TW201416067A - 腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統與方法 - Google Patents

腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統與方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201416067A
TW201416067A TW101140127A TW101140127A TW201416067A TW 201416067 A TW201416067 A TW 201416067A TW 101140127 A TW101140127 A TW 101140127A TW 101140127 A TW101140127 A TW 101140127A TW 201416067 A TW201416067 A TW 201416067A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
tissue engineering
hollow
mechanical stimulation
abdominal cavity
hollow stent
Prior art date
Application number
TW101140127A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI507181B (zh
Inventor
How-Ran Guo
Chao-Lin Chen
Jin-Jia Hu
Yung-Chun Lee
Chung-Jen Chung
Original Assignee
Univ Nat Cheng Kung
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 Univ Nat Cheng Kung filed Critical Univ Nat Cheng Kung
Priority to TW101140127A priority Critical patent/TWI507181B/zh
Priority to US13/958,899 priority patent/US9212345B2/en
Publication of TW201416067A publication Critical patent/TW201416067A/zh
Priority to US14/856,595 priority patent/US20160002587A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI507181B publication Critical patent/TWI507181B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/04—Mechanical means, e.g. sonic waves, stretching forces, pressure or shear stimuli
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0697—Artificial constructs associating cells of different lineages, e.g. tissue equivalents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04—Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • A61F2/06—Blood vessels
    • A61F2/062—Apparatus for the production of blood vessels made from natural tissue or with layers of living cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

一種腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統與方法。該系統包含一可彈性變形的中空支架、一安裝於中空支架之力學刺激單元，及一安裝於力學刺激單元之中控單元。力學刺激單元包括二連通於中空支架的輸送管件，及分別安裝於輸送管件的一加壓裝置與一壓力感測裝置。中控單元可根據壓力感測裝置之壓力訊號驅動加壓裝置對中空支架灌注與抽離流體。透過該系統的結構設計，以及將中空支架植入生物體腹腔內，並給予週期性力學刺激的設計，可生成由自體組織細胞構成且具有高機械強度的組織工程材料，而可降低植入生物體內後的排斥反應。

Description

腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統與方法
本發明是有關於一種組織工程材料生成系統與生成方法，特別是指一種於生物體腹腔內培養生成組織工程材料的系統與方法。
