construct in accordance with an embodiment of the present technology.

Фиг. 2C демонстрирует 2D пористый лист, термоформованный на пресс-форму внутренней опоры в соответствии с вариантом осуществления данной технологии. Fig. 2C shows a 2D porous sheet thermoformed onto an internal support mold in accordance with an embodiment of this technology.

Фиг. 3A демонстрирует внутренний вид пресс-формы, сконфигурированной и сконтурированной для литья под давлением тканеинженерной конструкции в форме уха в соответствии с вариантом осуществления данной технологии.Fig. 3A shows an internal view of a mold configured and contoured for injection molding an ear-shaped tissue engineered structure in accordance with an embodiment of the present technology.

Фиг. 3В демонстрирует внешний вид пресс-формы, сконфигурированной и сконтурированной для литья под давлением тканеинженерной конструкции в форме уха в соответствии с вариантом осуществления данной технологии.Fig. 3B shows the appearance of a mold configured and contoured for injection molding an ear-shaped tissue engineered structure in accordance with an embodiment of this technology.

Как обсуждается ниже, фиг. 4A-4D демонстрируют блок-схемы, изображающие иллюстративные способы изготовления биосовместимой опорной структуры и тканеинженерной конструкции композиции для заменителя ткани или органа. As discussed below, FIG. 4A-4D show block diagrams depicting exemplary methods for fabricating a biocompatible support structure and a tissue engineered construct for a tissue or organ substitute composition.

Фиг. 4A демонстрирует общий типовой способ изготовления композиции для заменителя ткани или органа в соответствии с вариантом осуществления данной технологии. Fig. 4A shows a general exemplary method for making a tissue or organ substitute composition in accordance with an embodiment of the present technology.

Фиг. 4В демонстрирует типовой процесс изготовления биосовместимых опорных структур (внешних опор и/или внутренних опор). Fig. 4B shows a typical manufacturing process for biocompatible support structures (external supports and/or internal supports).

Фиг. 4С демонстрирует типовой процесс изготовления тканеинженерной конструкции в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления. Fig. 4C shows an exemplary fabrication process for a tissue engineered construct in accordance with at least one embodiment.

Фиг. 4D демонстрирует блок-схему типового способа отверждения конструкции в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления.Fig. 4D shows a flowchart of an exemplary method for curing a structure in accordance with at least one embodiment.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

В данном документе описаны различные варианты осуществления. Следует отметить, что конкретные варианты осуществления не предназначены для исчерпывающего описания или ограничения более широких аспектов, обсуждаемых в данном документе. Один аспект, описанный в связи с конкретным вариантом осуществления, не обязательно ограничен этим вариантом осуществления и может быть реализован на практике с любым другим вариантом (ами) осуществления.This document describes various embodiments. It should be noted that specific embodiments are not intended to exhaustively describe or limit the broader aspects discussed herein. One aspect described in connection with a particular embodiment is not necessarily limited to that embodiment and may be practiced with any other embodiment(s).

В контексте данного документа термин «около» будет понятным специалистам в данной области техники и будет варьироваться в некоторой степени в зависимости от контекста, в котором он применяется. Если есть варианты применения термина, которые не ясны специалистам в данной области техники, учитывая контекст, в котором он применяется, «около» будет означать до плюс или минус 10% от конкретного термина.As used herein, the term "about" will be understood by those skilled in the art and will vary to some extent depending on the context in which it is used. If there are uses of a term that are not clear to those skilled in the art, given the context in which it is used, "about" will mean up to plus or minus 10% of the particular term.

Применение терминов в единственном числе и аналогичных ссылок на единственное число в контексте описания заявленного изобретения (особенно в контексте формулы изобретения) должно толковаться как охватывающее термины и в единственном, и множественном числе, если иное не указано в данном документе или явно не противоречит контексту. Перечисление диапазонов значений в данном документе просто предназначено для того, чтобы служить кратким способом индивидуальной ссылки на каждое отдельное значение, попадающее в этот диапазон, если в настоящем документе не указано иное, и каждое отдельное значение включено в описание, как если бы оно было отдельно указано в настоящем документе. Все способы, описанные в данном документе, могут быть выполнены в любом подходящем порядке, если иное не указано в данном документе или иное явно не противоречит контексту. Применение любого и всех примеров или иллюстративных формулировок (например, «таких как»), представленных в данном документе, предназначено только для лучшей иллюстрации вариантов осуществления изобретения и не налагает ограничения на объем формулы изобретения, если не заявлено иное. Ни одна формулировка в описании не должна истолковываться как указывающая на какой-либо не заявленный элемент как существенный.The use of terms in the singular and similar references to the singular in the context of the description of the claimed invention (especially in the context of the claims) should be construed as embracing the terms in both the singular and the plural, unless otherwise specified in this document or clearly contrary to the context. The listing of ranges of values in this document is merely intended to serve as a concise way of individually referring to each individual value falling within that range, unless otherwise noted herein, and each individual value is included in the description as if it were separately stated. in this document. All of the methods described herein may be performed in any suitable order, unless otherwise indicated herein or otherwise clearly contradicts the context. The use of any and all examples or exemplary language (eg, "such as") provided herein is only intended to better illustrate embodiments of the invention and is not intended to limit the scope of the claims unless otherwise stated. No wording in the specification should be construed as indicating any non-declared element as essential.

Термин «биосовместимый материал» относится к материалу, полученному из природного или синтетического источника, имеющему способность выполнять свою желаемую функцию в организме субъекта, не вызывая каких-либо нежелательных местных или системных эффектов. В контексте данного документа термин «биосовместимые материалы» может также относиться к материалам, которые являются биоразлагаемыми, биоабсорбируемыми, биорезорбируемыми или комбинацией двух или большего количества из них в физиологических условиях. Термин «биоразлагаемый» относится к материалу, который может быть расщеплен на основные вещества в результате нормальных экологических процессов и/или под действием живых существ, таких как микроорганизмы. Термин «биоабсорбируемый» относится к материалу, способному абсорбироваться живой тканью. Термин «биорезорбируемый» относится к материалу, который при размещении в человеческом теле начинает растворяться (резорбироваться) и медленно замещаться растущей тканью. В контексте данного документа, в любом варианте осуществления термины «биоразлагаемый», «биоабсорбируемый» и «биорезорбируемый» применяются взаимозаменяемо.The term "biocompatible material" refers to a material derived from a natural or synthetic source that has the ability to perform its desired function in the subject's body without causing any undesirable local or systemic effects. As used herein, the term "biocompatible materials" may also refer to materials that are biodegradable, bioabsorbable, bioresorbable, or a combination of two or more of these under physiological conditions. The term "biodegradable" refers to a material that can be broken down into basic substances by normal environmental processes and/or by the action of living beings such as microorganisms. The term "bioabsorbable" refers to a material capable of being absorbed into living tissue. The term "bioresorbable" refers to a material that, when placed in the human body, begins to dissolve (resorb) and slowly be replaced by growing tissue. In the context of this document, in any embodiment, the terms "biodegradable", "bioabsorbable" and "bioresorbable" are used interchangeably.

В контексте данного документа «субъект» или «пациент» представляет собой млекопитающее, как описано в данном документе. Термин «субъект» и «пациент» могут употребляться взаимозаменяемо. В контексте данного документа термин «млекопитающее» включает, помимо прочего, кошку, собаку, грызуна или примата. Например, в любом варианте осуществления настоящего изобретения млекопитающее является человеком. As used herein, a "subject" or "patient" is a mammal as described herein. The terms "subject" and "patient" may be used interchangeably. As used herein, the term "mammal" includes, but is not limited to, a cat, dog, rodent, or primate. For example, in any embodiment of the present invention, the mammal is a human.

Термин «гидрогель» или «гель» относится к веществу, образуемому, когда органический полимер (природный или синтетический) застывает или затвердевает для создания трехмерной структуры с открытой решеткой, которая захватывает молекулы воды или другого раствора с образованием геля. Отверждение может происходить, например, за счет агрегации, коагуляции, гидрофобных взаимодействий или сшивания. Гидрогели могут быть клеточными (то есть содержащими клетки) или бесклеточными (то есть без клеток). Гидрогели, содержащие клетки, могут быстро затвердевать, в результате чего клетки остаются равномерно суспендированными в пресс-форме (или вокруг или внутри другого затвердевшего геля) до тех пор, пока гель не затвердеет. Гидрогели также могут быть биосовместимыми, например, нетоксичными для клеток, суспендированных в гидрогеле. The term "hydrogel" or "gel" refers to the substance formed when an organic polymer (natural or synthetic) solidifies or solidifies to create an open lattice three-dimensional structure that traps water or other solution molecules to form a gel. Curing may occur, for example, by aggregation, coagulation, hydrophobic interactions or crosslinking. Hydrogels can be cellular (ie containing cells) or acellular (ie without cells). Hydrogels containing cells can solidify rapidly, causing the cells to remain uniformly suspended in the mold (or around or within another solidified gel) until the gel has solidified. Hydrogels can also be biocompatible, eg non-toxic to the cells suspended in the hydrogel.

В контексте данного документа термин «2D-толщина» относится к толщине поперечного сечения внешней опоры или внутренней опоры или элемента опоры (например, ферменного элемента или опоры, подобной ферме) от одной поверхности до противоположной параллельной поверхности опор или опорных элементов. In the context of this document, the term "2D thickness" refers to the thickness of the cross-section of an external support or an internal support or support element (for example, a truss element or a support like a truss) from one surface to the opposite parallel surface of the supports or support elements.

В контексте данного документа термин «коллаген» относится к основному белку соединительной ткани, который имеет высокую прочность на разрыв и обнаруживается в большинстве многоклеточных организмов. Коллаген является основным волокнистым белком, а также нефибриллярным белком базальных мембран. Он содержит большое количество глицина, пролина, гидроксипролина и гидроксилизина. Коллаген встречается по всему организму и бывает по меньшей мере 12 типов (тип I-XII).In the context of this document, the term "collagen" refers to a major connective tissue protein that has high tensile strength and is found in most multicellular organisms. Collagen is the main fibrous protein and also the non-fibrillar basement membrane protein. It contains large amounts of glycine, proline, hydroxyproline and hydroxylysine. Collagen is found throughout the body and comes in at least 12 types (type I-XII).

Заменители тканей/органов в соответствии с данной технологиейTissue/organ substitutes according to this technology

В одном аспекте данная технология предлагает применение заменителя ткани или органа, который включают тканеинженерную конструкцию, содержащую одну или большее количество композиций биокрасок и биосовместимую опорную структуру, которая включает одну или большее количество внешних опор, внутренних опор или их комбинации из биосовместимого материала, при этом указанная композиция имеет трехмерную 3D-форму, и биосовместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100% по весу биосовместимой опорной структуры. In one aspect, this technology provides the use of a tissue or organ substitute that includes a tissue engineered construct containing one or more biostain compositions and a biocompatible support structure that includes one or more external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible material, wherein said the composition has a three-dimensional 3D shape, and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

Фиг. 1A демонстрирует вид в перспективе композиции 100 для заменителя ткани/органа в соответствии с вариантом осуществления данной технологии, которая включает биосовместимую опорную структуру 110, при этом биосовместимая опорная структура имеет внешнюю опору 120, частично покрывающую внешние двумерные 2D-поверхности тканеинженерной конструкции 140 и внутреннюю опору 130, частично инкапсулированную тканеинженерной конструкцией 140. Fig. 1A shows a perspective view of a tissue/organ substitute composition 100 according to an embodiment of this technology that includes a biocompatible support structure 110, wherein the biocompatible support structure has an external support 120 partially covering the outer two-dimensional 2D surfaces of the tissue engineered structure 140 and an internal support. 130 partially encapsulated with tissue engineered construct 140.

Фиг. 1B демонстрирует вид в перспективе биосовместимой опорной конструкции 110 в соответствии с вариантом осуществления данной технологии, имеющей внутреннюю опору 140, соединенную с одной или большим количеством 2D-поверхностей внешней конструкции 120. Фиг. 1С демонстрирует вид в перспективе внешней опоры 120, имеющей одно или большее количество отверстий 150, проходящих насквозь от одной 2D-поверхности к противоположной параллельной 2D-поверхности. Фиг. 1D демонстрирует вид в перспективе внутренней опоры 130 в соответствии с вариантом осуществления данной технологии, имеющей одно или большее количество отверстий 160, проходящих насквозь от одной 2D-поверхности к противоположной параллельной 2D-поверхности внутренней опоры, и имеющей полости 170.Fig. 1B shows a perspective view of a biocompatible support structure 110 in accordance with an embodiment of the present technology having an internal support 140 coupled to one or more 2D surfaces of the external structure 120. FIG. 1C shows a perspective view of an outer support 120 having one or more holes 150 extending through from one 2D surface to an opposite parallel 2D surface. Fig. 1D shows a perspective view of an internal support 130 in accordance with an embodiment of the present technology, having one or more holes 160 extending through from one 2D surface to the opposite parallel 2D surface of the internal support, and having cavities 170.

Тканеинженерная конструкцияTissue engineering design

Заменитель ткани/органа в соответствии с данной технологией включает конструкцию, созданную с помощью тканевой инженерии, которая включает одну или большее количество композиций биокрасок. В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь любую подходящую форму или размер. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь индивидуализированную 3D-структуру различных форм и размеров для ряда клинических применений, например, лицевые или черепно-лицевые применения, искусственная хрящевая ткань или их комбинации. В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь форму органа или ткани субъекта. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения орган или ткань выбирают из уха, носа, мениска, суставного хряща или сердечного клапана. В одном варианте осуществления данного изобретения указанным органом является ухо. Фиг. 1A демонстрирует вариант осуществления тканеинженерной конструкции 140, имеющей форму человеческого уха, в которой ушная раковина частично покрыта внешней опорой 120 в соответствии с вариантом осуществления данной технологии, а профилированные участки тканеинженерной конструкции «в форме уха» частично инкапсулируют внутреннюю опору 130.The tissue/organ substitute of this technology includes a tissue engineered construct that includes one or more biopaint compositions. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may be of any suitable shape or size. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may have a customized 3D structure of various shapes and sizes for a range of clinical applications, such as facial or craniofacial applications, artificial cartilage, or combinations thereof. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may be in the form of an organ or tissue of the subject. For example, in any embodiment of the present invention, the organ or tissue is selected from the ear, nose, meniscus, articular cartilage, or heart valve. In one embodiment of the invention, said organ is the ear. Fig. 1A shows an embodiment of a human ear-shaped tissue engineered structure 140 in which the auricle is partially covered by an outer support 120 in accordance with an embodiment of the present technology, and "ear-shaped" tissue engineered portions partially encapsulate the inner support 130.

В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная система может иметь 3D-структуру на основе компьютерной 3D-модели. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения компьютерная модель может включать 3D контралатеральный орган или ткань субъекта. В любом варианте осуществления данного изобретения субъектом является млекопитающее (например, кошка, собака, грызун или примат). В любом варианте осуществления данного изобретения субъектом является человек. Компьютерная 3D-модель может быть получена с помощью инструментов 3D-изображения. Пригодные инструменты 3D-визуализации включают, помимо прочего, клиническую компьютерную томографию (КТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ), лазерное сканирование, 3D-камеры или комбинации любых двух или большего количества из них. In any embodiment of the present invention, the tissue engineering system may have a 3D structure based on a 3D computer model. For example, in any embodiment of the present invention, the computer model may include a 3D contralateral organ or tissue of the subject. In any embodiment of the invention, the subject is a mammal (eg, a cat, dog, rodent, or primate). In any embodiment of the invention, the subject is a human. A 3D computer model can be generated using 3D imaging tools. Suitable 3D imaging tools include, but are not limited to, clinical computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), laser scanning, 3D cameras, or combinations of any two or more of these.

Тканеинженерная конструкция может быть сконфигурирована таким образом, что размер указанной тканеинженерной конструкции больше, чем размер биосовместимой опорной конструкции, при этом тканеинженерная конструкция частично или полностью контактирует с биосовместимой опорной структурой. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может быть сконфигурирована так, что внутренние опоры биосовместимой опорной структуры полностью или частично инкапсулированы внутри указанной тканеинженерной конструкции. The tissue engineered structure may be configured such that the size of said tissue engineered structure is larger than the size of the biocompatible support structure, with the tissue engineered structure partially or completely in contact with the biocompatible support structure. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may be configured such that the internal supports of the biocompatible support structure are wholly or partially encapsulated within said tissue engineered construct.

В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может быть сконфигурирована так, что размер указанной тканеинженерная конструкции меньше, чем биосовместимой опоры, при этом указанная тканеинженерная конструкция полностью или частично покрыта и/или заключена во внешние опоры биосовместимой опорной конструкции. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество 2D внешних поверхностей тканеинженерной конструкции могут быть покрыты и/ или заключены внешней опорой биосовместимой опорной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь размер, превышающий возможности внешней опоры биосовместимой опорной конструкции, так что тканевая конструкция выступает (или выдается) за пределы внешней 2D-поверхности внешней опоры. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может выступать (или выдаваться) в одно или большее количество отверстий внешней опоры биосовместимой опорной конструкции. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may be configured such that said tissue engineered structure is smaller than the biocompatible support structure, wherein said tissue engineered construct is wholly or partially covered and/or enclosed within the outer supports of the biocompatible support structure. For example, in any embodiment of the present invention, one or more of the 2D external surfaces of the tissue engineered construct may be covered and/or enclosed by the outer support of a biocompatible support structure. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may be sized beyond the capabilities of the outer support of the biocompatible support structure such that the tissue construct protrudes (or protrudes) beyond the outer 2D surface of the outer support. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may protrude (or protrude) into one or more of the holes in the outer support of the biocompatible support structure.

В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может включать уникальный набор механических свойств, обеспечивающих ее надлежащее функционирование. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь одну или большее количество из следующих характеристик: модуль равновесия от около 2 кПа до около 2 МПа, мгновенный модуль от около 20 кПа до около 20 МПа и гидравлическая проницаемость от около 1x10-16 м2/Па·с до около 1x10-8 м2/Па·с. В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь модуль равновесия от около 2 кПа до около 2 МПа, от около 2 кПа до около 1,5 МПа, от около 2 кПа до около 1 МПа, от около 2 кПа до около 800 кПа, от около 2 кПа до около 600 кПа, от около 2 кПа до около 400 кПа или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения модуль равновесия может составлять 2 кПа, около 10 кПа, около 25 кПа, около 50 кПа, около 100 кПа, около 200 кПа, около 300 кПа, около 400 кПа, около 500 кПа, около 600 кПа, около 700 кПа, около 800 кПа, около 900 кПа, около 1 МПа, около 1,1 МПа, около 1,2 МПа, около 1,3 МПа, около 1,4 МПа, около 1,5 МПа, около 1,6 МПа, около 1,7 МПа, около 1,8 МПа, около 1,9 МПа, около 2 МПа или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may include a unique set of mechanical properties to enable it to function properly. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may have one or more of the following characteristics: an equilibrium modulus of about 2 kPa to about 2 MPa, an instantaneous modulus of about 20 kPa to about 20 MPa, and a hydraulic permeability of about 1x10 -16 m 2 /Pa s to about 1x10 -8 m 2 /Pa s. In any embodiment of the invention, the tissue engineered construct may have an equilibrium modulus of about 2 kPa to about 2 MPa, about 2 kPa to about 1.5 MPa, about 2 kPa to about 1 MPa, about 2 kPa to about 800 kPa, from about 2 kPa to about 600 kPa, from about 2 kPa to about 400 kPa, or any range including and/or within any two of the previous values. For example, in any embodiment of the present invention, the equilibrium modulus may be 2 kPa, about 10 kPa, about 25 kPa, about 50 kPa, about 100 kPa, about 200 kPa, about 300 kPa, about 400 kPa, about 500 kPa, about 600 kPa , about 700 kPa, about 800 kPa, about 900 kPa, about 1 MPa, about 1.1 MPa, about 1.2 MPa, about 1.3 MPa, about 1.4 MPa, about 1.5 MPa, about 1, 6 MPa, about 1.7 MPa, about 1.8 MPa, about 1.9 MPa, about 2 MPa, or any range including and/or within any two of the previous values.