臨床上，許多動脈硬化或者是慢性腎臟病變的患者，都會面臨到需移植人工血管等人工組織材料的情況，這類人工組織材料的來源，除了自體(autograft)、異體(allograft)或異種(xenograft)的血管來源之外，還包括一些人工合成材料，例如利用polyester、polypropylene及/或expandable-PTFE等材料製成之合成材質(synthetic)不可降解人工血管等，或者是使用PGA(polyglycolic acid)、PLLA(poly-L-lactic acid)等可降解聚合物(Biodegradable polymers)製成的人工血管或組織。
但異體/異種去細胞組織材料易具有排斥性，且有體外處理使用之化學物質或異體蛋白質暴露的危險，而人工合成材質的人工組織材料經常會有異物發炎反應，仍有許多問題需要克服。
近年來，隨著組織工程技術的不斷突破，許多研究單位開始試著利用自體細胞在體外組織培養方式，試圖培養出可直接移植使用於病患本身的組織工程材料，並且透過給予週期性拉伸刺激的動態培養方式，促進培養之組織工程材料的胞外基質的增生，藉以提高組織工程材料的力學 強度。
雖然體外培養組織工程方法已有不錯之成果，惟所產生之組織工程材料的結構強度仍然不足，且在體外培養組織工程材料的過程中，所提供之培養環境仍然無法與生物體體內環境比擬，且培養過程中無法避免得要使用許多人工合成培養試劑，所以生成之組織工程材料仍有安全上的疑慮，因此，目前之培養組織工程材料的生成方法仍有改進之必要。
因此，本發明之目的，即在提供一種可安裝架設在病患體內，而於體內直接生成不需合成材料強化且完全自體組織之組織工程材料的週期性力學刺激組織生成系統。
本發明之另一目的在於提供一種在生物體腹腔內生成組織工程材料的方法。
於是，本發明腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統，適用於架設在一生物體腹腔中，而用以生成及培養組織工程材料，該系統包含一中空支架、一安裝於該中空支架之力學刺激單元，及一安裝於該力學刺激單元之中控單元。該中空支架是用以植入所述生物體之腹腔中，且具有一用以留置在腹腔中並可被灌注流體而彈性擴張變形的塑形段，及二分別自該塑形段兩端相背往外延伸穿出腹腔外而分別用以埋設固定在皮下的固定段。該力學刺激單元包括二分別連通組接於該等固定段且用以延伸出生物體體外的輸送管件、一連通安裝於該等輸送管件其中之一 的加壓裝置，及一安裝於該等輸送管件其中另一的壓力感測裝置，該加壓裝置可被驅動而經由對應組接之輸送管件對該中空支架內部與另一輸送管件加壓灌注流體與洩壓抽離流體，該壓力感測裝置可感測灌注於對應連通之該中空支架內部的流體壓力，而對應輸出一壓力訊號。該中控單元是訊號連接於該加壓裝置與該壓力感測裝置，並可驅動該加壓裝置對該中空支架灌注與抽離流體，且可根據該壓力訊號控制該加壓裝置的動作。
於是，本發明腹腔內週期性力學刺激製造高強度生物材料的方法，包含以下步驟：(a)將一可彈性擴張變形之中空支架植入並固定於一生物體腹腔中，並使該中空支架局部接觸腹腔內壁，使該生物體對該中空支架反應而產生包覆於該中空支架外的生物組織；(b)週期性地對該中空支架內部反覆加壓充填流體與洩壓抽除流體，驅使該中空支架週期性彈性膨脹收縮變形，而對包覆於該中空支架外的生物組織給予週期性力學刺激，並持續一預定刺激期間；及(c)於步驟(b)之預定刺激期間結束後，將已包覆一層生物組織之中空支架拆離該生物體，並將該層生物組織剝離該中空支架而獲得所需之組織工程材料。
本發明之功效：透過該腹腔內週期性力學刺激製造高強度生物材料的系統的結構設計，以及將該系統之中空支架植入生物體腹腔內，並在植入生物體的期間對該中空支架給予週期性力學刺激的設計，可生成由自體組織細胞構成且具有高機械強度結構的組織工程材料，而可降低植入 生物體內後的排斥發炎反應。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
如圖1、2所示，本發明腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統，適用於安裝架設在需要移植組織之生物體900的腹腔901內，例如病患腹腔內，利用該生物體900的腹腔901對植入物反應，而產生包覆於該植入物外之生物組織，並在生物組織逐漸包覆過程中，透過該植入物對包覆的生物組織給予週期性力學刺激，藉以生成具有高強度之完全自體組織的組織工程材料，所述組織工程材料可以是管狀或囊狀，且不以此為限。
該腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統包含：一用以埋設在生物體900腹腔901內之中空支架3、一連通安裝於該中空支架3且用以對該中空支架3施予力學刺激的力學刺激單元4，及一訊號連接於該力學刺激單元4的中控單元5。
該中空支架3是由可彈性外擴膨脹變形之生物相性材料製成，例如矽膠，包括一用以設置於生物體900腹腔901內之塑形段31，及二分別自該塑形段31兩相反端同體往外延伸而用以埋設固定在皮下的固定段32。在本實施例中，該中空支架3是以管狀結構為例進行說明，但實施，該中空支架3之塑形段31也可改成囊狀結構，而該等固定段32 是分別與該囊狀塑形段31連通組接地自該塑形段31往外延伸。另外，該中空支架3也可設計成在該等固定段32間連通組接有多個獨立之塑形段31的結構態樣。由於中空支架3可根據預定生成之組織工程材料外形任意變化，所以實施時，不以上述結構類型為限。