В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь мгновенный модуль от около 20 кПа до около 20 МПа, от 50 кПа до около 15 МПа, от около 100 кПа до около 10 МПа, от около 500 кПа до около 8 МПа, от около 1 МПа до около 5 МПа или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь мгновенный модуль около 20 кПа, около 40 кПа, около 60 кПа, около 80 кПа, около 100 кПа, около 200 кПа, около 300 кПа, около 400 кПа, около 500 кПа, около 600 кПа, около 700 кПа, около 800 кПа, около 900 кПа, около 1 МПа, около 2 МПа, около 3 МПа, около 4 МПа, около 5 МПа, около 6 МПа, около 7 МПа, около 8 МПа, около 9 МПа, около 10 МПа, около 11 МПа, около 12 МПа, около 13 МПа, около 14 МПа, около 15 МПа, около 16 МПа, около 17 МПа, около 18 МПа, около 19 МПа, около 20 МПа или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь гидравлическую проницаемость от около 11 x 10-16 м2/ПА·с до около 1 x 10-8 м2/ПА·с, от около 1 x 10-13 м2/ПА·с до около 9 x 10-10 м2/ПА·с, от около 1 x 10-12 м2/ПА·с до около 6 x 10-10, от около 1 x 10-11 м2/ПА·с до около 3 x 10-10 м2/ПА·с или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may have an instantaneous modulus of about 20 kPa to about 20 MPa, 50 kPa to about 15 MPa, about 100 kPa to about 10 MPa, about 500 kPa to about 8 MPa, about 1 MPa up to about 5 MPa, or in any range including and/or within any two of the previous values. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may have an instantaneous modulus of about 20 kPa, about 40 kPa, about 60 kPa, about 80 kPa, about 100 kPa, about 200 kPa, about 300 kPa, about 400 kPa, about 500 kPa, about 600 kPa, about 700 kPa, about 800 kPa, about 900 kPa, about 1 MPa, about 2 MPa, about 3 MPa, about 4 MPa, about 5 MPa, about 6 MPa, about 7 MPa, about 8 MPa, about 9 MPa, approx. 10 MPa, approx. 11 MPa, approx. 12 MPa, approx. 13 MPa, approx. 14 MPa, approx. 15 MPa, approx. 16 MPa, approx. 17 MPa, approx. 18 MPa, approx. including any two of the previous values, and/or within them. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may have a hydraulic permeability from about 11 x 10 -16 m 2 /PA s to about 1 x 10 -8 m 2 /PA s, from about 1 x 10 -13 m 2 /PA s to about 9 x 10 -10 m 2 /PA s, from about 1 x 10 -12 m 2 /PA s to about 6 x 10 -10 , from about 1 x 10 -11 m 2 /PA s up to about 3 x 10 -10 m 2 /Pa·s or in any range including and/or within any two of the previous values.

Тканеинженерная конструкция может включать одну или большее количество композиций биокрасок. Термин «биокраска» или «композиция биокрасок» относится к краске, полученной из биоматериала. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биокраски могут включать, помимо прочего, гидрогель (например, альгинатный гидрогель), гиалуроновую кислоту, эластин, ламинин, агарозу, коллаген, хитозан, фибрин, гиалуроновую кислоту, каррагинан, полиэтиленоксид, полипропиленоксид, сополимер полиэтиленоксида и полипропиленоксида, гидроксипропилметилцеллюлозу, сополимер пропиленфумарата и этиленгликоля, поли(этиленгликоль)-со-поли(молочную кислоту), поли(виниловый спирт), олигопептиды KDL12, поли(н-изопропилакриламид) или комбинации двух или большего количества из них. Биокраска может иметь контролируемую скорость сшивания за счет регулирования переменных окружающей среды, включая, помимо прочего, температуру, pH, ионную силу, тепло, УФ-свет или добавление химических сшивающих агентов, таких как кальций, магний, барий, хондроитин, сульфат, карбодиимиды, рибоза, рибофлавин и тромбин. Пригодные гидрогели для применения в биокрасках для тканеинженерных конструкций описаны в патенте США № 9044335 под названием «COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT», поданном 5 мая 2010 г., полное содержание которого включено в данный документ посредством ссылки. The tissue engineered construct may include one or more biopaint compositions. The term "bio-paint" or "bio-paint composition" refers to a paint derived from a biomaterial. For example, in any embodiment of the present invention, biopaints may include, but are not limited to, a hydrogel (e.g., alginate hydrogel), hyaluronic acid, elastin, laminin, agarose, collagen, chitosan, fibrin, hyaluronic acid, carrageenan, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethylene oxide copolymer, and polypropylene oxide, hydroxypropylmethylcellulose, propylene fumarate-ethylene glycol copolymer, poly(ethylene glycol)-co-poly(lactic acid), poly(vinyl alcohol), KDL12 oligopeptides, poly(n-isopropylacrylamide), or combinations of two or more of them. The bioink can have a controlled crosslinking rate by adjusting environmental variables including but not limited to temperature, pH, ionic strength, heat, UV light, or the addition of chemical crosslinkers such as calcium, magnesium, barium, chondroitin, sulfate, carbodiimides, ribose, riboflavin and thrombin. Suitable hydrogels for use in biopaints for tissue engineering are described in US Pat. No. 9,044,335 entitled "COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT" filed May 5, 2010, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок тканеинженерной конструкции могут включать альгинатный гидрогель. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения альгинатный гидрогель может присутствовать в количестве от около 0,5% (мас./об.) до около 10% (мас./об.). Например, в любом варианте осуществления данного изобретения альгинатный гидрогель может присутствовать в количестве около 0,5% (мас./об.), около 0,6% (мас./об.), около 0,7% (мас./об.), около 0,8% (мас./об.), около 0,9% (мас./об.), около 1,0% (мас./об.), около 1,5% (мас./об.), около 2,0% (мас./об.), около 2,5% (мас./об.), около 3,0% (мас./об.), около 3,5% (мас./об.), около 4,0% (мас./об.), около 4,5% (мас./об.), около 5,0% (мас./об.), около 5,0% (мас./об.), около 5,5% (мас./об.), около 6,0% (мас./об.), около 6,5% (мас./об.), около 7,0% (мас./об.), около 7,5% (мас./об.), около 8,0 % (мас./об.), около 8,5% (мас./об.), около 9,0% (мас./об.), около 9,5% (мас./об.), около 10,0% (мас./об.) или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, one or more tissue engineered biopaint compositions may include an alginate hydrogel. For example, in any embodiment of the present invention, the alginate hydrogel may be present in an amount of from about 0.5% (w/v) to about 10% (w/v). For example, in any embodiment of the present invention, the alginate hydrogel may be present in an amount of about 0.5% (w/v), about 0.6% (w/v), about 0.7% (w/v .), about 0.8% (w/v), about 0.9% (w/v), about 1.0% (w/v), about 1.5% (w/v). /v), about 2.0% (w/v), about 2.5% (w/v), about 3.0% (w/v), about 3.5% ( w/v), about 4.0% (w/v), about 4.5% (w/v), about 5.0% (w/v), about 5.0 % (w/v), about 5.5% (w/v), about 6.0% (w/v), about 6.5% (w/v), about 7 .0% (w/v), about 7.5% (w/v), about 8.0% (w/v), about 8.5% (w/v), about 9.0% (w/v), about 9.5% (w/v), about 10.0% (w/v), or any range including any two of the previous values, and/or within them.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок тканеинженерной конструкции могут включать коллаген. Материалы на основе коллагена являются предпочтительными для применения их в тканеинженерных конструкциях. Способы сбора коллагена для применения в композициях биогелей, способы создания 3D-структур с применением композиций биогелей и способы приготовления композиций биогелей для применения в системах 3D-печати описаны в заявке PCT с серийным номером PCT/US2017/034582 под названием «3D PRINTABLE BIO GEL AND METHOD OF USE», поданной 25 мая 2017 г. и имеющей номер патентного реестра 113066-0104, все содержание которой включено в данное описание посредством ссылки для ознакомления со справочной информацией и изложенными в ней способами. In any embodiment of the present invention, one or more tissue engineered biostain compositions may include collagen. Collagen-based materials are preferred for use in tissue engineering structures. Methods for harvesting collagen for use in biogel compositions, methods for generating 3D structures using biogel compositions, and methods for preparing biogel compositions for use in 3D printing systems are described in PCT application serial number PCT/US2017/034582 titled "3D PRINTABLE BIO GEL AND METHOD OF USE, filed May 25, 2017, with Patent Registry Number 113066-0104, the entire content of which is incorporated herein by reference to reference information and methods set forth therein.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок тканеинженерной конструкции могут включать коллаген в количестве более чем около 5 мг/мл. Пригодные количества коллагена в биокрасках могут включать, помимо прочего, от около 5 мг/мл до около 200 мг/мл. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения коллаген может присутствовать в количестве около 5 мг/мл, около 10 мг/мл, около 15 мг/мл, около 20 мг/мл, около 25 мг/мл, около 30 мг/мл, около 35 мг/мл, около 40 мг/мл, около 45 мг/мл, около 50 мг/мл, около 55 мг/мл, около 60 мг/мл, около 65 мг/мл, около 70 мг/мл , около 75 мг/мл, около 80 мг/мл, около 85 мг/мл, около 90 мг/мл, около 95 мг/мл, около 100 мг/мл, около 105 мг/мл, около 110 мг/мл, около 115 мг/мл, около 120 мг/мл, около 125 мг/мл, около 130 мг/мл, около 135 мг/мл, около 140 мг/мл, около 145 мг/мл, около 150 мг/мл, около 155 мг/мл, около 160 мг/мл, около 165 мг/мл, около 170 мг/мл, около 175 мг/мл, около 180 мг/мл, около 185 мг/мл, около 190 мг/мл, около 195 мг/мл , около 200 мг/мл или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, the one or more tissue engineered biostain compositions may include collagen in an amount greater than about 5 mg/mL. Suitable amounts of collagen in biopaints may include, but are not limited to, from about 5 mg/mL to about 200 mg/mL. For example, in any embodiment of the present invention, collagen may be present in an amount of about 5 mg/ml, about 10 mg/ml, about 15 mg/ml, about 20 mg/ml, about 25 mg/ml, about 30 mg/ml, about 35 mg/ml, about 40 mg/ml, about 45 mg/ml, about 50 mg/ml, about 55 mg/ml, about 60 mg/ml, about 65 mg/ml, about 70 mg/ml, about 75 mg /ml, about 80 mg/ml, about 85 mg/ml, about 90 mg/ml, about 95 mg/ml, about 100 mg/ml, about 105 mg/ml, about 110 mg/ml, about 115 mg/ml , about 120 mg/ml, about 125 mg/ml, about 130 mg/ml, about 135 mg/ml, about 140 mg/ml, about 145 mg/ml, about 150 mg/ml, about 155 mg/ml, about 160 mg/ml, about 165 mg/ml, about 170 mg/ml, about 175 mg/ml, about 180 mg/ml, about 185 mg/ml, about 190 mg/ml, about 195 mg/ml, about 200 mg /ml or in any range, including any two of the previous values, and/or within them.

В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может включать одну или большее количество композиций биокрасок, содержащих коллаген I типа, коллаген III типа, коллаген IV типа, другие фибриллярные коллагены или их комбинацию. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may include one or more biostain compositions containing type I collagen, type III collagen, type IV collagen, other fibrillar collagens, or a combination thereof.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок тканеинженерной конструкции могут дополнительно включать нейтрализатор и клеточную среду, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. Пригодные нейтрализаторы могут включать, помимо прочего, составы, содержащие, например, слабую кислоту. В любом варианте осуществления данного изобретения указанная тканеинженерная конструкция может быть клеточной или бесклеточной. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биокраски тканеинженерной конструкции могут включать клеточную среду, содержащую популяцию клеток, которые могут включать, помимо прочего, живые клетки, полученные и/или выделенные из ткани субъекта. Клеточная среда может дополнительно включать другие живые клетки; например, в любом варианте осуществления данного изобретения биокраски могут включать эпидермальные клетки, хондроциты и другие клетки, которые образуют мезенхимальные стволовые клетки, стволовые клетки, полученные из жировой ткани, хрящ, макрофаги, адипоциты, дермальные клетки, мышечные клетки, волосяные фолликулы, фибробласты, клетки органов, остеобласты, остеоциты и другие клетки, которые образуют кости, эндотелиальные клетки, клетки слизистой оболочки, плевральные клетки, клетки слухового прохода, клетки барабанной перепонки, перитонеальные клетки, шванновские клетки, эпителиальные клетки роговицы, клетки десны, нейрональные стволовые клетки центральной нервной системы, эпителиальные клетки трахеи или комбинации двух или большего количества из них. In any embodiment of the present invention, one or more tissue engineered biopaint compositions may further comprise a neutralizer and a cell medium as described herein, in any embodiment. Suitable neutralizers may include, but are not limited to, formulations containing, for example, a weak acid. In any embodiment of the invention, said tissue engineered construct may be cellular or acellular. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue-engineered biopaints may include a cell medium containing a population of cells, which may include, but is not limited to, living cells obtained from and/or isolated from a subject's tissue. The cell environment may further include other living cells; for example, in any embodiment of the present invention, biopaints may include epidermal cells, chondrocytes and other cells that form mesenchymal stem cells, adipose tissue-derived stem cells, cartilage, macrophages, adipocytes, dermal cells, muscle cells, hair follicles, fibroblasts, organ cells, osteoblasts, osteocytes and other cells that form bones, endothelial cells, mucosal cells, pleural cells, ear canal cells, tympanic membrane cells, peritoneal cells, Schwann cells, corneal epithelial cells, gingival cells, neuronal stem cells of the central nervous system systems, tracheal epithelial cells, or combinations of two or more of these.

В любом варианте осуществления данного изобретения популяция клеток может присутствовать в количестве от около 1,0 x 105 клеток/мл до около 5,0 x 107 клеток/мл. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения количество клеток, присутствующих в биокрасках тканеинженерной конструкции, может включать около 1,0 x 105 клеток/мл, около 2,0 x 105 клеток/мл, около 3,0 x 105 клеток/мл, около 4,0 x 105 клеток/мл, около 5,0 x 105 клеток/мл, около 6,0 x 105 клеток/мл, около 7,0 x 105 клеток/мл, около 8,0 x 105 клеток/мл, около 9,0 x 105 клеток/мл, около 1,0 x 106 клеток/мл, около 2,0 x 106 клеток/мл, около 3,0 x 106 клеток/мл, около 4,0 x 106 клеток/мл, около 5,0 x 106 клеток/мл, около 6,0 x 106 клеток/мл, около 7,0 x 106 клеток/мл, около 8,0 x 106 клеток/мл, около 9,0 x 106 клеток/мл, около 1,0 x 107 клеток/мл, около 2,0 x 107 клеток/мл, около 3,0 x 107 клеток/мл, около 4,0 x 107 клеток/мл, около 5,0 x 107 клеток/мл, или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные количества клеток, присутствующие в биокрасках тканеинженерной конструкции, включают, помимо прочего, от около 1,0 x 105 клеток/мл до около 5,0 x 107 клеток/мл, от около 1,0 x 105 клеток/мл до около 1,0 x 107 клеток/мл, от около 1,0 x 105 клеток/мл до около 5,0 x 106 клеток/мл, от около 1,0 x 105 клеток/мл до около 5,0 x 106 клеток/мл или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, the cell population may be present in an amount from about 1.0 x 10 5 cells/ml to about 5.0 x 10 7 cells/ml. For example, in any embodiment of the present invention, the number of cells present in the tissue engineered biostains may include about 1.0 x 10 5 cells/ml, about 2.0 x 10 5 cells/ml, about 3.0 x 10 5 cells/ml. ml, approx. 4.0 x 10 5 cells/ml, approx. 5.0 x 10 5 cells/ml, approx. 6.0 x 10 5 cells/ml, approx. 7.0 x 10 5 cells/ml, approx. 8.0 x 10 5 cells/ml, approx. 9.0 x 10 5 cells/ml, approx. 1.0 x 10 6 cells/ml, approx. 2.0 x 10 6 cells/ml, approx. 3.0 x 10 6 cells/ml , about 4.0 x 106 cells/ml, about 5.0 x 106 cells/ml, about 6.0 x 106 cells/ml, about 7.0 x 106 cells/ml, about 8.0 x 10 6 cells/ml, about 9.0 x 10 6 cells/ml, about 1.0 x 10 7 cells/ml, about 2.0 x 10 7 cells/ml, about 3.0 x 10 7 cells/ml, about 4.0 x 10 7 cells/ml, about 5.0 x 10 7 cells/ml, or any range including and/or within any two of the previous values. Suitable numbers of cells present in tissue engineered biostains include, but are not limited to, from about 1.0 x 10 5 cells/mL to about 5.0 x 10 7 cells/mL, from about 1.0 x 10 5 cells/mL to about 1.0 x 10 7 cells/ml, from about 1.0 x 10 5 cells/ml to about 5.0 x 10 6 cells/ml, from about 1.0 x 10 5 cells/ml to about 5.0 x 10 6 cells/ml or in any range including any two of the previous values, and/or within them.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок тканеинженерной конструкции может быть бесклеточной, если биокраски не содержат живых клеток. В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может быть сконфигурирована так, что указанная тканеинженерная конструкция имеет области или компоненты, которые могут быть бесклеточными или клеточными. Например, тканеинженерная конструкция может включать в себя объем композиции биокрасок, полностью или частично инкапсулированный во внутренней опоре, отделяющей объем композиции биокрасок от других частей тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения объем инкапсулированной композиции биокрасок может отличаться от объема неинкапсулированных биокрасок тканеинженерной конструкции. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения указанная тканеинженерная конструкция может включать в себя множество объемов одинаковых или разных композиций биокрасок, инкапсулированных двумя или большим количеством внутренних опор. В данном изобретении, конструкция, тканеинженерная конструкция включает множество композиций биокрасок. In any embodiment of the present invention, one or more tissue engineered biostain compositions may be cell-free if the biostains do not contain living cells. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may be configured such that said tissue engineered construct has regions or components that may be acellular or cellular. For example, the tissue engineered construct may include a volume of the biopaint composition completely or partially encapsulated in an internal support separating the volume of the biopaint composition from other parts of the tissue engineered construct. In any embodiment of the present invention, the volume of the encapsulated biopaint composition may be different from the volume of non-encapsulated tissue-engineered biopaints. For example, in any embodiment of the present invention, said tissue engineered construct may include multiple volumes of the same or different biostain compositions encapsulated by two or more internal supports. In the present invention, the design, the tissue engineering design, includes a plurality of biocolor compositions.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок тканеинженерной конструкции могут дополнительно включать носители или добавки. Пригодные носители могут включать, помимо прочего, воду, водные растворы ионных солей (например, физиологический солевой раствор), фосфатный буферный раствор (PBS), клеточную среду, фетальную бычью сыворотку (FBS), минимальную необходимую среду Дульбекко (DMEM), фактор роста фибробластов (bFGF) и т.п. или их комбинации. Пригодные добавки включают, помимо прочего, факторы роста и сшивающие агенты. Пригодные сшивающие агенты включают, помимо прочего, рибофлавин, рибозу, полиэтиленгликоль (PEG), глутаральдегид, 1-этил-3- (3-диметиламинопропил)-карбодиимид гидрохлорид, генипин, хитозан и т.п. или их комбинации. In any embodiment of the present invention, the one or more tissue engineered biopaint compositions may further comprise carriers or additives. Suitable carriers may include, but are not limited to, water, aqueous solutions of ionic salts (e.g., physiological saline), phosphate buffered saline (PBS), cell medium, fetal bovine serum (FBS), Dulbecco's Minimum Essential Medium (DMEM), fibroblast growth factor (bFGF) and the like. or their combinations. Suitable additives include, among others, growth factors and cross-linking agents. Suitable crosslinking agents include, but are not limited to, riboflavin, ribose, polyethylene glycol (PEG), glutaraldehyde, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride, genipin, chitosan, and the like. or their combinations.

Биосовместимая опорная структураBiocompatible support structure

Настоящая технология предлагает биосовместимую опорную структуру, которая включает в себя одну или большее количество внешних опор, внутренних опор или их комбинацию из биосовместимого материала. Фиг. 1B демонстрирует вариант осуществления биосовместимой опорной конструкции 110, имеющей внешнюю опору 120 и внутреннюю опору 130, при этом внутренняя опора соединена с одной или большим количеством 2D-поверхностей внешней опоры. В контексте данного документа термин «внешние опоры» относится к одному или большему количеству структурных компонентов, адаптированным к различным 2D или 3D-формам и размерам и сконфигурированным для применения в качестве экзоскелетной структуры, покрывающей одну или большее количество поверхностей тканеинженерной конструкции. Фиг. 1С демонстрирует внешнюю опору 120, сконфигурированную так, чтобы покрывать раковину тканеинженерной конструкции в форме уха. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения внешняя опора может полностью инкапсулировать в себе тканеинженерную конструкцию, так что внешняя опора будет полностью покрывать внешние поверхности тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения внешняя опора может частично покрывать одну или большее количество внешних поверхностей тканеинженерной конструкции. Фиг. 1С демонстрирует вариант осуществления внешней опоры 120, частично покрывающей раковину тканеинженерной конструкции в форме человеческого уха 140. В любом варианте осуществления данного изобретения внешняя опора может включать одну или большее количество полостей (то есть отверстий) для обеспечения потока материалов (например, питательных веществ, биологических продуктов жизнедеятельности, клеточных и тканевых материалов, например, растущих сосудистых и нервных структур, или т.п. или их комбинаций), при этом в указанной полости находится тканеинженерная конструкция. The present technology provides a biocompatible support structure that includes one or more external supports, internal supports, or a combination thereof made from a biocompatible material. Fig. 1B shows an embodiment of a biocompatible support structure 110 having an external support 120 and an internal support 130, with the internal support coupled to one or more 2D surfaces of the external support. In the context of this document, the term "outer supports" refers to one or more structural components adapted to various 2D or 3D shapes and sizes and configured for use as an exoskeletal structure covering one or more surfaces of a tissue engineered structure. Fig. 1C shows an outer support 120 configured to cover a tissue-engineered ear-shaped shell. For example, in any embodiment of the present invention, the outer support may completely encapsulate the tissue engineered structure, such that the outer support will completely cover the outer surfaces of the tissue engineered structure. In any embodiment of the present invention, the outer support may partially cover one or more outer surfaces of the tissue engineered structure. Fig. 1C shows an embodiment of an external support 120 partially enclosing the shell of a tissue-engineered structure in the shape of a human ear 140. In any embodiment of the present invention, the external support may include one or more cavities (i.e., holes) to allow the flow of materials (e.g., nutrients, biological waste products, cellular and tissue materials, for example, growing vascular and nervous structures, or the like, or combinations thereof), while in the specified cavity there is a tissue engineering structure.

В контексте данного документа термин «внутренняя опора» относится к одному или большему количеству структурных компонентов, адаптированных к различным 2D или 3D-формам и размерам и сконфигурированных так, чтобы служить внутренней каркасной структурой, которая полностью или частично инкапсулирована тканеинженерной конструкцией. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может быть полностью инкапсулирована тканеинженерной конструкцией, так что никакая часть внутренней опоры не выходит за пределы 2D внешних поверхностей тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может быть частично инкапсулирована тканеинженерной конструкцией, так что одна или большее количество частей внутренней опоры выходят за пределы одной или большего количества двухмерных внешних поверхностей тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может быть соединена с одной или большим количеством двумерных поверхностей внешней опоры и размещена от них дистально. В любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может включать одну или большее количество полостей (то есть отверстий) для обеспечения потока материалов (например, питательных веществ, биологических продуктов жизнедеятельности, клеточных и тканевых материалов, например, растущих сосудистых и нервных структур или тому подобное, или их комбинаций), при этом указанная полость может включать в себя объем композиции биокрасок, таких же или отличных от биокрасок, не находящейся в полости. Фиг. 1D демонстрирует внутреннюю опору 130, имеющую полость 170.As used herein, the term "internal support" refers to one or more structural components adapted to various 2D or 3D shapes and sizes and configured to serve as an internal scaffold that is wholly or partially encapsulated by a tissue engineered construct. For example, in any embodiment of the present invention, the internal support may be completely encapsulated by the tissue engineered structure such that no portion of the internal support extends beyond the 2D outer surfaces of the tissue engineered structure. In any embodiment of the present invention, the internal support may be partially encapsulated by the tissue engineered structure such that one or more portions of the internal support extend beyond one or more two-dimensional outer surfaces of the tissue engineered structure. In any embodiment of the present invention, the inner support may be connected to one or more two-dimensional surfaces of the outer support and placed distally from them. In any embodiment of the present invention, the internal support may include one or more cavities (i.e., holes) to allow the flow of materials (e.g., nutrients, biological waste products, cellular and tissue materials, e.g., growing vascular and neural structures, or the like, or combinations thereof), wherein said cavity may include a volume of a bio-ink composition, the same as or different from the bio-paints, not present in the cavity. Fig. 1D shows an inner support 130 having a cavity 170.

В любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может иметь 2D или 3D-форму, так что она занимает объем пространства внутри тканеинженерной конструкции, меньший, чем общий объем тканеинженерной конструкции. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения внешняя опора может частично покрывать одну или большее количество внешних поверхностей тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может полностью или частично разрушаться, абсорбироваться или рассасываться с образованием одной или большего количества полостей, каналов или их комбинаций в тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество полостей и/или каналов могут выходить за пределы одной или большего количества 2D внешних поверхностей тканеинженерной конструкции. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения полость и/или канал могут проходить через них, так что одна 2D внешняя поверхность тканеинженерной конструкции находится в гидравлическом сообщении с другой 2D внешней поверхностью тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество полостей и/или каналов могут выходить за пределы одной 2D внешней поверхности тканеинженерной конструкции, так что отсутствует жидкостная связь с другой 2D внешней поверхностью тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество полостей и/или каналов могут быть заполнены или способствовать потоку материалов (например, питательных веществ, биологических продуктов жизнедеятельности, клеточных и тканевых материалов и т.п., или их комбинаций).In any embodiment of the present invention, the internal support may be 2D or 3D shaped such that it occupies a volume of space within the tissue engineered construct that is less than the total volume of the tissue engineered construct. For example, in any embodiment of the present invention, the outer support may partially cover one or more outer surfaces of the tissue engineered structure. In any embodiment of the present invention, the internal support may be wholly or partially ruptured, absorbed, or resorbed to form one or more cavities, channels, or combinations thereof in the tissue engineered construct. In any embodiment of the present invention, one or more cavities and/or channels may extend beyond one or more 2D outer surfaces of the tissue engineered construct. For example, in any embodiment of the present invention, the cavity and/or channel may extend through them such that one 2D outer surface of the tissue engineered structure is in fluid communication with another 2D outer surface of the tissue engineered structure. In any embodiment of the present invention, one or more cavities and/or channels may extend beyond one 2D outer surface of the tissue engineered structure such that there is no fluid communication with the other 2D outer surface of the tissue engineered construct. In any embodiment of the present invention, one or more cavities and/or channels may be filled or facilitate the flow of materials (eg, nutrients, biological waste products, cellular and tissue materials, and the like, or combinations thereof).

В любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может быть сконфигурирована для полного или частичного инкапсулирования объема композиции биокрасок внутри тканеинженерной конструкции. В данном изобретении внутренние опоры образуют один или большее количество отдельных карманов полностью или частично инкапсулированной композиции биокрасок внутри тканеинженерной конструкции. Например, объем композиции биокрасок, инкапсулированный внутренней опорой, может быть таким же или отличаться от объема композиции биокрасок, неинкапсулированного внутренней опорой. В любом варианте осуществления данного изобретения объем инкапсулированной композиции биокрасок может отличаться от объема неинкапсулированных биокрасок тканеинженерной конструкции. In any embodiment of the present invention, the internal support may be configured to encapsulate the volume of the biopaint composition completely or partially within the tissue engineered construct. In the present invention, the internal supports form one or more distinct pockets of a fully or partially encapsulated bioink composition within the tissue engineered construct. For example, the volume of the bioink composition encapsulated by the internal support may be the same or different from the volume of the bioink composition not encapsulated by the internal support. In any embodiment of the present invention, the volume of the encapsulated biopaint composition may be different from the volume of non-encapsulated tissue-engineered biopaints.

Не ограничиваясь теорией, считается, что внешняя опора и/или внутренняя опора усиливают жесткость тканеинженерной конструкции. Кроме того, внешняя и/или внутренняя опора может дополнительно усиливать модуль сжатия, модуль упругости, жесткость на изгиб и прочность на сдвиг. Это может ограничить искажение формы при внешнем сжатии путем удержания биоматериала. Например, опоры добавляют к осевой жесткости и жесткости при изгибе, а также к другим механическим свойствам, описанным в данном документе, тканеинженерным конструкциям, обеспечивая в некоторых случаях более жесткий материал внутри, а для внешних опор это достигается с минимальным применением материала за счет увеличения момента инерции поперечного сечения. В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество внешних опор, внутренних опор или их комбинаций биосовместимой опорной конструкции повышают значение одной или большего количества из следующих характеристик: осевая жесткость и жёсткость на сгибание, модуль сжатия, модуль упругости, жесткость на изгиб и прочность на сдвиг тканеинженерной конструкции в около 5-10 000 раз. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения осевая жесткость и жёсткость на сгибание, модуль сжатия, модуль упругости, жесткость на изгиб и прочность на сдвиг могут быть увеличены в около 5 раз, в около 10 раз, в около 20 раз, в около 30 раз, в около 40 раз, в около 50 раз, в около 60 раз, в около 70 раз, в около 80 раз, в около 90 раз, в около 100 раз, в около 200 раз, в около 300 раз, в около 400 раз, в около 500 раз, в около 1000 раз, в около 5000 раз, в около 10000 раз или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Without being limited by theory, it is believed that the outer support and/or the inner support increase the rigidity of the tissue engineered structure. In addition, the outer and/or inner support may further enhance the compressive modulus, elastic modulus, flexural stiffness, and shear strength. This can limit shape distortion during external compression by retaining the biomaterial. For example, supports add to the axial and flexural stiffness, as well as other mechanical properties described in this document, of tissue-engineered structures, providing in some cases a stiffer material inside, and for external supports, this is achieved with minimal use of material by increasing the moment cross-sectional inertia. In any embodiment of the present invention, one or more external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible support structure increase the value of one or more of the following characteristics: axial and bending stiffness, compression modulus, modulus of elasticity, bending stiffness, and tensile strength. shift of the tissue-engineered structure by about 5-10,000 times. For example, in any embodiment of the present invention, the axial and bending stiffness, compression modulus, elastic modulus, bending stiffness, and shear strength can be increased by about 5 times, about 10 times, about 20 times, about 30 times. , about 40 times, about 50 times, about 60 times, about 70 times, about 80 times, about 90 times, about 100 times, about 200 times, about 300 times, about 400 times , about 500 times, about 1000 times, about 5000 times, about 10000 times, or any range including and/or within any two of the previous values.

В любом варианте осуществления данного изобретения еще одна внешняя опора, внутренняя опора или их комбинации имеют двумерную 2D-толщину, подходящую для достижения желаемых механических свойств, таких как модуль упругости при изгибе биосовместимой опоры или придания тканеинженерной конструкции желаемых механических свойств при растяжении, сжатии и изгибе, а также нагрузочной мощности. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения внешние опоры или внутренние опоры имеют 2D-толщину от около 10 мкм до около 2000 мкм. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения внешние опоры или внутренние опоры могут иметь 2D-толщину около 10 мкм, около 20 мкм, около 30 мкм, около 40 мкм, около 50 мкм, около 60 мкм, около 70 мкм, около 80 мкм, около 90 мкм, около 100 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм, около 250 мкм, около 300 мкм, около 350 мкм, около 400 мкм, около 450 мкм, около 500 мкм, около 550 мкм, около 600 мкм, около 650 мкм, около 700 мкм, около 750 мкм, около 800 мкм, около 850 мкм, около 900 мкм, около 950 мкм, около 1000 мкм, около 1050 мкм, около 1100 мкм, около 1150 мкм, около 1200 мкм, около 1250 мкм, около 1300 мкм, около 1350 мкм, около 1400 мкм, около 1450 мкм, около 1500 мкм, около 1550 мкм, около 1600 мкм, около 1650 мкм, около 1700 мкм, около 1750 мкм, около 1800 мкм, около 1850 мкм, около 1900 мкм, около 1950 мкм, около 2000 мкм или в любом диапазоне, включающем любые из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные 2D-толщины включают, помимо прочего, значения от около 10 мкм до около 2000 мкм, от около 10 мкм до около 1500 мкм, от около 10 мкм до около 1000 мкм, от около 10 мкм до около 500 мкм, или находятся в любом диапазоне, включая любые из предыдущих значений и/или значения между ними. In any embodiment of the present invention, another external support, an internal support, or combinations thereof have a two-dimensional 2D thickness suitable to achieve the desired mechanical properties, such as the flexural modulus of the biocompatible support, or to impart the desired tensile, compressive, and flexural mechanical properties to the tissue-engineered structure. , as well as load power. For example, in any embodiment of the present invention, the outer supports or internal supports have a 2D thickness of about 10 microns to about 2000 microns. For example, in any embodiment of the present invention, the outer supports or the inner supports may have a 2D thickness of about 10 µm, about 20 µm, about 30 µm, about 40 µm, about 50 µm, about 60 µm, about 70 µm, about 80 µm, approx. 90 µm, approx. 100 µm, approx. 150 µm, approx. 200 µm, approx. 250 µm, approx. 300 µm, approx. 350 µm, approx. µm, approx. 700 µm, approx. 750 µm, approx. 800 µm, approx. 850 µm, approx. 900 µm, approx. 950 µm, approx. approx. 1300 µm, approx. 1350 µm, approx. 1400 µm, approx. 1450 µm, approx. 1500 µm, approx. 1550 µm, approx. µm, about 1950 µm, about 2000 µm, or any range including and/or within any of the previous values. Suitable 2D thicknesses include, but are not limited to, values from about 10 µm to about 2000 µm, from about 10 µm to about 1500 µm, from about 10 µm to about 1000 µm, from about 10 µm to about 500 µm, or are in any range, including any of the previous values and/or values in between.

В любом варианте осуществления данного изобретения внешние опоры или внутренние опоры могут включать одно или большее количество отверстий, проходящих через них от одной 2D-поверхности к противоположной параллельной поверхности внешней опоры и/или внутренней опоры, обеспечивающих поток материалов (например, питательных веществ, биологических продуктов жизнедеятельности, клеточных и тканевых материалов и т.п. или их комбинаций). Фиг. 1C демонстрирует внешнюю опору 120, имеющую одно или большее количество отверстий 150, а фиг. 1D демонстрирует внутреннюю опору, имеющую одно или большее количество отверстий 160. одно или большее количество отверстий могут иметь средний размер в диапазоне от около 1 мкм до около 10 000 мкм. В любом варианте осуществления данного изобретения средний размер одного или большего количества отверстий может включать, помимо прочего, около 1 мкм, около 5 мкм, около 10 мкм, около 20 мкм, около 30 мкм, около 40 мкм, около 50 мкм, около 1 мкм, около 5 мкм, около 10 мкм, около 20 мкм, около 30 мкм, около 40 мкм, около 50 мкм, около 60 мкм, около 70 мкм, около 80 мкм, около 90 мкм, около 100 мкм, около 200 мкм, около 300 мкм, около 400 мкм, около 500 мкм, около 600 мкм, около 700 мкм, около 800 мкм, около 900 мкм, около 1000 мкм, около 1500 мкм, около 2000 мкм, около 2500 мкм, около 3000 мкм, около 3500 мкм, около 4000 мкм, около 4500 мкм, около 5000 мкм, около 5500 мкм, около 6000 мкм, около 6500 мкм, около 7000 мкм, около 7500 мкм, около 8000 мкм, около 8500 мкм, около 9000 мкм, около 9500 мкм, около 10 000 мкм или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные диапазоны включают от около 1 мкм до около 10 000 мкм, от около 5 мкм до около 7500 мкм, от около 10 мкм до около 7000 мкм, от около 20 мкм до около 5000 мкм, от около 35 мкм до около 2500 мкм, или находятся в любом диапазоне, включая любые из предыдущих значений и/или значения между ними. Одно или большее количество отверстий могут иметь любую форму; например, форма одного или большего количества отверстий может быть круглой, овальной, эллиптической, многоугольной и т.п. или их комбинациями. In any embodiment of the present invention, the external supports or internal supports may include one or more holes passing through them from one 2D surface to the opposite parallel surface of the external support and / or internal support, allowing the flow of materials (for example, nutrients, biological products life activity, cellular and tissue materials, etc. or combinations thereof). Fig. 1C shows an outer support 120 having one or more holes 150, and FIG. 1D shows an internal support having one or more holes 160. The one or more holes may have an average size in the range of about 1 micron to about 10,000 microns. In any embodiment of the present invention, the average size of one or more holes may include, but is not limited to, about 1 µm, about 5 µm, about 10 µm, about 20 µm, about 30 µm, about 40 µm, about 50 µm, about 1 µm , approx. 5 µm, approx. 10 µm, approx. 20 µm, approx. 30 µm, approx. 40 µm, approx. 50 µm, approx. 60 µm, approx. 300 µm, approx. 400 µm, approx. 500 µm, approx. 600 µm, approx. 700 µm, approx. 800 µm, approx. 900 µm, approx. , approx. 4000 µm, approx. 4500 µm, approx. 5000 µm, approx. 5500 µm, approx. 6000 µm, approx. 6500 µm, approx. 10,000 µm, or any range including and/or within any two of the previous values. Suitable ranges include about 1 µm to about 10,000 µm, about 5 µm to about 7500 µm, about 10 µm to about 7000 µm, about 20 µm to about 5000 µm, about 35 µm to about 2500 µm, or are in any range, including any of the previous values and/or values in between. One or more holes may be of any shape; for example, the shape of one or more holes may be round, oval, elliptical, polygonal, and the like. or their combinations.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество поверхностей внешней опоры и/или внутренней опоры могут включать в себя один или большее количество выступающих элементов, соединенных с одной или большим количеством 2D-поверхностей внешней опоры и/или внутренней опоры и продолжающихся дистально от них. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения выступающие элементы могут включать в себя, помимо прочего, шипы, узелки, узлы, распорки, гребни и т.п. или их комбинации.In any embodiment of the present invention, one or more external support surfaces and/or internal support surfaces may include one or more protrusions connected to and extending distally from one or more 2D external support and/or internal support surfaces. . For example, in any embodiment of the present invention, the protrusions may include, but are not limited to, spikes, knots, knots, struts, ridges, and the like. or their combinations.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может включать любую комбинацию внешних опор и/или внутренних опор. Например, биосовместимая опорная структура может включать только одну или большее количество внешних опор, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. Биосовместимая опора в любом варианте осуществления данного изобретения может включать только одну или большее количество внутренних опор. В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может включать в себя одну или большее количество внешних опор и одну или большее количество внутренних опор. Например, часть внутренней опоры может быть соединена с 2D-поверхностью внешней опоры. В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может включать в себя внешнюю опору и внутреннюю опору, при этом одна или большее количество внешних опор не соединяются или не контактируют с одной или большим количеством внутренних опор.In any embodiment of the invention, the biocompatible support structure may include any combination of external supports and/or internal supports. For example, a biocompatible support structure may include only one or more external supports, as described herein, in any embodiment. A biocompatible support in any embodiment of the present invention may include only one or more internal supports. In any embodiment of the invention, the biocompatible support structure may include one or more external supports and one or more internal supports. For example, a portion of the inner leg may be connected to the 2D surface of the outer leg. In any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure may include an external support and an internal support, with one or more of the external supports not connected to or in contact with one or more of the internal supports.