該力學刺激單元4包括二分別連通組接於該等固定段32末端之輸送管件41、一連通組接於其中一輸送管件41的加壓裝置42，及一裝於另外一輸送管件41之壓力感測裝置43。每一輸送管件41具有一用以連通組接於對應之固定段32末端的轉接頭411，及一連通組接於該轉接頭411之長條狀輸送管412。該加壓裝置42是連通組接於對應之輸送管件41的輸送管412末端，並可被該中控單元5驅動而將流體依序灌注入該輸送管件41、該中空支架3與另一輸送管件41，並可洩壓抽除灌注之流體。該壓力感測裝置43是連通於對應之輸送管件41的輸送管412末端，可量測該加壓裝置42灌注於該中空支架3內之流體壓力，並對應輸出一壓力訊號。
在本實施例中，該加壓裝置42為電動式注射器(V3 syringe pump，Kloehn，USA)，但實施時不以此為限。
該中控單元5可程式化控制該加壓裝置42進行加壓灌注液體與洩壓抽除液體的動作模式，例如加壓時間、加壓頻率、施加壓力...等參數，並可根據該壓力感測裝置43輸出之壓力訊號，調控該加壓裝置42之作動，藉以驅使該中空支架3反覆產生形變。
如圖1、2、3所示，接著，就該系統用以進行體內力學刺激組織生成的步驟，以及動物實驗生成之組織工程材料的力學試驗方式與結果進行說明。
步驟(一)將中空支架3植入生物體900的腹腔901中。將中空支架3植入生物體900的腹腔901內，並使該中空支架3之塑形段31局部接觸腹腔901內壁，使該生物體900對該中空支架3反應而產生包覆於該中空支架3外的生物組織。
在本實施例中，採用之中空支架3為矽膠管，內徑1 mm，外徑3 mm，長度約為6 cm。動物實驗之生物體900為大鼠(SD rat)，總共27隻。於完成中空支架3之植入手術後，會給予大鼠7天恢復期。
實驗組/對照組：自大鼠兩側腹部切開並植入第一支中空支架3，並使該塑形段31留置於腹腔901內，並使該第一支中空支架3之兩固定段32穿出兩側腹壁外，並經由兩側皮下穿至背部皮下，且以縫線縫固在皮下，再將兩端腹腔壁之手術開口縫合。然後，再將該等輸送管件41之轉接頭411連通組接於該等固定段32，並使該等轉接頭411分別局部露出大鼠體外而用以連通組接輸送管412，也就是說，此第一支中空支架3會與力學刺激單元4組接，而用以作為實驗組。
以同樣之方法於相同大鼠腹腔內植入第二支中空支架3‘，並使該第二支中空支架3‘沿該第一支中空支架3長度方向延伸，而與該第一支中空支架3的塑形段31相間隔，再 將此第二支中空支架3‘的兩固定段32‘分別延伸至腹腔外，而以縫線固定於皮下，此第二支中空支架3‘不與力學刺激單元4組接，而用以作為對照組。
必須說明的是，該等中空支架3、3’分別設置有兩個用以埋設固定在皮下之固定段32、32’的設計，除了可使該等中空支架3、3’位在腹腔901內的區段更穩固外，還可避免體表細菌沿著中空支架3、3’直接侵入腹腔901內的情況，病菌會先被檔在皮下，不會直接進入腹腔901，所以可降低腹腔細菌感染的風險。
針對上述兩支中空支架3、3‘，以連接於力學刺激單元4之第一支中空支架3的塑形段31及兩固定段32分別作為加壓刺激之實驗組，而以第二支中空支架3‘位於腹腔901內之區段及位於皮下之區段分別作為對照組。
步驟(二)週期性地對該實驗組中空支架3反覆給予力學刺激。於大鼠七天恢復期過後，即開始對實驗組之中空支架3施予力學刺激。將壓力感測裝置43與該加壓裝置42分別安裝於該等輸送管412，並與該中控單元5訊號連接，而週期性地對實驗組之中空支架3加壓灌注流體與洩壓抽除流體，驅使該中空支架3週期性彈性外擴變形與復形，也就是驅使該中空支架3產生週期性博動(pulsation)。
在此期間，未給予力學刺激的對照組中空支架3‘僅是靜置於腹腔901中與皮下。
在本實施例中，整個力學刺激的期程為15天，每天持續加壓刺激時間為8小時，加壓期間大鼠可以自由進食， 加壓刺激8小時後，將該等輸送管412拆離該等轉接頭411，讓大鼠休息。一次加壓與洩壓的時間週期控制在3-4秒，相對力學刺激頻率約為0.3 Hz。根據使用之中空支架3的材質特性，施加之壓力與中空支架3膨脹程度(%)關係約為：4.1 kg/cm2=12%，3.5 kg/cm2=10.3%，3 kg/cm2=6.6%，本實施例採用之壓力為4 kg/cm2。
在本實施例中，灌注於該實驗組中空支架3內之流體為水液，但實施時，也可以是氣體。另外，上述灌注壓力與中空支架3膨脹程度的關係，以及力學刺激週期、頻率，都會根據不同管徑、形狀與材質之中空支架3而有所變化，實施時，當不以上述條件為限。
步驟(三)獲取培養所得之組織工程材料。於步驟(b)之預定培養期結束後，犧牲大鼠，並取出該等中空支架3、3‘，且將分別包覆於受力學刺激之實驗組中空支架3的塑形段31與該等固定段32外的管狀組織工程材料，及分別包覆於未受力學刺激之對照組中空支架3‘位於腹腔901內與皮下區段外的管狀組織工程材料(圖未示)拆取下，即可獲取培養之組織工程材料。
因此，根據中空支架3、3‘放置位置及是否施予力學刺激，每一隻大鼠可取得四種管狀組織工程材料檢體：腹腔內實驗組、腹內對照組、皮下實驗組及皮下對照組。
以下及針對上述取得之該等管狀組織工程材料分別進行力學性質分析及組織染色切片觀察。