Биосовместимая опорная структура может включать биосовместимый материал. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может включать, помимо прочего, полисахариды, биосовместимые полимеры, каучук, кремний, биосовместимые металлы (например, сталь, кобальт-хромовые сплавы, титан, титановые сплавы, магний, магниевые сплавы, цинк, цинковые сплавы, сплавы железа и т.п. или их комбинации), биосовместимую керамику, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, полиаминокислоты, природные и биополимеры (например, гликозаминогликаны, целлюлоза, хитозан, хитин, декстраны, желатин, коллаген, лигнины, полиаминокислоты, гликопротеины, эсластин, ламинины) или комбинации двух или большего количества из них. В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может включать биосовместимые полимеры; например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимые полимеры могут включать полилактиды (PLA), полигликолидную кислоту (PGA), сополимер лактида и гликолида (PLGA), полидиоксанон (PDO), поликапролактоны и их комбинации. The biocompatible support structure may include a biocompatible material. For example, in any embodiment of this invention, the biocompatible material may include, but is not limited to, polysaccharides, biocompatible polymers, rubber, silicon, biocompatible metals (e.g., steel, cobalt-chromium alloys, titanium, titanium alloys, magnesium, magnesium alloys, zinc, zinc alloys, iron alloys, etc. or combinations thereof), biocompatible ceramics, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyamino acids, natural and biopolymers (e.g. glycosaminoglycans, cellulose, chitosan, chitin, dextrans, gelatin, collagen, lignins, polyamino acids, glycoproteins, elastine , laminins) or combinations of two or more of them. In any embodiment of this invention, the biocompatible material may include biocompatible polymers; for example, in any embodiment of the present invention, biocompatible polymers may include polylactides (PLA), polyglycolic acid (PGA), lactide-glycolide copolymer (PLGA), polydioxanone (PDO), polycaprolactones, and combinations thereof.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый полимер может иметь температуру плавления от около 50°C до около 290°C. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый полимер может иметь температуру плавления около 50°C, около 55°C, около 60°C, около 65°C, около 70°C, около 75°C, около 80°C. C, около 85°C, около 90°C, около 95°C, около 100°C, около 110°C, около 120°C, около 130°C, около 140°C, около 150°C, около 160°C, около 170°C, около 180°C, около 190°C, около 200°C, около 210°C, около 220°C, около 230°C, около 240°C, около 250°C, около 260°C, около 270°C, около 280°C, около 290°C или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of this invention, the biocompatible polymer may have a melting point from about 50°C to about 290°C. For example, in any embodiment of this invention, the biocompatible polymer may have a melting point of about 50°C, about 55°C, about 60°C, about 65°C, about 70°C, about 75°C, about 80°C. C, about 85°C, about 90°C, about 95°C, about 100°C, about 110°C, about 120°C, about 130°C, about 140°C, about 150°C, about 160° C, about 170°C, about 180°C, about 190°C, about 200°C, about 210°C, about 220°C, about 230°C, about 240°C, about 250°C, about 260° C, about 270°C, about 280°C, about 290°C, or any range including and/or within any two of the previous values.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может дополнительно включать одну или большее количество добавок. Например, одна или большее количество добавок могут включать, помимо прочего, сшивающие агенты. In any embodiment of the invention, the biocompatible material may further comprise one or more additives. For example, one or more additives may include, among other things, cross-linking agents.

Биосовместимый материал может быть биоразлагаемым, биоабсорбируемым, биорезорбируемым или их комбинацией. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может разлагаться, абсорбироваться или резорбироваться в физиологических условиях со скоростью от около 1 недели до около 7 лет. Пригодные скорости разложения, абсорбции или резорбции могут включать, помимо прочего, около 1 недели, около 2 недель, около 3 недель, около 1 месяца, около 2 месяцев, около 3 месяцев, около 4 месяцев, около 5 месяцев, около 6 месяцев, около 7 месяцев, около 8 месяцев, около 9 месяцев, около 10 месяцев, около 11 месяцев, около 1 года, около 1,5 года, около 2 лет, около 2,5 лет, около 3 лет, около 3,5 лет, около 4 лет, около 4,5 лет, около 5 лет, около 5,5 лет, около 6 лет, около 6,5 лет, около 7 лет, или быть в диапазонах, включающих и/или находящихся между любыми двумя из предыдущих значений. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения скорость разложения, абсорбции или резорбции может включать от около 1 недели до около 7 лет, от около 1 недели до около 5 лет, от около 1 недели до около 3 лет, от около 1 недели до около 1 года. от около 1 недели до около 6 месяцев, от около 1 недели до около 3 месяцев. Пригодные биоразлагаемые, биоабсорбируемые и/или биорезорбируемые материалы включают, помимо прочего, PLA, PGA, PLGA, PDO, поликапролактоны, биорезорбируемые сплавы металлов и их комбинации.The biocompatible material may be biodegradable, bioabsorbable, bioresorbable, or a combination thereof. For example, in any embodiment of the present invention, the biocompatible material may be degraded, absorbed, or resorbed under physiological conditions at a rate of from about 1 week to about 7 years. Suitable degradation, absorption or resorption rates may include, but are not limited to, about 1 week, about 2 weeks, about 3 weeks, about 1 month, about 2 months, about 3 months, about 4 months, about 5 months, about 6 months, about 7 months, about 8 months, about 9 months, about 10 months, about 11 months, about 1 year, about 1.5 years, about 2 years, about 2.5 years, about 3 years, about 3.5 years, about 4 years, about 4.5 years, about 5 years, about 5.5 years, about 6 years, about 6.5 years, about 7 years, or be in ranges including and/or between any two of the previous values. For example, in any embodiment of the present invention, the rate of degradation, absorption, or resorption may include from about 1 week to about 7 years, from about 1 week to about 5 years, from about 1 week to about 3 years, from about 1 week to about 1 of the year. from about 1 week to about 6 months, from about 1 week to about 3 months. Suitable biodegradable, bioabsorbable and/or bioresorbable materials include, but are not limited to, PLA, PGA, PLGA, PDO, polycaprolactones, bioresorbable metal alloys, and combinations thereof.

В любом варианте осуществления данного изобретения внутренняя опора может быть биоматериалом, отличным от материала внешней опоры. Например, внутренняя опора может быть биоматериалом, скорость разложения, абсорбции или резорбции которого отличается от скорости материала внешней опоры. В любом варианте осуществления данного изобретения биоматериал внутренней опоры имеет более длительную скорость разложения, абсорбции или резорбции, чем материал внешней опоры. В любом варианте осуществления данного изобретения биоматериал внутренней опоры имеет меньшую скорость разложения, абсорбции или резорбции, чем материал внешней опоры.In any embodiment of the present invention, the inner support may be a different biomaterial from the material of the outer support. For example, the inner support may be a biomaterial whose rate of degradation, absorption, or resorption is different from that of the outer support material. In any embodiment of the present invention, the inner support biomaterial has a longer rate of degradation, absorption, or resorption than the outer support material. In any embodiment of the present invention, the inner support biomaterial has a lower rate of degradation, absorption, or resorption than the outer support material.

Когда материал представляет собой или включает биополимер, белок, гликопротеин (например, как указано выше), концентрация этого компонента может составлять от около 1000 мг/мл до около 2500 мг/мл. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может присутствовать в концентрации около 1000 мг/мл, около 1100 мг/мл, около 1200 мг/мл, около 1300 мг/мл, около 1400 мг/мл, около 1500 мг/мл. мг/мл, около 1600 мг/мл, около 1700 мг/мл, около 1800 мг/мл, около 1900 мг/мл, около 2000 мг/мл, около 2100 мг/мл, около 2200 мг/мл, около 2300 мг/мл. мл, около 2400 мг/мл, около 2500 мг/мл или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может присутствовать в концентрации от около 1500 мг/мл до около 2500 мг/мл, от около 1750 мг/мл до около 2200 мг/мл, от около 2000 мг/мл до около 2300 мг/мл или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.When the material is or includes a biopolymer, protein, glycoprotein (eg as defined above), the concentration of this component may be from about 1000 mg/mL to about 2500 mg/mL. For example, in any embodiment of the present invention, the biocompatible material may be present at a concentration of about 1000 mg/ml, about 1100 mg/ml, about 1200 mg/ml, about 1300 mg/ml, about 1400 mg/ml, about 1500 mg/ml. mg/ml, about 1600 mg/ml, about 1700 mg/ml, about 1800 mg/ml, about 1900 mg/ml, about 2000 mg/ml, about 2100 mg/ml, about 2200 mg/ml, about 2300 mg/ml ml. ml, about 2400 mg/ml, about 2500 mg/ml, or in any range including and/or within any two of the previous values. In any embodiment of the present invention, the biocompatible material may be present at a concentration of from about 1500 mg/ml to about 2500 mg/ml, from about 1750 mg/ml to about 2200 mg/ml, from about 2000 mg/ml to about 2300 mg/ml or in any range including and/or within any two of the previous values.

Биосовместимый материал может присутствовать в биосовместимой опорной структуре в количестве от около 1 до 100% от веса биосовместимой опорной структуры. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения количество биосовместимого материала, присутствующего по весу в биосовместимой опорной структуре, может составлять около 1%, около 5%, около 10%, около 15%, около 20%, около 25%, около 30%, около 35%, около 40%, около 45%, около 50%, около 55%, около 60%, около 65%, около 70%, около 75%, около 80%, около 85%, около 90%, около 95% или находиться в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные количества биосовместимого материала в биосовместимой опорной структуре включают, помимо прочего, от около 5% до около 100%, от 10% до около 100%, от около 50% до около 100%, от около 5% до около 20%, от около 90% до около 100% или находятся в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.The biocompatible material may be present in the biocompatible support structure in an amount of from about 1% to 100% by weight of the biocompatible support structure. For example, in any embodiment of the present invention, the amount of biocompatible material present by weight in the biocompatible support structure may be about 1%, about 5%, about 10%, about 15%, about 20%, about 25%, about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95 % or be in any range including and/or within any two of the previous values. Suitable amounts of biocompatible material in the biocompatible support structure include, but are not limited to, about 5% to about 100%, 10% to about 100%, about 50% to about 100%, about 5% to about 20%, about 90% to about 100%, or within any range including and/or within any two of the previous values.

Биосовместимая опорная структура обладает механическими свойствами, позволяющими поддерживать механические свойства тканеинженерной конструкции. В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может иметь одну или большее количество из следующих характеристик: модуль упругости при изгибе от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, модуль упругости от около 0,02 ГПа до около 100 ГПа или предел прочности на разрыв от около 1 МПа до около 1000 МПа.The biocompatible support structure has mechanical properties to maintain the mechanical properties of the tissue engineered structure. In any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure may have one or more of the following characteristics: a flexural modulus of about 0.2 GPa to about 100 GPa, a modulus of elasticity of about 0.02 GPa to about 100 GPa, or a tensile strength of gap from about 1 MPa to about 1000 MPa.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может иметь модуль упругости при изгибе от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может иметь модуль упругости при изгибе около 0,2 ГПа, около 0,3 ГПа, около 0,4 ГПа, около 0,5 ГПа, около 0,6 ГПа, около 0,7 ГПа, около 0,8 ГПа, около 0,9 ГПа, около 1 ГПа, около 2 ГПа, около 3 ГПа, около 4 ГПа, около 5 ГПа, около 6 ГПа, около 7 ГПа, около 8 ГПа, около 9 ГПа, около 10 ГПа, около 11 ГПа, около 12 ГПа, около 13 ГПа, около 14 ГПа, около 15 ГПа, около 16 ГПа, около 17 ГПа, около 18 ГПа, около 19 ГПа, около 20 ГПа, около 25 ГПа, около 30 ГПа, около 35 ГПа, около 40 ГПа, около 45 ГПа, около 50 ГПа, около 55 ГПа, около 60 ГПа, около 65 ГПа, около 70 ГПа, около 75 ГПа, около 80 ГПа, около 85 ГПа, около 90 ГПа, около 95 ГПа, около 100 ГПа или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные значения модуля упругости при изгибе могут включать, помимо прочего, от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 50 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 25 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 15 ГПа, от около 1 ГПа до около 15 ГПа. ГПа, от около 5 до около 15 ГПа или диапазоны, включающие любые два из предыдущих значений, и/или быть могут в их пределах.In any embodiment of the invention, the biocompatible support structure may have a flexural modulus of about 0.2 GPa to about 100 GPa. For example, in any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure may have a flexural modulus of about 0.2 GPa, about 0.3 GPa, about 0.4 GPa, about 0.5 GPa, about 0.6 GPa, about 0. 7 GPa, about 0.8 GPa, about 0.9 GPa, about 1 GPa, about 2 GPa, about 3 GPa, about 4 GPa, about 5 GPa, about 6 GPa, about 7 GPa, about 8 GPa, about 9 GPa , about 10 GPa, about 11 GPa, about 12 GPa, about 13 GPa, about 14 GPa, about 15 GPa, about 16 GPa, about 17 GPa, about 18 GPa, about 19 GPa, about 20 GPa, about 25 GPa, about 30 GPa, about 35 GPa, about 40 GPa, about 45 GPa, about 50 GPa, about 55 GPa, about 60 GPa, about 65 GPa, about 70 GPa, about 75 GPa, about 80 GPa, about 85 GPa, about 90 GPa , about 95 GPa, about 100 GPa, or in any range including and/or within any two of the previous values. Suitable flexural modulus values may include, but are not limited to, about 0.2 GPa to about 100 GPa, about 0.2 GPa to about 50 GPa, about 0.2 GPa to about 25 GPa, about 0.2 GPa to about 15 GPa, from about 1 GPa to about 15 GPa. GPa, from about 5 to about 15 GPa, or ranges including and/or within any two of the previous values.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может иметь модуль упругости от около 0,02 ГПа до около 100 ГПа. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может иметь модуль упругости около 0,02 ГПа, 0,04 ГПа, около 0,06 ГПа, около 0,08 ГПа, около 0,1 ГПа, около 0,2 ГПа, около 0,3 ГПа, около 0,4 ГПа, около 0,5 ГПа, около 0,6 ГПа, около 0,7 ГПа, около 0,8 ГПа, около 0,9 ГПа, около 1 ГПа, около 2 ГПа, около 3 ГПа, около 4 ГПа, около 5 ГПа, около 6 ГПа, около 7 ГПа, около 8 ГПа, около 9 ГПа, около 10 ГПа, около 11 ГПа, около 12 ГПа, около 13 ГПа, около 14 ГПа, около 15 ГПа, около 16 ГПа, около 17 ГПа, около 18 ГПа, около 19 ГПа, около 20 ГПа, около 25 ГПа, около 30 ГПа, около 35 ГПа, около 40 ГПа, около 45 ГПа, около 50 ГПа, около 55 ГПа, около 60 ГПа, около 65 ГПа, около 70 ГПа, около 75 ГПа, около 80 ГПа, около 85 ГПа, около 90 ГПа, около 95 ГПа, около 100 ГПа или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные значения модуля упругости могут включать, помимо прочего, от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 50 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 25 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 15 ГПа, от около 1 ГПа до около 15 ГПа. ГПа, от около 5 до около 15 ГПа или диапазоны, включающие любые два из предыдущих значений, и/или могут быть могут в их пределах.In any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure may have a modulus of elasticity from about 0.02 GPa to about 100 GPa. For example, in any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure may have an elastic modulus of about 0.02 GPa, 0.04 GPa, about 0.06 GPa, about 0.08 GPa, about 0.1 GPa, about 0.2 GPa, about 0.3 GPa, about 0.4 GPa, about 0.5 GPa, about 0.6 GPa, about 0.7 GPa, about 0.8 GPa, about 0.9 GPa, about 1 GPa, about 2 GPa, about 3 GPa, about 4 GPa, about 5 GPa, about 6 GPa, about 7 GPa, about 8 GPa, about 9 GPa, about 10 GPa, about 11 GPa, about 12 GPa, about 13 GPa, about 14 GPa, about 15 GPa, about 16 GPa, about 17 GPa, about 18 GPa, about 19 GPa, about 20 GPa, about 25 GPa, about 30 GPa, about 35 GPa, about 40 GPa, about 45 GPa, about 50 GPa, about 55 GPa, about 60 GPa, about 65 GPa, about 70 GPa, about 75 GPa, about 80 GPa, about 85 GPa, about 90 GPa, about 95 GPa, about 100 GPa, or any range including any two of the previous values, and/or within their limits. Suitable modulus values may include, but are not limited to, about 0.2 GPa to about 100 GPa, about 0.2 GPa to about 50 GPa, about 0.2 GPa to about 25 GPa, about 0.2 GPa to about 15 GPa, from about 1 GPa to about 15 GPa. GPa, from about 5 to about 15 GPa, or ranges including and/or may be within any two of the previous values.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может иметь предел прочности на разрыв от около 1 МПа до около 1000 МПа. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может иметь предел прочности на разрыв около 1 МПа, около 2 МПа, около 3 МПа, около 4 МПа, около 5 МПа, около 6 МПа, около 7 МПа, около 8 МПа, около 9 МПа, около 10 МПа, около 20 МПа, около 25 МПа, около 30 МПа, около 35 МПа, около 40 МПа, около 45 МПа, около 50 МПа, около 55 МПа, около 60 МПа, около 65 МПа, около 70 МПа, около 75 МПа, около 80 МПа, около 85 МПа, около 90 МПа, около 95 МПа, около 100 МПа, около 150 МПа, около 200 МПа, около 250 МПа, около 300 МПа, около 350 МПа, около 400 МПа, около 450 МПа, около 500 МПа, около 550 МПа, около 600 МПа, около 650 МПа, около 700 МПа, около 750 МПа, около 800 МПа, около 850 МПа, около 900 МПа, около 950 МПа, около 1000 МПа или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure may have a tensile strength of from about 1 MPa to about 1000 MPa. For example, in any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure may have a tensile strength of about 1 MPa, about 2 MPa, about 3 MPa, about 4 MPa, about 5 MPa, about 6 MPa, about 7 MPa, about 8 MPa, about 9 MPa, about 10 MPa, about 20 MPa, about 25 MPa, about 30 MPa, about 35 MPa, about 40 MPa, about 45 MPa, about 50 MPa, about 55 MPa, about 60 MPa, about 65 MPa, about 70 MPa , about 75 MPa, about 80 MPa, about 85 MPa, about 90 MPa, about 95 MPa, about 100 MPa, about 150 MPa, about 200 MPa, about 250 MPa, about 300 MPa, about 350 MPa, about 400 MPa, about 450 MPa, approx. 500 MPa, approx. 550 MPa, approx. 600 MPa, approx. 650 MPa, approx. 700 MPa, approx. 750 MPa, approx. 800 MPa, approx. 850 MPa, approx. , including any two of the previous values, and/or within them.

Композиция для заменителя ткани или органа включает тканеинженерную конструкцию и биосовместимую опорную структуру, взятых вместе, в любой конфигурации, как описано в данном документе, и обладает улучшенными механическими свойствами (например, прочностью). The tissue or organ substitute composition includes a tissue engineered construct and a biocompatible support structure taken together in any configuration as described herein and has improved mechanical properties (eg, strength).

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество внешних опор, внутренних опор или их комбинации биосовместимой опорной конструкции могут увеличивать нагрузочную мощность тканеинженерной конструкции от около 1% до около 10000%. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения нагрузочнаая мощность тканеинженерной конструкции может быть увеличена от около 1% до около 10000%, от около 1% до около 1000%, от около 1% до около 100%, от около 1% до около 10% или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные значения увеличения нагрузочной мощности могут включать, помимо прочего, около 1%, около 2%, около 3%, около 4%, около 5%, около 6%, около 7%, около 8%, около 9%, около 10%, около 11%, около 12%, около 13%, около 14%, около 15%, около 16%, около 17%, около 18%, около 19%, около 20%, около 30%, около 40% , около 50%, около 60%, около 70%, около 80%, около 90%, около 100%, около 200%, около 300%, около 400%, около 500%, около 600%, около 700%, около 800%, около 900%, около 1000%, около 2000%, около 3000%, около 4000%, около 5000%, около 6000%, около 7000%, около 8000%, около 9000%, около 10000% или могут находится в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. In any embodiment of the present invention, one or more external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible support structure can increase the load capacity of the tissue engineered structure from about 1% to about 10,000%. For example, in any embodiment of the present invention, the load capacity of the tissue engineered structure can be increased from about 1% to about 10000%, from about 1% to about 1000%, from about 1% to about 100%, from about 1% to about 10%. or in any range including and/or within any two of the previous values. Suitable load power increases may include, but are not limited to, about 1%, about 2%, about 3%, about 4%, about 5%, about 6%, about 7%, about 8%, about 9%, about 10% , about 11%, about 12%, about 13%, about 14%, about 15%, about 16%, about 17%, about 18%, about 19%, about 20%, about 30%, about 40%, about 50%, about 60%, about 70%, about 80%, about 90%, about 100%, about 200%, about 300%, about 400%, about 500%, about 600%, about 700%, about 800% , about 900%, about 1000%, about 2000%, about 3000%, about 4000%, about 5000%, about 6000%, about 7000%, about 8000%, about 9000%, about 10000% or can be in any range , including any two of the previous values, and/or within them.