【力學性質分析】 1.順應性(compliance)測試
將所得管狀組織工程材料外圍多餘的腹膜組織或皮下結締組織盡量切除，並將管狀組織工程材料浸於生理食鹽水中，並於管狀組織工程材料兩端連通裝設在一力學測試機台進行拉伸，拉伸率約在10%，即約原長度的1.1倍，然後對該管狀組織工程材料內部反覆加壓灌注流體與洩除流體。加壓流速為0.2 ml/min，加壓壓力範圍10 mmHg-200 mmHg，總共測試14個循環。
由於在加壓的過程中，該等管狀組織工程材料的外徑有逐漸擴大的情形，為求標準化，本實施例是在分析外徑形變資料計算順應性時，將加壓循環中之最高壓力(140mmHg)時的外徑，相較於前次施予最高壓力(140 mmHg)時的外徑的增加比例小於1%者，計算該次加壓測試的順應性與加壓循環數(N cycle)，加壓循環數值越大代表結構越弱。順應性計算如式(1)所示，其中，D140為加壓壓力140 mmHg時的外徑，D70為加壓壓力70 mmHg時的外徑。
2.爆破壓力(burst pressure)測試
以經過順應性測試之管狀組織工程材料接續進行爆破壓力測試，將管狀組織工程材料以0.2 ml/min速率逐漸加壓灌注流體至爆破，並記錄爆破時所施加之壓力值。
3.縫線留置拉力測試
在爆破測試之後，將該管狀組織工程材料橫向剪開擷 取出一小段管狀組織結構進行拉力測試，將擷取之管狀組織結構較完整的一端離末端約2 mm處穿設固定一縫線，並將該縫線固定於一步進馬達，而該管狀組織結構另一端是以縫線打結固定在一固定物。兩端固定好後，利用該步進馬達以固定速率拉撐該測試組織，並記錄最高拉力讀值。
【組織切片及染色觀察】
完成上述三種測試後，自每一管狀組織工程材料截取一段具完整組織結構的區段，並將該區段以10% buffered formaldehyde固定及石蠟包埋，並進行組織切片，切片厚度為4 μm，使用HE(hematoxylin-eosin)染色及Masson trichrome染色(梅生三色染色)，部份切片以van-Gieson elastin染色。光學顯微鏡擷取經由Masson trichrome染色與van-Gieson elastin染色後的切片影像進行collagen影像分析。每一個切片會擷取四個顯微攝影畫面，並以該等畫面的比色值平均作為該組織管檢體的collagen(膠原蛋白)比色值(數值範圍0-1)。由於collagen比色值分析為習知技術，因此不再詳述。
【測試結果】
如表1所示，在爆破壓力測試方面，腹腔內實驗組所能承受之平均壓力為28.08±22.07(psi)，明顯大於腹腔內對照組9.39±6.86(psi)。在縫線留置張力測試方面，腹腔內實驗組為81.86±49.65(g)，也明顯大於腹腔內對照組35.3±18.28(g)。壁厚方面，腹腔內實驗組之平均厚度為0.2349±0.1546(mm)，也大於腹腔內對照組的平均厚度(0.1568± 0.1354 mm)。而順應性測試方面，腹腔內實驗組的順應性為1.69±0.83(% per 100 mmHg)，則較腹腔內對照組差，腹腔內實驗組之Masson Trichrome染色的collagen比色值為0.4744±0.1911，也是大於腹腔內對照組0.3269±0.0370。整體而言，經過加壓力學刺激所生成之管狀組織工程材料會具有較佳之結構強度，且會具有含有大量collagen。
在皮下生成之管狀組織工程材料方面，部份皮下對照組因為管狀組織工程材料生長過薄，在剝離中空支架後，會整個塌陷而無法進行力學測試。爆破壓力測試方面，皮下實驗組所能承受之爆破壓力(24.41±17.34 psi)會大於皮下對照組(17.93±11.04 psi)，且皮下實驗組之最大拉力(82.19±46.77g)也會大於皮下對照組(64.75±21.09 g)，但在順應性方面，皮下實驗組的順應性同樣較皮下對照組差。Collagen 比色值方面，皮下實驗組為0.4375±0.0944，會大於皮下對照組(0.3369±0.1210)。壁厚方面，皮下實驗組平均厚度大於皮下控制組平均厚度，且值得注意的是，皮下對照組的標準差(0.0826mm)相當接近其平均值(0.0957mm)，腹腔內對照組也有類似情況，顯示沒有加壓的對照組的組織生長情形差異大，而有加壓的實驗組別不但平均厚度較大，且標準差相對較小。
綜上所述，透過腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統的結構設計，以及將該系統之中空支架3植入生物體900腹腔901內，並在植入生物體900的期間對該中空支架3給予週期性力學刺激，使其週期性產生彈性擴張形變的設計，可有效促使生物體內之組織細胞大量增生附著於該中空支架3外表面，並構成具有高機械強度結構的管狀組織工程材料，由於該組織工程材料是在該生物體900本身體內部環境中以自體組織細胞構成，所以此組織工程材料可供直接移植於該生物體900，而用以作為人工血管，或者是用以修補其它組織器官之用途，且能夠大幅降低排斥發炎反應，可相對提高移植手術的安全性。因此確實可達到本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
3、3’‧‧‧中空支架
31‧‧‧塑形段
32‧‧‧固定段
4‧‧‧力學刺激單元
41‧‧‧輸送管件
411‧‧‧轉接頭