Композиция заменителя ткани или органа, в любом варианте осуществления данного изобретения, может выдерживать сжатие от около 1 кН до около 10000 кН и усилие сдвига от около 0,2 кН до около 1000 кН. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения композиция заменителя ткани или органа по данной технологии может выдерживать сжатие около 1 кН, 2 кН, около 3, кН, около 4 кН, около 5 кН, около 6 кН, около 7 кН, около 8 кН, около 9 кН, около 10 кН, около 20 кН, около 30 кН, около 40 кН, около 50 кН, около 60 кН, около 70 кН, около 80 кН, около 90 кН, около 100 кН, около 200 кН, около 300 кН, около 400 кН, около 500 кН, около 600 кН, около 700 кН, около 800 кН, около 900 кН, около 1000 кН, около 1500 кН, около 2000 кН, около 2500 кН, около 3000 кН, около 3500 кН, около 4000 кН, около 4500 кН, около 5000 кН, около 5500 кН, около 6000 кН, около 6500 кН, около 7000 кН, около 7500 кН, около 8000 кН, около 8500 кН, около 9000 кН, около 9500 кН, примерно 10 000 кН, или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные диапазоны сжатия могут включать, помимо прочего, от около 1 кН до около 10000 кН, от около 1 кН до около 5000 кН, от около 1 кН до около 1000 кН, от около 1 кН до около 500 кН, от около 1 кН до около 15 кН, от около 4 кН до около10 кН, или диапазоны, включающие любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.The tissue or organ substitute composition, in any embodiment of the present invention, can withstand compression from about 1 kN to about 10,000 kN and a shear force from about 0.2 kN to about 1,000 kN. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue or organ substitute composition of the present technology can withstand a compression of about 1 kN, 2 kN, about 3 kN, about 4 kN, about 5 kN, about 6 kN, about 7 kN, about 8 kN , approx. 9 kN, approx. 10 kN, approx. 20 kN, approx. 30 kN, approx. 40 kN, approx. 50 kN, approx. 60 kN, approx. 70 kN, approx. 80 kN, approx. 300 kN, approx. 400 kN, approx. 500 kN, approx. 600 kN, approx. 700 kN, approx. 800 kN, approx. 900 kN, approx. 1000 kN, approx. 1500 kN, approx. , approx. 4000 kN, approx. 4500 kN, approx. 5000 kN, approx. 5500 kN, approx. 6000 kN, approx. 6500 kN, approx. 7000 kN, approx. 10,000 kN, or in any range including and/or within any two of the previous values. Suitable compression ranges may include, but are not limited to, about 1 kN to about 10,000 kN, about 1 kN to about 5,000 kN, about 1 kN to about 1,000 kN, about 1 kN to about 500 kN, about 1 kN to about 15 kN, from about 4 kN to about 10 kN, or ranges including and/or within any two of the preceding values.

В любом варианте осуществления данного изобретения композиция для заменителя ткани или органа по данной технологии может выдерживать усилие сдвига от около 0,2 кН до около 1000 кН. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения композиция заменителя ткани или органа по данной технологии может выдерживать усилие сдвига, которое может составлять около 0,2 кН, около 0,3 кН, около 0,4 кН, около 0,5 кН, около 0,6 кН, около 0,7 кН, около 0,8 кН, около 0,9 кН, около 1,0 кН, около 10 кН, около 50 кН, около 100 кН, около 150 кН, около 200 кН, около 250 кН, около 300 кН, около 350 кН, около 400 кН, около 450 кН, около 500 кН, около 550 кН , около 600 кН, около 650 кН, около 700 кН, около 750 кН, около 800 кН, около 850 кН, около 900 кН, около 950 кН, около 1000 кН или может находится в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные диапазоны усилия сдвига включают, помимо прочего, от около 0,2 кН до около 1000 кН, от около 1 кН до около 500 кН, от около 10 кН до около 100 кН, от около 0,2 кН до около 0,9 кН или находятся в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, the tissue or organ substitute composition of the present technology can withstand a shear force of from about 0.2 kN to about 1000 kN. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue or organ substitute composition of the present technology can withstand a shear force that can be about 0.2 kN, about 0.3 kN, about 0.4 kN, about 0.5 kN, about 0 .6 kN, about 0.7 kN, about 0.8 kN, about 0.9 kN, about 1.0 kN, about 10 kN, about 50 kN, about 100 kN, about 150 kN, about 200 kN, about 250 kN, approx. 300 kN, approx. 350 kN, approx. 400 kN, approx. 450 kN, approx. 500 kN, approx. 550 kN, approx. 600 kN, approx. 650 kN, approx. about 900 kN, about 950 kN, about 1000 kN, or may be in any range including and/or within any two of the previous values. Suitable shear force ranges include, but are not limited to, about 0.2 kN to about 1000 kN, about 1 kN to about 500 kN, about 10 kN to about 100 kN, about 0.2 kN to about 0.9 kN or are in any range including and/or within any two of the previous values.

СпособыWays

Данная технология предлагает способ изготовления композиции заменителя ткани или органа, который включает изготовление биосовместимой опорной структуры, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления; изготовление тканеинженерной конструкции, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления, включающее: нанесение одной или большего количества композиций биокрасок, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления, в биосовместимую опорную структуру или вокруг нее; сшивание одной или большего количества композиций биокрасок и, необязательно, повторение этапов нанесения и сшивания для образования тканеинженерной конструкции; и отверждение композиции заменителя ткани или органа; при этом биосовместимая опорная структура включает одну или большее количество из внешних опор, внутренних опор или их комбинаций из биосовместимого материала, и при этом биосовместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100% по весу биосовместимой опорной структуры. This technology provides a method for making a tissue or organ substitute composition that includes making a biocompatible support structure as described herein, in any embodiment; making a tissue engineered construct as described herein, in any embodiment, comprising: applying one or more biostain compositions as described herein, in any embodiment, to or around a biocompatible support structure; crosslinking one or more bioink compositions and optionally repeating the application and crosslinking steps to form a tissue engineered construct; and curing the tissue or organ substitute composition; wherein the biocompatible support structure includes one or more of external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible material, and wherein the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

Фиг. 4A представляет блок-схему 400, демонстрирующую вариант осуществления способа изготовления композиции заменителя ткани или органа. Способ включает изготовление биосовместимых опорных структур (процесс 401), изготовление тканеинженерной конструкции (процесс 402) и отверждение тканеинженерной конструкции (процесс 403). Каждый из процессов (например, подпроцессов, подпрограмм или этапов) 401, 402 и 403 обсуждается ниже со ссылкой на фиг. 4B-4D.Fig. 4A is a flowchart 400 showing an embodiment of a method for making a tissue or organ substitute composition. The method includes fabricating biocompatible support structures (process 401), fabricating a tissue engineered construct (process 402), and curing the tissue engineered construct (process 403). Each of the processes (eg, sub-processes, subroutines, or steps) 401, 402, and 403 are discussed below with reference to FIG. 4B-4D.

Способ изготовления биосовместимой опорной конструкции может включать в себя одну или большее количество производственных систем или способов, включая, помимо прочего, термоформование, литье под давлением, ротационное формование, положительные пресс-формы, отрицательные пресс-формы, экструзию, субтрактивное производство, резку, лазерную резку, сверление, водоструйную резку, штамповку, прямую термосную резку, химическое травление, селективное термосное плавление, процессы погружения, нанесение покрытия распылением, селективное электростатическое покрытие, фрезерование и механическую обработку, трехмерную 3D-печать или комбинации двух или большего количества указанных способов. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения способ изготовления может включать трехмерную печать. Пригодные способы 3D-печати могут включать, помимо прочего, струйную печать, послойную печать, экструзионную печать или биопечать. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения нанесение может включать нанесение одного или большего количества слоев биосовместимого материала. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения 3D-печать может включать: нанесение одного или большего количества слоев биосовместимого материала на подложку; необязательно сшивание осажденного биосовместимого материала; и необязательно повторение этапов нанесения и необязательного сшивания для получения биосовместимой опорной структуры; при этом полученная биосовместимая опорная структура включает одну или большее количество из внешних опор, внутренних опор или их комбинаций из биосовместимого материала, и при этом биосовместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100% по весу биосовместимой опорной структуры. A method for manufacturing a biocompatible support structure may include one or more manufacturing systems or methods including, but not limited to, thermoforming, injection molding, rotational molding, positive molds, negative molds, extrusion, subtractive manufacturing, cutting, laser cutting, drilling, water jet cutting, stamping, direct thermal cutting, chemical etching, selective thermal melting, dipping processes, spray coating, selective electrostatic coating, milling and machining, 3D 3D printing, or combinations of two or more of these methods. For example, in any embodiment of the present invention, the manufacturing method may include three-dimensional printing. Suitable 3D printing methods may include, but are not limited to, inkjet printing, layer-by-layer printing, extrusion printing, or bioprinting. For example, in any embodiment of the present invention, the application may include the application of one or more layers of biocompatible material. For example, in any embodiment of the present invention, 3D printing may include: applying one or more layers of a biocompatible material to a substrate; optionally crosslinking the deposited biocompatible material; and optionally repeating the application and optional crosslinking steps to obtain a biocompatible support structure; wherein the resulting biocompatible support structure includes one or more of external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible material, and wherein the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура может быть изготовлена с применением биосовместимых материалов, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления, с помощью систем 3D-печати, как описано в заявке PCT с серийным номером PCT/2018/034457 под названием «ASEPTIC PRINTER SYSTEM INCLUDING DUAL ARM-MECHANISM», поданной 24 мая 2018 г. и имеющей номер патентного реестра 113066-0107, все содержание которой включено в данный документ посредством ссылки для получения справочной информации и описания способов, изложенных в ней.In any embodiment of the present invention, a biocompatible support structure can be manufactured using biocompatible materials as described herein, in any embodiment, using 3D printing systems, as described in PCT application serial number PCT/2018/034457 called "ASEPTIC PRINTER SYSTEM INCLUDING DUAL ARM-MECHANISM", filed May 24, 2018, with Patent Registry Number 113066-0107, the entire contents of which are incorporated herein by reference for reference and description of the methods set forth therein.

В любом варианте осуществления данного изобретения способ изготовления биосовместимой опорной конструкции может включать литье под давлением. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения нанесение может включать нанесение биосовместимого материала в пресс-форму биосовместимой опорной структуры; необязательно сшивание биосовместимого материала в пресс-форме и необязательно повторение этапов нанесения и необязательного сшивания; а также удаление биосовместимой опорной конструкции из пресс-формы. В любом варианте осуществления данного изобретения указанная пресс-форма может быть растворимой или нерастворимой, например, из полимера, металла или биоматериала. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения указанная пресс-форма может быть растворимой, так что пресс-форма растворяется с образованием внутренней полости в одной или большем количестве внешних опор, внутренних опор или их комбинациях. В любом варианте осуществления данного изобретения указанная пресс-форма может представлять собой растворимый материал в гранулированной форме, такой как песок, порошок и т.п., или их комбинации. Фиг. 2B демонстрирует растворимую пресс-форму 190 для формирования внутренней опоры для тканеинженерной конструкции в форме уха.In any embodiment of the present invention, a method for manufacturing a biocompatible support structure may include injection molding. For example, in any embodiment of the present invention, application may include applying a biocompatible material to a mold of a biocompatible support structure; optionally crosslinking the biocompatible material in the mold and optionally repeating the application and optional crosslinking steps; and removing the biocompatible support structure from the mold. In any embodiment of the present invention, the specified mold may be soluble or insoluble, for example, from a polymer, metal or biomaterial. For example, in any embodiment of the invention, said mold may be dissolvable such that the mold dissolves to form an internal cavity in one or more external supports, internal supports, or combinations thereof. In any embodiment of the invention, said mold may be a soluble material in granular form such as sand, powder, etc., or combinations thereof. Fig. 2B shows a dissolvable mold 190 for forming an internal support for an ear-shaped tissue engineered construct.

Фиг. 4B представляет блок-схему, относящаяся к варианту осуществления способа изготовления типовой биосовместимой опоры (процесс 401) для внутренней и/или внешней опоры. Fig. 4B is a flow diagram relating to an embodiment of a method for manufacturing a typical biocompatible support (process 401) for an internal and/or external support.

По меньшей мере, в одном варианте осуществления данного изобретения процесс 401 включает в себя выбор одной из внутренних или внешних опор для изготовления. После определения изготовления внутренней опоры (этап 410) типовой процесс изготовления включает в себя формирование 2D-листа биосовместимого материала (этап 411), термоформование 2D-листа на пресс-форму (этап 412), удаление пресс-формы (этап 413), и сшивание биосовместимого материала для получения внутренней опоры (этап 414).In at least one embodiment of the present invention, process 401 includes selecting one of the internal or external supports for manufacture. After determining the manufacture of the internal support (step 410), a typical manufacturing process includes forming a 2D sheet of biocompatible material (step 411), thermoforming the 2D sheet onto a mold (step 412), removing the mold (step 413), and stitching biocompatible material to obtain internal support (step 414).

Как дополнительно продемонстрировано на фиг. 4B, после определения изготовления внешней опоры (этап 420) типовой процесс изготовления включает в себя нанесение биосовместимого материала посредством 3D-печати или литья под давлением (этап 421), сшивание биосовместимого материала (этап 422) и отделение внешней опоры от подложки или пресс-формы (например, пресс-формы для литья под давлением) (этап 423). As further shown in FIG. 4B, after determining the manufacture of the outer support (step 420), a typical manufacturing process includes applying the biocompatible material via 3D printing or injection molding (step 421), cross-linking the biocompatible material (step 422), and separating the outer support from the substrate or mold. (eg, injection molds) (step 423).

По меньшей мере, в одном варианте осуществления данного изобретения для изготовления внешней опоры типовая методика включает нанесение биосовместимого материала посредством процесса осаждения сплавленным способом, с помощью 3D-принтера или литья под давлением и, необязательно, сшивание биосовместимого материала для формирования внешней опоры. Для изготовления внутренней опоры, типовая методика включает нанесение биосовместимого материала для формирования 2D-листа, термоформование 2D-листа на растворимой пресс-форме, растворение пресс-формы и, необязательно, сшивание биосовместимого материала для образования внутренней опоры. In at least one embodiment of the present invention, for the manufacture of an external support, a typical technique includes applying a biocompatible material through a fused deposition process, using a 3D printer or injection molding, and optionally crosslinking the biocompatible material to form an external support. To make an internal support, a typical technique involves applying a biocompatible material to form a 2D sheet, thermoforming the 2D sheet on a dissolvable mold, dissolving the mold, and optionally crosslinking the biocompatible material to form an internal support.

Кроме того, по меньшей мере, в одном варианте осуществления данного изобретения технология изготовления тканеинженерной конструкции может включать нанесение биокрасок с использованием 3D-биопринтера и может дополнительно включать размещение биосовместимой опорной структуры на подложке (например, на рабочей поверхности для биопечати) и нанесение биокрасок посредством печати на опорную структуру и/или вокруг нее для получения указанной тканеинженерной конструкции в форме уха. Как дополнительно обсуждается в данном документе, указанный способ может включать нанесение биокрасок с применением метода формования и может включать размещение биосовместимой опорной структуры внутри формы тканеинженерной конструкции (например, пресс-формы, имеющей конфигурацию уха) и нанесение одного или большего количества слоев биологических красок на пресс-форму. In addition, in at least one embodiment of the present invention, the fabrication technology of the tissue engineered construct may include applying bioinks using a 3D bioprinter and may further include placing a biocompatible support structure on a substrate (e.g., a bioprinting work surface) and applying the bioinks by printing. onto and/or around the support structure to obtain said tissue-engineered ear-shaped structure. As further discussed herein, said method may include applying the bioinks using a molding method and may include placing a biocompatible support structure within a mold of the tissue engineered construct (e.g., an ear-shaped mold) and applying one or more layers of the bioinks to the press. -shape.

Кроме того, способ изготовления тканеинженерной конструкции в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения может включать процесс отверждения. Процесс отверждения может включать помещение конструкции в ванну со средой (например, при около 37°C) и отверждение в течение ночи (например, в течение около 12 часов) для 3D печатных конструкций; или помещение пресс-формы в ванну со средой, извлечение конструкции из пресс-формы через пару часов (например, через 2 часа) и отверждение конструкции в течение ночи для конструкций, полученных литьем под давлением. In addition, the method for manufacturing a tissue engineered structure according to an embodiment of the present invention may include a curing process. The curing process may include placing the structure in a media bath (eg, at about 37°C) and curing overnight (eg, for about 12 hours) for 3D printed designs; or placing the mold in a media bath, removing the structure from the mold after a couple of hours (eg 2 hours) and curing the structure overnight for injection molded structures.

В любом варианте осуществления данного изобретения способ изготовления биосовместимой опорной структуры может включать термоформование. Способ термоформования может включать любые пригодные известные способы термоформования, такие как способы, пригодные для термоформования пористого и/или непористого 2D-листа. Такие способы термоформования могут включать нагрев 2D-листа и вакуумирование на пресс-форме или нагрев 2D-листа и формование с применением опозитивной и негативной пресс-формы. In any embodiment of the present invention, the method of manufacturing a biocompatible support structure may include thermoforming. The thermoforming method may include any suitable known thermoforming methods, such as methods suitable for thermoforming a porous and/or non-porous 2D sheet. Such thermoforming methods may include heating a 2D sheet and vacuuming on a mold, or heating a 2D sheet and forming using a positive and negative mold.

Например, в любом варианте осуществления данного изобретения термоформование включает приведение в контакт 2D-листа биосовместимого материала с подложкой, при этом подложка включает одну или большее количество пресс-форм, сформированных для образования одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций; нагревание 2D-листа биосовместимого материала для термоформования 2D-листа в соответствии с формой одной или нескольких форм для получения одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций; и удаление одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций из пресс-формы. В любом варианте осуществления данного изобретения термоформование может дополнительно включать повторение одного или большего количества из следующих процессов: приведения в контакт, нагревания и удаления одной или большего количества пресс-форм для получения желаемой формы одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций. Фиг. 2С демонстрирует 2D пористый лист, термоформованный на пресс-форму внутренней опоры. For example, in any embodiment of the present invention, thermoforming includes contacting a 2D sheet of biocompatible material with a substrate, wherein the substrate includes one or more molds formed to form one or more external supports, internal supports, or combinations thereof; heating the 2D sheet of biocompatible material to thermoform the 2D sheet according to the shape of one or more molds to form one or more external supports, internal supports, or combinations thereof; and removing one or more external supports, internal supports, or combinations thereof from the mold. In any embodiment of the present invention, thermoforming may further include repeating one or more of the following processes: contacting, heating, and removing one or more molds to obtain the desired shape of one or more outer supports, internal supports, or combinations thereof. Fig. 2C shows a 2D porous sheet thermoformed onto an inner support mold.

В любом варианте осуществления данного изобретения 2D-лист может быть изготовлен из 3D печатных, формованных, тканых или трикотажных волокон. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения 2D-лист может быть 3D печатным волокном с применением описанных в данном документе способов 3D-печати. В любом варианте осуществления данного изобретения 2D-лист может быть пористым или непористым. В любом варианте осуществления данного изобретения пористый 2D-лист может включать в себя одно или большее количество отверстий, имеющих средний размер в диапазоне от около 1 мкм до около 10000 мкм, как описано в данном документе в любом варианте осуществления данного изобретения. Одно или большее количество отверстий могут иметь любую форму; например, форма одного или большего количества отверстий может быть круглой, овальной, эллиптической, многоугольной и т.п. или их комбинациями. Фиг. 2A продемонстрирован 2D лист 180, имеющий одно или большее количество отверстий в соответствии с вариантом осуществления данной технологии.In any embodiment of the present invention, the 2D sheet may be made from 3D printed, spun, woven or knitted fibers. For example, in any embodiment of the present invention, the 2D sheet may be a 3D printed fiber using the 3D printing techniques described herein. In any embodiment of the present invention, the 2D sheet may be porous or non-porous. In any embodiment of the present invention, the porous 2D sheet may include one or more apertures having an average size in the range of about 1 micron to about 10,000 microns, as described herein in any embodiment of the present invention. One or more holes may be of any shape; for example, the shape of one or more holes may be round, oval, elliptical, polygonal, and the like. or their combinations. Fig. 2A shows a 2D sheet 180 having one or more holes in accordance with an embodiment of this technology.

В любом варианте осуществления данного изобретения волокна могут иметь диаметр от около 10 мкм до около 2000 мкм. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения внешние опоры или внутренние опоры могут иметь 2D-толщину около 10 мкм, около 20 мкм, около 30 мкм, около 40 мкм, около 50 мкм, около 60 мкм, около 70 мкм, около 80 мкм, около 90 мкм, около 100 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм, около 250 мкм, около 300 мкм, около 350 мкм, около 400 мкм, около 450 мкм, около 500 мкм, около 550 мкм, около 600 мкм, около 650 мкм, около 700 мкм, около 750 мкм, около 800 мкм, около 850 мкм, около 900 мкм, около 950 мкм, около 1000 мкм, около 1050 мкм, около 1100 мкм, около 1150 мкм, около 1200 мкм, около 1250 мкм, около 1300 мкм, около 1350 мкм, около 1400 мкм, около 1450 мкм, около 1500 мкм, около 1550 мкм, около 1600 мкм, около 1650 мкм, около 1700 мкм, около 1750 мкм, около 1800 мкм, около 1850 мкм , около 1900 мкм, около 1950 мкм, около 2000 мкм или могут находится в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. Пригодные значения 2D-толщины включают, помимо прочего, значения от около 10 мкм до около 2000 мкм, от около 10 мкм до около 1500 мкм, от около 10 мкм до около 1000 мкм, от около 10 мкм до около 500 мкм, или находятся в любом диапазоне, включая любые из предыдущих значений и/или в их пределах.In any embodiment of the present invention, the fibers may have a diameter of from about 10 microns to about 2000 microns. For example, in any embodiment of the present invention, the outer supports or the inner supports may have a 2D thickness of about 10 µm, about 20 µm, about 30 µm, about 40 µm, about 50 µm, about 60 µm, about 70 µm, about 80 µm, approx. 90 µm, approx. 100 µm, approx. 150 µm, approx. 200 µm, approx. 250 µm, approx. 300 µm, approx. 350 µm, approx. µm, approx. 700 µm, approx. 750 µm, approx. 800 µm, approx. 850 µm, approx. 900 µm, approx. 950 µm, approx. approx. 1300 µm, approx. 1350 µm, approx. 1400 µm, approx. 1450 µm, approx. 1500 µm, approx. 1550 µm, approx. 1600 µm, approx. µm, about 1950 µm, about 2000 µm, or may be in any range including and/or within any two of the previous values. Suitable 2D thickness values include, but are not limited to, values from about 10 µm to about 2000 µm, from about 10 µm to about 1500 µm, from about 10 µm to about 1000 µm, from about 10 µm to about 500 µm, or are in any range, including any of the previous values and / or within them.

В любом варианте осуществления данного изобретения подложка может включать поверхность 3D-принтера (например, рабочую поверхность 3D-принтера). В любом варианте осуществления данного изобретения указанная подложка может включать пресс-форму, пригодную для применения в одном или большем количестве из следующих способов: литье под давлением, ротационное формование, положительные пресс-формы, отрицательные пресс-формы и т.п. В любом варианте осуществления данного изобретения указанная подложка может включать поверхность производственного устройства, пригодного для выполнения субтрактивного производства, фрезерования и механической обработки или тому подобного. В любом варианте осуществления данного изобретения указанная подложка может представлять собой пресс-форму, имеющую 3D-форму тканеинженерной конструкции. In any embodiment of the present invention, the substrate may include a 3D printer surface (eg, a 3D printer bed). In any embodiment of the present invention, said substrate may include a mold suitable for use in one or more of the following methods: injection molding, rotational molding, positive molds, negative molds, and the like. In any embodiment of the present invention, said substrate may include the surface of a manufacturing device suitable for performing subtractive manufacturing, milling and machining, or the like. In any embodiment of the present invention, said substrate may be a mold having a 3D shape of a tissue engineered structure.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал является сшитым. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может быть подвергнут условиям сшивания для получения сшитого или полимеризованного биосовместимого материала. Пригодные условия сшивания могут включать, помимо прочего, УФ-облучение. В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый материал может не включать сшивание. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения после осаждения биоматериал может включать этап охлаждения, этап сплавления и т.п. или их комбинации.In any embodiment of the present invention, the biocompatible material is crosslinked. For example, in any embodiment of the present invention, the biocompatible material may be subjected to crosslinking conditions to produce a crosslinked or polymerized biocompatible material. Suitable crosslinking conditions may include, but are not limited to, UV irradiation. In any embodiment of the invention, the biocompatible material may not include crosslinking. For example, in any embodiment of the present invention, after deposition, the biomaterial may include a cooling step, a fusion step, and the like. or their combinations.

В способе по данной технологии, способ изготовления биосовместимой опорной структуры может включать нанесение одного или большего количества слоев биосовместимого материала таким образом, чтобы одна или большее количество внешних опор и/или внутренних опор имели 2D-толщину от около 10 мкм до около 2000 мкм, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления.In the method according to this technology, the method of manufacturing a biocompatible support structure may include applying one or more layers of biocompatible material so that one or more external supports and/or internal supports have a 2D thickness of from about 10 μm to about 2000 μm, as described in this document, in any embodiment.

В способе по данной технологии, биосовместимый материал может включать биосовместимый материал, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимый полимер может иметь температуру плавления от около 50°C до около 290°C, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. In the method according to this technology, the biocompatible material may include a biocompatible material, as described in this document, in any embodiment. In any embodiment of this invention, the biocompatible polymer may have a melting point from about 50°C to about 290°C, as described herein, in any embodiment.

В любом варианте осуществления данного изобретения биосовместимая опорная структура, полученная способом изготовления, может иметь одну или большее количество из следующих характеристик: модуль упругости при изгибе от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, модуль упругости от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа или предел прочности при растяжении от около 1 МПа до около 1000 МПа, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. In any embodiment of the present invention, the biocompatible support structure obtained by the manufacturing process may have one or more of the following characteristics: a flexural modulus of about 0.2 GPa to about 100 GPa, a modulus of elasticity of about 0.2 GPa to about 100 GPa or tensile strength from about 1 MPa to about 1000 MPa, as described herein, in any embodiment.

В любом варианте осуществления данного изобретения указанный способ может дополнительно включать стерилизацию биосовместимой опорной структуры. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения стерилизация может включать, помимо прочего, гамма-облучение, инкубацию с надуксусной кислотой, автоклавирование, УФ-облучение, пероксидную стерилизацию, обработку сверхкритической жидкостью и т.п. или их комбинации. In any embodiment of the invention, said method may further comprise sterilizing the biocompatible support structure. For example, in any embodiment of the present invention, sterilization may include, but is not limited to, gamma irradiation, peracetic acid incubation, autoclaving, UV irradiation, peroxide sterilization, supercritical fluid treatment, and the like. or their combinations.

Изготовление тканеинженерной конструкции включает нанесение одного или большего количества слоев одной или большего количества композиций биокрасок, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. В любом варианте осуществления данного изобретения изготовление тканеинженерной конструкции может включать в себя одну или большее количество систем или способов изготовления; например, в любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество производственных систем или способов могут включать литье под давлением, ротационное формование, положительные пресс-формы, отрицательные пресс-формы, субтрактивное производство, фрезерование и механическую обработку, а также 3D-печать. В любом варианте осуществления данного изобретения указанный способ изготовления может включать 3D-печать, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения нанесение может включать нанесение одного или большего количества слоев одной или большего количества композиций биокрасок на биосовместимую опорную структуру или вокруг нее с помощью 3D-принтера; сшивание одной или большего количества композиций биокрасок и, необязательно, повторение этапа нанесения и сшивания для получения тканеинженерной конструкции; и отверждение композиции заменителя ткани или органа. Fabrication of a tissue engineered construct involves applying one or more layers of one or more biopaint compositions as described herein, in any embodiment. In any embodiment of the present invention, the fabrication of a tissue engineered construct may include one or more fabrication systems or methods; for example, in any embodiment of this invention, one or more manufacturing systems or methods may include injection molding, rotational molding, positive dies, negative dies, subtractive manufacturing, milling and machining, and 3D printing. In any embodiment of the present invention, said manufacturing method may include 3D printing, as described herein, in any embodiment. For example, in any embodiment of the invention, application may include applying one or more layers of one or more bioink compositions to or around a biocompatible support structure using a 3D printer; cross-linking one or more bio-paint compositions and optionally repeating the application and cross-linking steps to obtain a tissue engineered construct; and curing the tissue or organ substitute composition.

Фиг. 4С демонстрирует процесс 402 изготовления тканеинженерной конструкции в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления. Процесс 402 может включать применение по меньшей мере одного 3D-принтера для печати биосовместимой опорной конструкции (этап 430). Процесс дополнительно включает в себя размещение биосовместимой опорной структуры на подложке (например, на рабочей поверхности) (этап 431) и нанесение биокрасок на биосовместимую опорную структуру и/или вокруг нее (этап 432).Fig. 4C shows a fabrication process 402 for fabricating a tissue engineered construct, in accordance with at least one embodiment. Process 402 may include using at least one 3D printer to print a biocompatible support structure (block 430). The process further includes placing the biocompatible support structure on a substrate (eg, a work surface) (step 431) and applying bioinks to and/or around the biocompatible support structure (step 432).

В любом варианте осуществления данного изобретения изготовление тканеинженерной конструкции может включать литье под давлением. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения нанесение может включать нанесение одной или большего количества композиций биокрасок в пресс-форму, содержащую биосовместимую опорную структуру; сшивание одной или большего количества композиций биокрасок в форме и, необязательно, повторение этапов нанесения и сшивания для получения тканеинженерной конструкции; и отверждение композиции заменителя ткани или органа, при этом пресс-форма может быть удалена до или после этапа отверждения. В любом варианте осуществления данного изобретения указанный способ может включать удаление пресс-формы после отверждения композиции заменителя ткани или органа. В любом варианте осуществления данного изобретения указанный способ может включать удаление пресс-формы до отверждения композиции заменителя ткани или органа. Фиг. 3А демонстрирует внутренний вид пресс-формы 191, сконфигурированной и сконтурированной для литья под давлением тканеинженерной конструкции в форме уха и имеющей половинки 191, 192 в качестве первой и второй частей пресс-формы. Часть 192 пресс-формы включает первую полость 194, а часть 193 пресс-формы включает вторую полость 195. Фиг. 3В демонстрирует внешний вид пресс-формы 191, сконфигурированной и сконтурированной для литья под давлением тканеинженерной конструкции в форме уха.In any embodiment of the invention, fabrication of the tissue engineered structure may include injection molding. For example, in any embodiment of the invention, application may include applying one or more bioink compositions to a mold containing a biocompatible support structure; cross-linking one or more bio-ink compositions in a mold, and optionally repeating the application and cross-linking steps to obtain a tissue-engineered construct; and curing the tissue or organ substitute composition, wherein the mold may be removed before or after the curing step. In any embodiment of the invention, said method may include removing the mold after the tissue or organ substitute composition has cured. In any embodiment of the invention, said method may include removing the mold prior to curing the tissue or organ substitute composition. Fig. 3A shows an internal view of a mold 191 configured and contoured for injection molding an ear-shaped tissue engineered structure and having halves 191, 192 as first and second mold parts. Mold part 192 includes first cavity 194 and mold part 193 includes second cavity 195. FIG. 3B shows the appearance of a mold 191 configured and contoured for injection molding an ear-shaped tissue engineered structure.

Как обсуждалось выше, фиг. 4C изображает процесс 402 изготовления тканеинженерной конструкции в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления. В определенных вариантах осуществления данного изобретения процесс 402 включает изготовление тканеинженерной конструкции посредством литья под давлением (этап 440). Указанный процесс может дополнительно включать размещение биосовместимой опорной структуры в пресс-форме (этап 441) и нанесение биокрасок в пресс-форму (этап 442).As discussed above, FIG. 4C depicts a fabrication process 402 of a tissue engineered construct, in accordance with at least one embodiment. In certain embodiments of the present invention, process 402 includes fabrication of a tissue engineered construct by injection molding (step 440). This process may further include placing the biocompatible support structure in the mold (step 441) and applying bioinks to the mold (step 442).

В любом варианте осуществления данного изобретения биокраски являются сшитыми. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения биокраски могут быть подвергнуты условиям сшивания для получения сшитых или полимеризованных биокрасок. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения сшивание может включать УФ-облучение, добавление солей, нейтрализацию pH, термическое сшивание и т.п. или их комбинации.In any embodiment of the invention, the bioinks are crosslinked. For example, in any embodiment of the present invention, bioinks can be subjected to crosslinking conditions to produce crosslinked or polymerized bioinks. For example, in any embodiment of the present invention, crosslinking may include UV irradiation, addition of salts, pH neutralization, thermal crosslinking, and the like. or their combinations.

Композиция заменителя ткани или органа подвергается этапу отверждения после сшивания. В любом варианте осуществления данного изобретения указанный способ включает отверждение композиции заменителя ткани или органа, при температуре от около 4°C до около 50°C. Пригодные температуры отверждения могут включать, помимо прочего, от около 4°C до около 50°C, от около 15°C до около 45°C, от около 30°C до около 40°C, от около 34°C до около 37°C, от около 35°C до около 37°C, от около 36°C до около 37°C или могут находиться в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах. В любом варианте осуществления данного изобретения композиция заменителя ткани или органа может быть помещена в буферный раствор или клеточную среду во время этапа отверждения. В любом варианте осуществления данного изобретения пригодные буферные растворы включают, помимо прочего, забуференный фосфатом физиологический солевой раствор, раствор хлорида натрия, фосфатсодержащие растворы, фосфатный буферный раствор, сбалансированный солевой раствор Хенкса и буфер MES. Пригодная клеточная среда может включать, помимо прочего, сыворотку, бессывороточную среду, HEPES, DMEM и т.п. или их комбинации, дополненные bFGF, FBS, аскорбатом и т.п. или их комбинациями. В любом варианте осуществления данного изобретения указанный способ может включать отверждение композиции заменителя ткани или органа в буферном растворе и клеточной среде. В любом варианте осуществления данного изобретения отверждение может происходить в течение от около 3 часов до около 24 часов. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения может происходить в течение около 3 часов, около 4 часов, около 5 часов, около 6 м, около 7 часов, около 8 часов, около 9 часов, около 10 часов, около 11 часов, около 12 часов, около 13 часов, около 14 часов, около 15 часов, около 16 часов, около 17 часов, около 18 часов, около 19 часов, около 20 часов, около 21 часов, около 22 часов, около 23 часов, около 24 часов или в любом диапазоне, включающем любые два из предыдущих значений, и/или в их пределах.The tissue or organ substitute composition undergoes a curing step after crosslinking. In any embodiment of the present invention, said method comprises curing the tissue or organ substitute composition at a temperature of from about 4°C to about 50°C. Suitable cure temperatures may include, but are not limited to, about 4°C to about 50°C, about 15°C to about 45°C, about 30°C to about 40°C, about 34°C to about 37 °C, from about 35°C to about 37°C, from about 36°C to about 37°C, or may be in any range including and/or within any two of the previous values. In any embodiment of the present invention, the tissue or organ substitute composition may be placed in a buffer solution or cell medium during the curing step. In any embodiment of the present invention, suitable buffer solutions include, but are not limited to, phosphate buffered physiological saline, sodium chloride solution, phosphate-containing solutions, phosphate buffer solution, Hank's balanced salt solution, and MES buffer. Suitable cell media may include, but are not limited to, serum, serum-free medium, HEPES, DMEM, and the like. or combinations thereof, supplemented with bFGF, FBS, ascorbate, and the like. or their combinations. In any embodiment of the present invention, said method may include curing the tissue or organ substitute composition in a buffer solution and a cellular medium. In any embodiment of the present invention, curing may occur within from about 3 hours to about 24 hours. For example, in any embodiment of the present invention may occur for about 3 hours, about 4 hours, about 5 hours, about 6 m, about 7 hours, about 8 hours, about 9 hours, about 10 hours, about 11 hours, about 12 hours, about 13 hours, about 14 hours, about 15 hours, about 16 hours, about 17 hours, about 18 hours, about 19 hours, about 20 hours, about 21 hours, about 22 hours, about 23 hours, about 24 hours or in any range including and/or within any two of the previous values.

Фиг. 4D демонстрирует блок-схему процесса в соответствии с вариантом осуществления. В частности, продемонстрирован процесс 403 отверждения тканеинженерной конструкции. В соответствии с вариантом осуществления, процесс 403 включает помещение конструкции в ванну со средой (этап 451) и предоставление возможности конструкции отвердеть в течение достаточного периода времени (этап 452).Fig. 4D shows a flowchart of a process in accordance with an embodiment. In particular, a process 403 for curing a tissue engineered construct is demonstrated. In accordance with an embodiment, process 403 includes placing the structure in a bath of medium (step 451) and allowing the structure to cure for a sufficient period of time (step 452).

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут включать, помимо прочего, альгинат, агарозу, коллаген, хитозан, фибрин, гиалуроновую кислоту, ламинин, эластин, каррагинан, оксид полиэтилена, сополимер полиэтиленоксида и полипропилена, гидроксипропилметилцеллюлозу, сополимер пропиленфумарата и этиленгликоля, поли(этиленгликоль)-со-поли(молочную кислоту), поли(виниловый спирт), олигопептиды KDL12, поли (n-изопропилакриламид) или комбинации двух или большего количества из них. Одна или большее количество композиций биокрасок могут иметь контролируемую скорость сшивания за счет регулирования переменных окружающей среды, включая, помимо прочего, температуру, pH, ионную силу, тепло, свет или добавление химических сшивающих агентов, таких как кальций, магний, барий, хондроитин, сульфат и тромбин, рибофлавин, кабодиимиды и тому подобное. Пригодные гидрогели для применения в биокрасках для тканеинженерных конструкций описаны в патенте США № 9044335 под названием «COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT», поданном 5 мая 2010 г., полное содержание которого включено в данный документ посредством ссылки. In any embodiment of this invention, one or more biopaint compositions may include, but are not limited to, alginate, agarose, collagen, chitosan, fibrin, hyaluronic acid, laminin, elastin, carrageenan, polyethylene oxide, polyethylene oxide-polypropylene copolymer, hydroxypropyl methylcellulose, propylene fumarate copolymer, and ethylene glycol, poly(ethylene glycol)-co-poly(lactic acid), poly(vinyl alcohol), KDL12 oligopeptides, poly(n-isopropylacrylamide), or combinations of two or more of them. One or more biopaint compositions can have a controlled crosslinking rate by adjusting environmental variables including, but not limited to, temperature, pH, ionic strength, heat, light, or the addition of chemical crosslinkers such as calcium, magnesium, barium, chondroitin, sulfate and thrombin, riboflavin, cabodiimides and the like. Suitable hydrogels for use in biopaints for tissue engineering are described in US Pat. No. 9,044,335 entitled "COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT" filed May 5, 2010, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок может включать альгинатный гидрогель, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения альгинатный гидрогель может присутствовать в количестве от около 0,5% (мас./об.) до около 10% (мас./об.). В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут включать коллаген, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут включать коллаген в количестве более чем около 5 мг/мл. В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут включать коллаген I типа, коллаген II типа или их комбинацию. In any embodiment of this invention, one or more biopaint compositions may include an alginate hydrogel, as described herein, in any embodiment. For example, in any embodiment of the invention, the alginate hydrogel may be present in an amount of from about 0.5% (w/v) to about 10% (w/v). In any embodiment of the present invention, one or more biopaint compositions may include collagen, as described herein, in any embodiment. For example, in any embodiment of the present invention, one or more biopaint compositions may include more than about 5 mg/mL of collagen. In any embodiment of the present invention, one or more biopaint compositions may include type I collagen, type II collagen, or a combination thereof.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут дополнительно включать нейтрализатор и клеточную среду, как описано в данном документе, в любом варианте осуществления. Пригодные нейтрализаторы могут включать, помимо прочего, составы, содержащие, например, слабую кислоту. В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут быть клеточными или бесклеточными. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут включать клеточные среды, содержащие живые клетки. Клеточная среда может дополнительно включать другие живые клетки; например, в любом варианте осуществления данного изобретения биокраски могут включать эпидермальные клетки, хондроциты и другие клетки, которые образуют мезенхимальные стволовые клетки, стволовые клетки, полученные из жировой ткани, макрофаги, адипоциты, дермальные клетки, мышечные клетки, волосяные фолликулы, фибробласты, клетки органов, остеобласты, остеоциты и другие клетки, которые образуют кости, эндотелиальные клетки, клетки слизистой оболочки, плевральные клетки, клетки слухового прохода, клетки барабанной перепонки, перитонеальные клетки, шванновские клетки, эпителиальные клетки роговицы, клетки десны, нейрональные стволовые клетки центральной нервной системы, эпителиальные клетки трахеи или комбинации двух или большего количества из них. В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут быть бесклеточными, если одна или большее количество композиций биокрасок не содержат живых клеток.In any embodiment of the present invention, one or more biopaint compositions may additionally include a neutralizer and a cell medium as described herein, in any embodiment. Suitable neutralizers may include, but are not limited to, formulations containing, for example, a weak acid. In any embodiment of the present invention, one or more biopaint compositions may be cellular or acellular. For example, in any embodiment of the present invention, one or more biostain compositions may include cell media containing living cells. The cell environment may further include other living cells; for example, in any embodiment of the present invention, biostains may include epidermal cells, chondrocytes and other cells that form mesenchymal stem cells, adipose-derived stem cells, macrophages, adipocytes, dermal cells, muscle cells, hair follicles, fibroblasts, organ cells , osteoblasts, osteocytes and other cells that form bones, endothelial cells, mucosal cells, pleural cells, ear canal cells, tympanic membrane cells, peritoneal cells, Schwann cells, corneal epithelial cells, gingival cells, neuronal stem cells of the central nervous system, epithelial cells of the trachea, or combinations of two or more of them. In any embodiment of the present invention, one or more biopaint compositions may be cell-free if one or more biopaint compositions do not contain living cells.