412‧‧‧輸送管
42‧‧‧加壓裝置
43‧‧‧壓力感測裝置
5‧‧‧中控單元
900‧‧‧生物體
901‧‧‧腹腔
圖1是本發明腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統之一較佳實施例的立體示意圖；圖2是該較佳實施例之一中空支架植入生物體腹腔內的示意圖，圖中所示生物體為沿腹腔部位橫切之示意結構；及圖3是本發明腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的方法的步驟流程圖。
3‧‧‧中空支架
31‧‧‧塑形段
32‧‧‧固定段
4‧‧‧力學刺激單元
41‧‧‧輸送管件
411‧‧‧轉接頭
412‧‧‧輸送管
42‧‧‧加壓裝置
43‧‧‧壓力感測裝置
5‧‧‧中控單元

Claims (5)

  1. 一種腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統，適用於架設在一生物體腹腔中，而用以生成及培養組織工程材料，該系統包含：一中空支架，用以植入所述生物體之腹腔中，且具有一用以留置在腹腔中並可被灌注流體而彈性擴張變形的塑形段，及二分別自該塑形段兩端相背往外延伸穿出腹腔外而分別用以埋設固定在皮下的固定段；一力學刺激單元，包括二分別連通組接於該等固定段且用以延伸出生物體體外的輸送管件、一連通安裝於該等輸送管件其中之一的加壓裝置，及一安裝於該等輸送管件其中另一的壓力感測裝置，該加壓裝置可被驅動而經由對應組接之輸送管件對該中空支架內部與另一輸送管件加壓灌注流體與洩壓抽離流體，該壓力感測裝置可感測灌注於對應連通之該中空支架內部的流體壓力，而對應輸出一壓力訊號；及一中控單元，訊號連接於該加壓裝置與該壓力感測裝置，並可驅動該加壓裝置對該中空支架灌注與抽離流體，且可根據該壓力訊號控制該加壓裝置的動作。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統，其中，該等輸送管件分別具有一連通組接於對應之固定段且延伸穿出該生物體體外的轉接頭，及一連通安裝於該轉接頭之輸送管，該加壓裝置與壓力感測裝置是分別組接於對應之輸送管件的輸 送管。
  3. 一種腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的方法，包含以下步驟：(a)將一可彈性擴張變形之中空支架植入並固定於一生物體腹腔中，並使該中空支架局部接觸腹腔內壁，使該生物體對該中空支架反應而產生包覆於該中空支架外的生物組織；(b)週期性地對該中空支架內部反覆加壓充填流體與洩壓抽除流體，驅使該中空支架週期性彈性膨脹收縮變形，而對包覆於該中空支架外的生物組織給予週期性力學刺激，並持續一預定刺激期間；及(c)於步驟(b)之預定刺激期間結束後，將已包覆一層生物組織之中空支架拆離該生物體，並將該層生物組織剝離該中空支架而獲得所需之組織工程材料。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的方法，其中，步驟(a)之中空支架具有一塑形段，及二分別連通於該塑形段之皮下延伸固定段，且是將該塑形段留置於該生物體腹腔內，而將等固定段延伸穿出腹腔外而固定於該生物體皮下。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的方法，其中，步驟(b)是自其中一固定段對該塑形段反復加壓充填與洩除流體，並使加壓灌注之流體貫穿該塑形段而灌注入另一固定段中。
TW101140127A 2012-10-30 2012-10-30 腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統 TWI507181B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101140127A TWI507181B (zh) 2012-10-30 2012-10-30 腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統
US13/958,899 US9212345B2 (en) 2012-10-30 2013-08-05 System and method for producing tissue-engineered material
US14/856,595 US20160002587A1 (en) 2012-10-30 2015-09-17 System for producing tissue-engineered material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101140127A TWI507181B (zh) 2012-10-30 2012-10-30 腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201416067A true TW201416067A (zh) 2014-05-01
TWI507181B TWI507181B (zh) 2015-11-11

Family