В любом варианте осуществления данного изобретения одна или большее количество композиций биокрасок могут дополнительно включать носители или добавки. Пригодные носители могут включать, помимо прочего, воду, водные растворы ионных солей (например, гидроксид натрия), фосфатный буферный раствор (PBS), клеточную среду, фетальную бычью сыворотку (FBS), минимальную необходимую среду Дульбекко (DMEM), фактор роста фибробластов (bFGF) и т.п. или их комбинации. Пригодные добавки включают, помимо прочего, сшивающие агенты. Пригодные сшивающие агенты включают, помимо прочего, рибофлавин, рибозу, полиэтиленгликоль (PEG), глутаральдегид, 1-этил-3- (3-диметиламинопропил)-карбодиимид гидрохлорид, генипин, хитозан и т.п. или их комбинации. In any embodiment of the present invention, one or more biopaint compositions may further include carriers or additives. Suitable carriers may include, but are not limited to, water, aqueous solutions of ionic salts (e.g., sodium hydroxide), phosphate buffered saline (PBS), cell medium, fetal bovine serum (FBS), Dulbecco's Minimum Essential Medium (DMEM), fibroblast growth factor ( bFGF), etc. or their combinations. Suitable additives include, among other things, cross-linking agents. Suitable crosslinking agents include, but are not limited to, riboflavin, ribose, polyethylene glycol (PEG), glutaraldehyde, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride, genipin, chitosan, and the like. or their combinations.

В любом варианте осуществления данного изобретения изготовление биосовместимой опорной структуры или изготовление тканеинженерной конструкции может происходить последовательно или одновременно.In any embodiment of the present invention, the manufacture of the biocompatible support structure or the manufacture of the tissue engineered construct may occur sequentially or simultaneously.

В любом варианте осуществления данного способа тканеинженерная конструкция может иметь любую подходящую форму или размер. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь индивидуализированную 3D-структуру различных форм и размеров для ряда клинических применений, например, лицевые или черепно-лицевые применения, искусственная хрящевая ткань или их комбинации. В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная конструкция может иметь форму органа или ткани субъекта. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения орган или ткань выбирают из уха, носа, мениска, суставного хряща, трахеи или сердечного клапана. В одном варианте осуществления данного изобретения указанным органом является ухо. In any embodiment of this method, the tissue engineered construct may be of any suitable shape or size. For example, in any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may have a customized 3D structure of various shapes and sizes for a range of clinical applications, such as facial or craniofacial applications, artificial cartilage, or combinations thereof. In any embodiment of the present invention, the tissue engineered construct may be in the form of an organ or tissue of the subject. For example, in any embodiment of the present invention, the organ or tissue is selected from the ear, nose, meniscus, articular cartilage, trachea, or heart valve. In one embodiment of the invention, said organ is the ear.

В любом варианте осуществления данного изобретения тканеинженерная система может иметь 3D-структуру на основе компьютерной 3D-модели. Например, в любом варианте осуществления данного изобретения компьютерная модель может включать 3D контралатеральный орган или ткань субъекта. В любом варианте осуществления данного изобретения субъектом является млекопитающее (например, кошка, собака, грызун или примат). В любом варианте осуществления данного изобретения субъектом является человек. Компьютерная 3D-модель может быть получена с помощью инструментов 3D-изображения. Пригодные инструменты 3D-визуализации включают, помимо прочего, клиническую компьютерную томографию (КТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ), лазерное сканирование, 3D-камеры или комбинации любых двух или большего количества из них. In any embodiment of the present invention, the tissue engineering system may have a 3D structure based on a 3D computer model. For example, in any embodiment of the present invention, the computer model may include a 3D contralateral organ or tissue of the subject. In any embodiment of the invention, the subject is a mammal (eg, a cat, dog, rodent, or primate). In any embodiment of the invention, the subject is a human. A 3D computer model can be generated using 3D imaging tools. Suitable 3D imaging tools include, but are not limited to, clinical computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), laser scanning, 3D cameras, or combinations of any two or more of these.

В любом варианте осуществления данного изобретения композиция заменителя ткани или органа может выдерживать одно или большее количество сжатий от около 1 до около 10000 кН или усилия сдвига от около 0,2 до около 1000 кН, как описано в данном документе в любом варианте осуществления.In any embodiment of the present invention, the tissue or organ substitute composition can withstand one or more compressions from about 1 to about 10,000 kN or shear forces from about 0.2 to about 1,000 kN, as described herein in any embodiment.

По меньшей мере, в одном варианте осуществления данного изобретения способы изготовления композиции заменителя ткани или органа по данной технологии представляют собой способ в соответствии с этапами, проиллюстрированными на фиг. 4A-4D.In at least one embodiment of the present invention, methods for making a tissue or organ substitute composition according to the present technology are a method in accordance with the steps illustrated in FIG. 4A-4D.

Данное изобретение, описанное таким образом в общих чертах, будет легче понять, если обратиться к вышеприведенным примерам, которые приведены в качестве иллюстрации и не предназначены для ограничения данного изобретения. The present invention, thus described in general terms, will be better understood by reference to the above examples, which are given by way of illustration and are not intended to limit the present invention.

Несмотря на то, что были проиллюстрированы и описаны определенные варианты осуществления данного изобретения, следует понимать, что в них могут быть внесены изменения и модификации в соответствии с обычными навыками в данной области без отклонения от технологии в ее более широких аспектах, как определено в следующей формуле изобретения.Although certain embodiments of the present invention have been illustrated and described, it should be understood that changes and modifications may be made to them in accordance with ordinary skill in the art without deviating from the technology in its broader aspects, as defined in the following formula inventions.

Варианты осуществления данного изобретения, иллюстративно описанные в данном документе, могут быть соответствующим образом осуществлены на практике в отсутствие какого-либо элемента или элементов, ограничения или ограничений, конкретно неописанных в данном документе. Таким образом, например, термины «состоящий», «включающий», «содержащий» и т.д. следует понимать в широком смысле и без ограничений. Кроме того, примененные в данном документе термины и выражения использовались в качестве терминов описания, а не ограничения, и при использовании таких терминов и выражений нет намерения исключать какие-либо эквиваленты показанных и описанных признаков или их частей, но признается, что возможны различные модификации в пределах объема заявленной технологии. Кроме того, фразу «состоящий по существу из» следует понимать как включающую в себя те элементы, которые конкретно перечисляются, и те дополнительные элементы, которые существенно не влияют на основные и новые характеристики заявленной технологии. Фраза «состоящий из» исключает любой неуказанный элемент.The embodiments of the present invention illustratively described herein may be appropriately practiced in the absence of any element or elements, limitation or limitations not specifically described herein. Thus, for example, the terms "comprising", "including", "comprising", etc. should be understood in a broad sense and without limitation. In addition, the terms and expressions used herein have been used as terms of description and not limitation, and the use of such terms and expressions is not intended to exclude any equivalents of the features or parts shown and described, but it is recognized that various modifications are possible in within the scope of the claimed technology. In addition, the phrase "consisting essentially of" should be understood to include those elements that are specifically listed and those additional elements that do not significantly affect the main and new characteristics of the claimed technology. The phrase "consisting of" excludes any unspecified element.

Настоящее изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами его осуществления, описанными в этой заявке. Многие модификации и вариации могут быть выполнены без отклонения от его сущности и объема, что будет очевидно специалистам в данной области техники. Функционально эквивалентные способы и композиции, входящие в объем данного изобретения, в дополнение к перечисленным в данном документе, будут очевидны специалистам в данной области техники из предшествующих описаний. Предполагается, что такие модификации и изменения входят в объем прилагаемой формулы изобретения. Следовательно, данное изобретение должно быть ограничено только определениями прилагаемой формулы изобретения вместе с полным объемом эквивалентов, которые относятся к данным пунктам формулы изобретения. Следует понимать, что это изобретение не ограничивается конкретными способами, реагентами, соединениями или композициями, которые, конечно, могут варьироваться. Также следует понимать, что использованная в данном документе терминология предназначена исключительно для описания конкретных вариантов осуществления данного изобретения и не предназначена для ограничения объема изобретения.The present invention should not be limited to the specific embodiments described in this application. Many modifications and variations can be made without departing from its spirit and scope, as will be apparent to those skilled in the art. Functionally equivalent methods and compositions within the scope of this invention, in addition to those listed herein, will be apparent to those skilled in the art from the foregoing descriptions. Such modifications and changes are intended to be within the scope of the appended claims. Therefore, the invention is to be limited only by the definitions of the appended claims together with the full scope of the equivalents that apply to these claims. It should be understood that this invention is not limited to specific methods, reagents, compounds or compositions, which, of course, may vary. It should also be understood that the terminology used herein is intended solely to describe specific embodiments of the present invention and is not intended to limit the scope of the invention.

Кроме того, если признаки или аспекты данного изобретения описаны в терминах групп Маркуша, специалистам в данной области техники будет понятно, что данное изобретение также таким образом описано в терминах любого отдельного представителя или подгруппы представителей группы Маркуша.Furthermore, if features or aspects of the present invention are described in terms of Markush groups, those skilled in the art will appreciate that the present invention is also thus described in terms of any individual member or subgroup of members of the Markush group.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, для любых и всех целей, особенно с точки зрения предоставления письменного описания, все диапазоны, описанные в данном документе, также охватывают любые и все возможные поддиапазоны и их комбинации. Любой перечисленный диапазон можно легко распознать как в достаточной мере описывающий и позволяющий разбить один и тот же диапазон, по меньшей мере, на равные половины, трети, четверти, пятые, десятые и т.д. В качестве неограничивающего примера каждый обсуждаемый в данном документе диапазон можно легко разделить на нижнюю треть, среднюю треть и верхнюю треть и т.д. Как также будет понятно специалисту в данной области техники, все термины, такие как «до», «по меньшей мере», «больше чем», «меньше чем» и подобные, включают указанное число и относятся к диапазонам, которые впоследствии могут быть разбиты на поддиапазоны, как описано выше. Наконец, как будет понятно специалисту в данной области техники, диапазон включает каждого отдельного представителя.As will be appreciated by one of ordinary skill in the art, for any and all purposes, especially in terms of providing a written description, all ranges described herein also cover any and all possible subranges and combinations thereof. Any listed range can be readily recognized as being sufficiently descriptive and allowing the same range to be broken down into at least equal halves, thirds, quarters, fifths, tenths, and so on. As a non-limiting example, each range discussed herein can be easily divided into lower third, middle third, and upper third, and so on. As will also be appreciated by one of ordinary skill in the art, all terms such as "up to", "at least", "greater than", "less than" and the like include the indicated number and refer to ranges that may subsequently be subdivided. into subbands as described above. Finally, as one of skill in the art will appreciate, the range includes each individual member.

Хотя это описание содержит множество конкретных деталей реализации, их не следует рассматривать как ограничения объема заявленных положений, а скорее как описания функций, характерных для конкретных реализаций. Некоторые функции, описанные в этом документе в контексте отдельных реализаций, также могут быть реализованы в комбинации в одной реализации. И наоборот, различные функции, описанные в контексте одной реализации, также могут быть реализованы во множестве реализаций по отдельности или в любой подходящей подкомбинации. Более того, хотя признаки могут быть описаны выше как действующие в определенных комбинациях и даже первоначально заявленные как таковые, один или большее количество признаков заявленной комбинации в некоторых случаях могут быть исключены из комбинации, а заявленная комбинация может быть направлена на подкомбинацию или вариацию подкомбинации.Although this description contains many specific implementation details, they should not be construed as limitations on the scope of the claims made, but rather as descriptions of features specific to particular implementations. Some of the features described in this document in the context of individual implementations may also be implemented in combination in a single implementation. Conversely, various functions described in the context of one implementation may also be implemented in multiple implementations individually or in any suitable subcombination. Moreover, although the features may be described above as operating in certain combinations and even originally claimed as such, one or more features of the claimed combination may in some cases be excluded from the combination, and the claimed combination may be directed to a subcombination or variation of the subcombination.

Термины «спаренный», «соединенный» и т.п., которые могут применяться в данном документе, означают соединение двух компонентов, прямо или косвенно, друг с другом. Такое соединение может быть стационарным (например, постоянным) или подвижным (например, съемным или разъёмным). Такое соединение может быть достигнуто с помощью двух компонентов или двух компонентов и любых дополнительных промежуточных компонентов, сформированных как единое целое друг с другом, или с помощью двух компонентов или двух компонентов и любых дополнительных промежуточных компонентов прикрепленных друг к другу.The terms "paired", "connected" and the like, which can be used in this document, means the connection of two components, directly or indirectly, with each other. Such a connection may be fixed (for example, permanent) or movable (for example, removable or detachable). Such a connection can be achieved with two components or two components and any additional intermediate components integrally formed with each other, or with two components or two components and any additional intermediate components attached to each other.

Все публикации, заявки на патенты, выданные патенты и другие документы, упомянутые в данном описании, включены в данное описание в качестве ссылки, как если бы каждая отдельная публикация, заявка на патент, выданный патент или другой документ специально и индивидуально указывались для включения в качестве ссылки в полном объеме. Определения, содержащиеся в тексте, включенном посредством ссылки, исключаются в той степени, в которой они противоречат определениям.All publications, patent applications, granted patents and other documents mentioned in this specification are incorporated herein by reference, as if each individual publication, patent application, patent granted or other document is specifically and individually indicated for inclusion as links in full. Definitions contained in text incorporated by reference are excluded to the extent that they conflict with the definitions.

Claims (84)

1. Композиция заменителя ткани или органа, содержащая:1. Composition of a tissue or organ substitute, containing: тканеинженерную конструкцию, содержащую одну или большее количество композиций биокрасок, где одна или большее количество композиций биокрасок содержат от 5 до 200 мг/мл коллагена; а такжеa tissue engineered construct containing one or more biocolor compositions, where one or more biocolor compositions contain from 5 to 200 mg/ml of collagen; and биосовместимую опорную структуру, содержащую одну или большее количество внешних опор, внутренних опор или их комбинацию из биосовместимого материала;a biocompatible support structure comprising one or more external supports, internal supports, or a combination thereof of a biocompatible material; при этом: wherein: композиция заменителя ткани или органа имеет трехмерную 3D-форму, где тканеинженерная конструкция имеет форму органа или ткани; иthe composition of the tissue or organ substitute has a three-dimensional 3D shape, where the tissue-engineered structure has the shape of an organ or tissue; And материал биоматериала присутствует в количестве от 1 до 100% по весу биосовместимой опорной структуры. the biomaterial material is present in an amount of 1 to 100% by weight of the biocompatible support structure. 2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что одна или большее количество композиций биокрасок содержат гидрогель.2. Composition according to claim 1, characterized in that one or more bio-paint compositions contain a hydrogel. 3. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что одна или большее количество композиций биокрасок содержат гиалуроновую кислоту, присутствующую в количестве от 0.5 до 10% масс./об.3. The composition according to p. 2, characterized in that one or more compositions of biocolors contain hyaluronic acid present in an amount of from 0.5 to 10% wt./about. 4. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что одна или большее количество композиций биокрасок содержат альгинатный гидрогель, присутствующий в количестве от 0,5. до 10% масс./об.4. Composition according to claim 2, characterized in that one or more bio-paint compositions contain an alginate hydrogel present in an amount of 0.5. up to 10% w/v 5. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что коллаген выбирают из коллагена I типа, коллагена III типа, коллагена IV типа, других фибриллярных коллагенов или комбинации двух или большего количества из них.5. Composition according to claim 1, characterized in that the collagen is selected from type I collagen, type III collagen, type IV collagen, other fibrillar collagens, or a combination of two or more of them. 6. Композиция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что тканеинженерная конструкция дополнительно включает популяцию клеток, присутствующих в концентрации от 1,0x105 до 5,0x107 клеток/мл. 6. The composition according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the tissue engineering construct additionally includes a population of cells present at a concentration of 1.0x10 5 to 5.0x10 7 cells/ml. 7. Композиция по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что одна или большее количество композиций биокрасок дополнительно содержат носитель, сшивающий агент или их комбинацию.7. The composition according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that one or more compositions of bioinks additionally contain a carrier, a crosslinking agent, or a combination thereof. 8. Композиция по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что тканеинженерная конструкция имеет форму органа или ткани субъекта.8. The composition according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the tissue-engineering construct has the shape of an organ or tissue of the subject. 9. Композиция по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что орган или ткань выбирают из уха, носа, мениска, суставного хряща или сердечного клапана. 9. The composition according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the organ or tissue is selected from the ear, nose, meniscus, articular cartilage or heart valve. 10. Композиция по п. 9, отличающаяся тем, что указанный орган представляет собой ухо.10. Composition according to claim 9, characterized in that said organ is an ear. 11. Композиция по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что биосовместимый материал выбирают из группы, состоящей из полисахаридов, биосовместимых полимеров, каучука, кремния, биосовместимых металлов, биосовместимой керамики, полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, полиаминокислот, природных и биополимеров, или комбинации двух или большего количества из них. 11. The composition according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the biocompatible material is selected from the group consisting of polysaccharides, biocompatible polymers, rubber, silicon, biocompatible metals, biocompatible ceramics, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyamino acids, natural and biopolymers, or a combination of two or more of them. 12. Композиция по п. 11, отличающаяся тем, что биосовместимый материал выбирают из группы, состоящей из PLA, PGA, PLGA, PDO, поликапролактонов, биорезорбируемых металлических сплавов и их комбинаций. 12. Composition according to claim 11, characterized in that the biocompatible material is selected from the group consisting of PLA, PGA, PLGA, PDO, polycaprolactones, bioresorbable metal alloys, and combinations thereof. 13. Композиция по п. 12, отличающаяся тем, что биосовместимый материал разлагается, абсорбируется или резорбируется со скоростью от 1 недели до 7 лет.13. Composition according to claim 12, characterized in that the biocompatible material is decomposed, absorbed or resorbed at a rate of 1 week to 7 years. 14. Композиция по любому из пп. 11-13, отличающаяся тем, что биосовместимая опорная структура содержит одну или большее количество внешних опор и одну или большее количество внутренних опор.14. The composition according to any one of paragraphs. 11-13, characterized in that the biocompatible support structure contains one or more external supports and one or more internal supports. 15. Композиция по п. 14, отличающаяся тем, что внешняя опора одной или большего количества внешних опор содержит биосовместимый материал, который отличается или является таким же, как внутренняя опора одной или большего количества внутренних опор.15. The composition according to claim 14, characterized in that the outer support of one or more external supports contains a biocompatible material that is different from or is the same as the internal support of one or more internal supports. 16. Композиция по п. 15, отличающаяся тем, что внутренняя опора разлагается, абсорбируется или резорбируется со скоростью, которая такая же или отличается от скорости внешней опоры.16. The composition according to claim 15, characterized in that the inner support is decomposed, absorbed or resorbed at a rate that is the same as or different from the rate of the outer support. 17. Композиция по любому из пп. 1-16, отличающаяся тем, что внешняя опора имеет 3D-конфигурацию, чтобы полностью или частично покрывать одну или большее количество поверхностей тканеинженерной конструкции.17. The composition according to any one of paragraphs. 1-16, characterized in that the outer support has a 3D configuration to fully or partially cover one or more surfaces of the tissue engineered structure. 18. Композиция по любому из пп. 1-17, отличающаяся тем, что внешняя опора имеет одно или большее количество отверстий, проходящих через одну или большее количество 2D-поверхностей внешней опоры.18. Composition according to any one of paragraphs. 1-17, characterized in that the outer support has one or more holes passing through one or more 2D surfaces of the outer support. 19. Композиция по любому из пп. 1-18, отличающаяся тем, что внутренняя опора полностью или частично инкапсулирована в тканеинженерную конструкцию.19. The composition according to any one of paragraphs. 1-18, characterized in that the internal support is fully or partially encapsulated in a tissue-engineered structure. 20. Композиция по любому из пп. 1-19, отличающаяся тем, внутренняя опора контактирует с одной или большим количеством 2D-поверхностей внешней опоры.20. The composition according to any one of paragraphs. 1-19, characterized in that the inner support is in contact with one or more 2D surfaces of the outer support. 21. Композиция по любому из пп. 1-20, отличающаяся тем, что внутренняя опора имеет 2D или 3D-форму.21. The composition according to any one of paragraphs. 1-20, characterized in that the inner support has a 2D or 3D shape. 22. Композиция по п. 21, отличающаяся тем, что внутренняя опора полностью или частично разлагается, абсорбируется или резорбируется с образованием одной или большего количества полостей, каналов или их комбинаций в тканеинженерной конструкции.22. The composition according to claim 21, characterized in that the internal support is completely or partially decomposed, absorbed or resorbed with the formation of one or more cavities, channels or combinations thereof in the tissue engineering structure. 23. Композиция по любому из пп. 1-22, отличающаяся тем, что внутренняя опора сконфигурирована так, чтобы полностью или частично инкапсулировать объем биокрасок в тканеинженерной конструкции.23. The composition according to any one of paragraphs. 1-22, characterized in that the internal support is configured to fully or partially encapsulate the amount of bio-colors in the tissue engineering construct. 24. Композиция по любому из пп. 1-23, отличающаяся тем, что внешняя опора и внутренняя опора имеют 2D-толщину от 10 до 2000 мкм. 24. The composition according to any one of paragraphs. 1-23, characterized in that the outer support and the inner support have a 2D thickness of 10 to 2000 µm. 25. Композиция по любому из пп. 1-24, отличающаяся тем, что биосовместимая опорная структура имеет одну или большее количество из следующих характеристик: модуль упругости при изгибе от 0,2 до 100 ГПа, модуль упругости от 0,02 до 100 ГПа или предел прочности на разрыв от 1 до 1000 МПа. 25. The composition according to any one of paragraphs. 1-24, characterized in that the biocompatible support structure has one or more of the following characteristics: a flexural modulus of 0.2 to 100 GPa, an elastic modulus of 0.02 to 100 GPa, or a tensile strength of 1 to 1000 MPa. 26. Композиция по любому из пп. 1-25, отличающаяся тем, что одна или большее количество внешних опор, одна или большее количество внутренних опор или их комбинации увеличивают жесткость тканевой конструкции от 5 до 10 000 раз.26. The composition according to any one of paragraphs. 1-25, characterized in that one or more external supports, one or more internal supports, or combinations thereof increase the rigidity of the fabric structure from 5 to 10,000 times. 27. Композиция по любому из пп. 1-25, отличающаяся тем, что одна или большее количество внешних опор, одна или большее количество внутренних опор или их комбинации увеличивают нагрузочную мощность тканеинженерной конструкции от 1 до 10000%.27. The composition according to any one of paragraphs. 1-25, characterized in that one or more external supports, one or more internal supports, or combinations thereof increase the load capacity of the tissue engineering structure from 1 to 10,000%. 28. Композиция по любому из пп. 1-27, отличающаяся тем, что указанная композиция выдерживает сжатие от 1 до 10000 кН, усилие сдвига от 0,2 до 1000 кН или их комбинацию. 28. The composition according to any one of paragraphs. 1-27, characterized in that said composition withstands compression from 1 to 10,000 kN, shear force from 0.2 to 1,000 kN, or a combination thereof. 29. Способ изготовления композиции заменителя ткани или органа, включающий:29. A method for manufacturing a composition of a tissue or organ substitute, including: изготовление биосовместимой опорной конструкции;production of a biocompatible support structure; изготовление тканеинженерной конструкции, содержащей:fabrication of a tissue engineering structure containing: нанесение биокрасок в биосовместимую опорную структуру или вокруг нее, где одна или большее количество композиций биокрасок содержат от 5 до 200 мг/мл коллагена; applying biocolors to or around a biocompatible support structure, wherein one or more biocolor compositions contain 5 to 200 mg/mL of collagen; сшивание биокрасок и, необязательно, повторение этапов нанесения и сшивания для образования тканеинженерной конструкции; а такжеcrosslinking the bioinks and optionally repeating the application and crosslinking steps to form a tissue engineered construct; and отверждение композиции заменителя ткани или органа;curing the tissue or organ substitute composition; при этом:wherein: композиция заменителя имеет 3D-форму, где тканеинженерная конструкция имеет форму органа или ткани;the composition of the substitute has a 3D shape, where the tissue engineering structure has the shape of an organ or tissue; биосовместимая опорная структура содержит одну или большее количество внешних опор, внутренних опор или их комбинации из биосовместимого материала; а такжеthe biocompatible support structure comprises one or more external supports, internal supports, or combinations thereof of a biocompatible material; and биосовместимый материал присутствует в количестве от 1 до 100% по весу биосовместимой опорной конструкции. the biocompatible material is present in an amount of 1 to 100% by weight of the biocompatible support structure. 30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что указанный способ изготовления биосовместимой опорной структуры включает один или большее количество из следующих процессов: термоформование, литья под давлением, ротационное формование, положительные пресс-формы, отрицательных пресс-формы, субтрактивное производство, фрезерование и механическая обработка, трехмерная 3D-печать и их комбинации.30. The method according to claim 29, characterized in that said method for manufacturing a biocompatible support structure includes one or more of the following processes: thermoforming, injection molding, rotational molding, positive molds, negative molds, subtractive manufacturing, milling and machining, 3D printing, and combinations thereof. 31. Способ по п. 29 или 30, отличающийся тем, что указанный способ изготовления биосовместимой опорной конструкции включает:31. The method according to claim 29 or 30, characterized in that said method for manufacturing a biocompatible support structure includes: нанесение одного или большего количества слоев биосовместимого материала на подложку;applying one or more layers of biocompatible material to the substrate; сшивание биосовместимого материала; cross-linking of biocompatible material; необязательно повторение этапов нанесения и сшивания для получения одной или большего количества внешних опор, одной или большего количества внутренних опор или их комбинаций; а такжеoptionally repeating the application and crosslinking steps to obtain one or more external supports, one or more internal supports, or combinations thereof; and отделение подложки от одной или большего количества внешних опор, одной или большего количества внутренних опор или их комбинаций.separating the substrate from one or more external supports, one or more internal supports, or combinations thereof. 32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что нанесение включает 3D-печать одного или большего количества слоев биосовместимого материала.32. The method of claim. 31, characterized in that the application includes 3D printing one or more layers of biocompatible material. 33. Способ по п. 32, отличающийся тем, что 3D-печать выбирают из группы, состоящей из струйной печати, послойной печати, экструзионной печати и биопечати.33. The method of claim 32, wherein the 3D printing is selected from the group consisting of inkjet printing, layer printing, extrusion printing, and bioprinting. 34. Способ по п. 29 или 30, отличающийся тем, что указанный способ изготовления биосовместимой опорной конструкции включает литье под давлением, при этом литье под давлением включает: 34. The method according to claim 29 or 30, characterized in that said method for manufacturing a biocompatible support structure includes injection molding, while injection molding includes: нанесение одного или большего количества слоев биосовместимого материала на подложку, при этом подложка представляет собой форму из одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций; applying one or more layers of biocompatible material to a substrate, wherein the substrate is a form of one or more external supports, internal supports, or combinations thereof; сшивание биосовместимого материала в пресс-форме; а такжеcross-linking the biocompatible material in the mold; and удаление одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций из пресс-формы.removing one or more external supports, internal supports, or combinations thereof from the mold. 35. Способ по п. 29 или 30, отличающийся тем, что биосовместимый материал имеет форму 2D-листа.35. The method according to claim 29 or 30, characterized in that the biocompatible material is in the form of a 2D sheet. 36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что 2D-лист изготавливается из тканых или трикотажных волокон.36. The method according to claim 35, characterized in that the 2D sheet is made from woven or knitted fibers. 37. Способ по п. 35 или 36, отличающийся тем, что волокна имеют диаметр от 10 до 2000 мкм. 37. The method according to claim 35 or 36, characterized in that the fibers have a diameter of from 10 to 2000 microns. 38. Способ по любому из пп. 35-37, отличающийся тем, что 2D-лист представляет собой пористый лист.38. The method according to any one of paragraphs. 35-37, characterized in that the 2D sheet is a porous sheet. 39. Способ по любому из пп. 35-37, отличающийся тем, что указанный способ изготовления биосовместимой опорной конструкции включает термоформование, при этом термоформование включает:39. The method according to any one of paragraphs. 35-37, characterized in that said method for manufacturing a biocompatible support structure includes thermoforming, wherein thermoforming includes: приведение в контакт 2D-листа биосовместимого материала с подложкой, при этом подложка представляет собой форму из одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций;contacting a 2D sheet of biocompatible material with a substrate, wherein the substrate is in the form of one or more external supports, internal supports, or combinations thereof; нагревание 2D-листа биосовместимого материала для термоформования 2D-листа в соответствии с формой пресс-формы для получения одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций;heating the 2D sheet of biocompatible material to thermoform the 2D sheet according to the shape of the mold to form one or more external supports, internal supports, or combinations thereof; удаление одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций из пресс-формы. removing one or more external supports, internal supports, or combinations thereof from the mold. 40. Способ по любому из пп. 29-39, отличающийся тем, что внешняя опора имеет одно или большее количество отверстий, проходящих через одну или большее количество 2D-поверхностей одной или большего количества внешних опор, внутренних опор или их комбинаций. 40. The method according to any one of paragraphs. 29-39, characterized in that the outer support has one or more holes passing through one or more 2D surfaces of one or more external supports, internal supports, or combinations thereof. 41. Способ по любому из пп. 29-40, отличающийся тем, что биосовместимый материал выбирают из группы, состоящей из полисахаридов, биосовместимых полимеров, каучука, кремния, биосовместимых металлов, биосовместимой керамики, полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, полиаминокислот, природных и биополимеров, или комбинации двух или большего количества из них.41. The method according to any one of paragraphs. 29-40, characterized in that the biocompatible material is selected from the group consisting of polysaccharides, biocompatible polymers, rubber, silicon, biocompatible metals, biocompatible ceramics, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyamino acids, natural and biopolymers, or a combination of two or more of them. 42. Способ по п. 41, отличающийся тем, что биосовместимый материал представляет собой биосовместимый полимер, выбранный из группы, состоящей из PLA, PGA, PLGA, PDO, поликапролактонов и их комбинаций.42. The method of claim 41, wherein the biocompatible material is a biocompatible polymer selected from the group consisting of PLA, PGA, PLGA, PDO, polycaprolactones, and combinations thereof. 43. Способ по п. 42, отличающийся тем, что биосовместимый полимер имеет точку плавления от 50 до 290°C.43. The method according to p. 42, characterized in that the biocompatible polymer has a melting point from 50 to 290°C. 44. Способ по любому из пп. 29-43, отличающийся тем, что внешняя опора и внутренняя опора имеют 2D-толщину от 100 до 1200 мкм.44. The method according to any one of paragraphs. 29-43, characterized in that the outer support and the inner support have a 2D thickness of 100 to 1200 µm. 45. Способ по любому из пп. 29-43, отличающийся тем, что указанный способ изготовления тканеинженерной конструкции включает один или большее количество из следующих процессов: литье под давлением, ротационное формование, положительные пресс-формы, отрицательные пресс-формы, субтрактивное производство, фрезерование и механическая обработка, а также трехмерная 3D-печать.45. The method according to any one of paragraphs. 29-43, characterized in that said method for manufacturing a tissue engineered structure includes one or more of the following processes: injection molding, rotational molding, positive molds, negative molds, subtractive manufacturing, milling and machining, and three-dimensional 3D printing. 46. Способ по п. 45, отличающийся тем, что нанесение включает 3D-печать одного или большего количества слоев биокрасок.46. The method according to claim 45, characterized in that the application includes 3D printing of one or more layers of bioinks. 47. Способ по п. 46, отличающийся тем, что 3D-печать выбирают из группы, состоящей из струйной печати, послойной печати, экструзионной печати и биопечати.47. The method of claim 46, wherein the 3D printing is selected from the group consisting of inkjet printing, layer printing, extrusion printing, and bioprinting. 48. Способ по п. 45, отличающийся тем, что указанный способ изготовления тканеинженерной конструкции включает литье под давлением, при этом литье под давлением включает: 48. The method according to claim 45, characterized in that said method for manufacturing a tissue engineering structure includes injection molding, while injection molding includes: нанесение биокрасок в пресс-форму, при этом указанная пресс-форма содержит биосовместимую опорную структуру;applying bio-colors to a mold, said mold containing a biocompatible support structure; сшивание биокрасок в пресс-форме и, необязательно, повторение этапов нанесения и сшивания для получения композиции заменителя ткани или органа;crosslinking the bioinks in a mold and optionally repeating the application and crosslinking steps to obtain a tissue or organ substitute composition; удаление композиции заменителя ткани или органа из пресс-формы, при этом этап отверждения происходит перед удалением из пресс-формы, после удаления из пресс-формы или их комбинации.removing the tissue or organ substitute composition from the mold, wherein the curing step occurs before removal from the mold, after removal from the mold, or a combination thereof. 49. Способ по любому из пп. 29-48, отличающийся тем, что указанный способ обеспечивает изготовление биосовместимой основы и тканеинженерной конструкции последовательно или одновременно.49. The method according to any one of paragraphs. 29-48, characterized in that this method provides for the manufacture of a biocompatible base and tissue engineering construct sequentially or simultaneously. 50. Способ по любому из пп. 29-49, отличающийся тем, что отверждение композиции заменителя ткани или органа происходит при температуре от 4 до 50°C. 50. The method according to any one of paragraphs. 29-49, characterized in that the composition of the tissue or organ substitute is cured at a temperature of 4 to 50°C. 51. Способ по любому из пп. 29-50, отличающийся тем, что биокраска содержит гидрогель. 51. The method according to any one of paragraphs. 29-50, characterized in that the bio-paint contains a hydrogel. 52. Способ по п. 51, отличающийся тем, что биокраска содержит альгинатный гидрогель, присутствующий в количестве от 0,5 до 10% масс./об.52. The method according to p. 51, characterized in that biopaint contains alginate hydrogel present in an amount of from 0.5 to 10% wt./about. 53. Способ по любому из пп. 29-52, отличающийся тем, что указанный коллаген выбирают из коллагена I типа, коллагена II типа или их комбинации.53. The method according to any one of paragraphs. 29-52, characterized in that said collagen is selected from type I collagen, type II collagen, or a combination thereof. 54. Способ по любому из пп. 29-53, отличающийся тем, что биокраска дополнительно содержит популяцию клеток, присутствующих в концентрации от 1,0x105 до 5,0x107 клеток/мл.54. The method according to any one of paragraphs. 29-53, characterized in that the biostain additionally contains a population of cells present at a concentration of 1.0x10 5 to 5.0x10 7 cells/ml. 55. Способ по любому из пп. 29-53, отличающийся тем, что тканеинженерная конструкция имеет форму органа или ткани субъекта.55. The method according to any one of paragraphs. 29-53, characterized in that the tissue engineering construct has the shape of an organ or tissue of the subject. 56. Способ по любому из пп. 29-55, отличающийся тем, что орган или ткань выбирают из уха, носа, мениска, суставного хряща или сердечного клапана.56. The method according to any one of paragraphs. 29-55, characterized in that the organ or tissue is selected from the ear, nose, meniscus, articular cartilage or heart valve. 57. Способ по любому из пп. 29-56, отличающийся тем, что указанный орган представляет собой ухо.57. The method according to any one of paragraphs. 29-56, characterized in that said organ is an ear.
RU2021129773A 2019-03-29 2020-03-27 Tissue and organ substitutes and methods for their manufacture RU2795561C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/826,745 2019-03-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2795561C1 true RU2795561C1 (en) 2023-05-05

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9044335B2 (en) * 2009-05-05 2015-06-02 Cornell University Composite tissue-engineered intervertebral disc with self-assembled annular alignment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9044335B2 (en) * 2009-05-05 2015-06-02 Cornell University Composite tissue-engineered intervertebral disc with self-assembled annular alignment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIN-HYUNG SHIM ET AL, "Development of a hybrid scaffold with synthetic biomaterials and hydrogel using solid freeform fabrication technology", BIOFABRICATION, UK, (20110701), vol. 3, no. 3, doi:10.1088/1758-5082/3/3/034102, рр. 034102 -1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Veeman et al. Additive manufacturing of biopolymers for tissue engineering and regenerative medicine: an overview, potential applications, advancements, and trends
US10238496B2 (en) Bone regeneration using biodegradable polymeric nanocomposite materials and applications of the same
Sachlos et al. Making tissue engineering scaffolds work. Review: the application of solid freeform fabrication technology to the production of tissue engineering scaffolds
Mellor et al. Fabrication and evaluation of electrospun, 3D-bioplotted, and combination of electrospun/3D-bioplotted scaffolds for tissue engineering applications
DE60214477T2 (en) Implant for the regeneration of cartilage tissue
Liu et al. Development of biodegradable scaffolds for tissue engineering: a perspective on emerging technology
EP3203935B1 (en) Bone regeneration using biodegradable polymeric nanocomposite materials and applications of the same
Ng et al. Hydrogels for 3-D bioprinting-based tissue engineering
George et al. Biopolymer-based scaffolds: Development and biomedical applications
Forgacs et al. Biofabrication: micro-and nano-fabrication, printing, patterning and assemblies
Balla et al. Biointegration of three-dimensional–printed biomaterials and biomedical devices
Sachdev IV et al. A review on techniques and biomaterials used in 3D bioprinting
RU2795561C1 (en) Tissue and organ substitutes and methods for their manufacture
US20220016314A1 (en) Tissue and organ replacements and methods of making thereof
RU2785894C2 (en) Intervertebral disc prostheses and their manufacturing methods
AU2019347499B2 (en) Spinal disc replacements and methods of making thereof
Ankita IV et al. A Review on Techniques and Biomaterials Used in 3D Bioprinting
Sarveswaran et al. A Comprehensive Insights and Research Focus on Scaffolds for Meniscal Regeneration Using Additive Manufacturing
KR20220040773A (en) A biodegradable meniscus scaffold and its manufacturing method
Kade 3D printed structures with biomimicry mechanical characteristics for auricular cartilage growth
Ozkendir et al. Engineering periodontal tissue interfaces using multiphasic scaffolds and membranes for guided bone and tissue regeneration
Khare et al. A Review on Techniques and Biomaterials Used in 3D Bioprinting
Balla et al. Biointegration of three-dimensionaleprinted
Banerjee et al. Biomaterials-From Engineered Scaffolds to Potential Synthetic Organs: A Review