ID=50547598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101140127A TWI507181B (zh) 2012-10-30 2012-10-30 腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9212345B2 (zh)
TW (1) TWI507181B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6432712B1 (en) * 1999-11-22 2002-08-13 Bioscience Consultants, Llc Transplantable recellularized and reendothelialized vascular tissue graft
US7348175B2 (en) * 2002-03-15 2008-03-25 St3 Development Corporation Bioreactor with plurality of chambers for conditioning intravascular tissue engineered medical products
WO2003089566A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-30 Tufts University Multi-dimensional strain bioreactor
US7846728B2 (en) * 2006-10-13 2010-12-07 BioStruxs, LLC Tissue engineering in vivo with vascularized scaffolds
RU2011122544A (ru) * 2008-12-31 2013-02-10 КейСиАй Лайсензинг Инк. Системы для обеспечения потока текучей среды к нервным тканям

Also Published As

Publication number Publication date
US9212345B2 (en) 2015-12-15
US20160002587A1 (en) 2016-01-07
TWI507181B (zh) 2015-11-11
US20140120619A1 (en) 2014-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6793698B2 (ja) インプラント
CN110665061A (zh) 一种脱细胞支架溶液-GelMA水凝胶复合材料及制备方法
US20160346444A1 (en) Cellular control and tissue regeneration systems and methods
US20090123993A1 (en) Bioreactor for development of blood vessels
EP3209340A1 (en) Microfabricated tissue scaffolds and methods of making and using the same
CN111603611A (zh) 一种细胞衍生基质管状支架及其制备方法
JP6732753B2 (ja) リンパ節の形成用／再生用インプラント
JP2002534210A (ja) 組織、人造又は天然脈管移植片の滅菌、接種、培養、保存、輸送および試験のための装置および方法
US9408956B2 (en) Cellular control and tissue regeneration systems and methods
JP5676115B2 (ja) 弁付人工血管及び弁付人工血管用柱状芯基材並びに弁付人工血管の製造方法
TWI507181B (zh) 腹腔內力學刺激製造高強度組織工程材料的系統
JP5127120B2 (ja) 結合組織体形成基材およびそれを用いた結合組織体の製造方法
CN110559103B (zh) 一种贯膜支架及其制备方法
RU2701884C1 (ru) Способ имплантации образцов синтетических материалов медико-биологического назначения при исследовании их биосовместимости
JP6755052B1 (ja) 結合組織体及びその製造方法
CN113397760A (zh) 一种主动脉夹层手术用人工血管及制备方法
JP2007037889A (ja) 可動型結合組織体形成基材およびそれを用いた結合組織体の製造方法
JP2023124920A (ja) 中空糸バイオリアクター
WO2020260724A1 (en) An implantable medical device
Morgan The effect of biomimetic electromechanical stimulation on the development and function of engineered myocardial tissue