專(zhuān)利名稱(chēng)：化學(xué)敏感性檢驗(yàn)器的制作方法
化學(xué)敏感性檢驗(yàn)器背景技術(shù)本發(fā)明涉及與生物人工組織切片 一起使用的化學(xué)敏感性檢驗(yàn) 其中生物人工纟且織切片包4舌那些書(shū)亍生自"f壬"f可主要器官、器官系 統(tǒng)、克隆組織的切片，其中克隆組織利用體細(xì)胞移植、或任何其它 基于干細(xì)胞的方式，包括臍帶血、或任何形式的新生物(或贅生物，neoplasm )?；瘜W(xué)敏感性檢驗(yàn)器可以作為提供個(gè)體化藥物治療的方法 用以^H古、；險(xiǎn)測(cè)、以及測(cè)試/f熒選藥物、藥物、以及藥物^C"i射物。最 后，化學(xué)壽丈感性才企-驗(yàn)器可以用來(lái)研究組織中的疾病，如致癌作用， 其中組織的選擇是基于表型分析、或任何其它蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組 學(xué)、或^Ci射組學(xué)(metabonomic )分沖斤方法，包4舌納米系統(tǒng)生物學(xué) 方法。已經(jīng)i正實(shí)，才尤上市前和上市后測(cè)i式而i侖，目前的療法存在兩個(gè) 主要的缺點(diǎn)。例如，萬(wàn)絡(luò)③的災(zāi)難性失敗(VIOXX debacle)清楚 說(shuō)明，需要篩查(screen)用于特定疾病狀態(tài)治療的候選藥物以發(fā) 現(xiàn)部分民眾是否具有潛在的不良反應(yīng)。利用目前可獲得的基因組和 蛋白質(zhì)組分析方法，在經(jīng)受這種潛在有害和致病的毒性化合物以 前，可以對(duì)高?；颊吆突颊哳?lèi)型進(jìn)行組織篩查。而且，逐步上升的成本影響了這種計(jì)算并強(qiáng)調(diào)了需要本發(fā)明所 披露內(nèi)容的教導(dǎo)。在回顧了在這方面(in this space )已經(jīng)確立的歷 史數(shù)字以后，這變得非常清楚。才艮據(jù)Tufts藥物開(kāi)發(fā)研究中心(Tufts Center for the Study of Drug Development)的研究，在2001年，開(kāi)發(fā)新藥的平均成本超過(guò)8億 美元。其中，平均每個(gè)公司大約使用1600萬(wàn)美元用于臨床前研究。 因此，在藥物開(kāi)發(fā)中減少測(cè)試時(shí)間和降{氐成本對(duì)于大多#t制藥7>司 的生存是關(guān)鍵的因素。此外，因?yàn)樵谙嗤乃幬镱I(lǐng)域通常有一個(gè)以 上的公司進(jìn)行竟?fàn)?，所以任何有竟?fàn)幜Φ膬?yōu)勢(shì)都是受歡迎的。藥物 開(kāi)發(fā)成本的主要部分產(chǎn)生于FDA批準(zhǔn)過(guò)程。然而，許多這樣的成 本不能用管理臨床前成本的相同方式加以管理。為了解決高漲的臨 床前成本，體內(nèi)和體外測(cè)試和選4奪潛在的新4美選藥物的更加有效 的、可負(fù)^旦的、并且適時(shí)的方法在本4亍業(yè)具有顯著的意義。在開(kāi)發(fā)新藥時(shí)，毒性總是要考慮的重要問(wèn)題。因?yàn)楦闻K代謝大 多凄t藥物，所以要尤其關(guān)注肝臟損傷。而且，其它器官和系統(tǒng)、以 及它們?nèi)绾螌?duì)外來(lái)物質(zhì)起作用，是才及端重要的。因此，在藥物開(kāi)發(fā) 中，利用小動(dòng)物和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行的常規(guī)體內(nèi)和體外測(cè)試廣泛地 用來(lái)評(píng)估肝功能。然而，這些常^L測(cè)試具有特定的缺點(diǎn)，如個(gè)體差 異、使用大動(dòng)物的高成本、以及原位肝天然存在特性的喪失。對(duì)于 其它器官同樣如此。隨著我們對(duì)這些其它器官和它們?nèi)?可洞察哺乳 動(dòng)物如何應(yīng)答各種前藥、藥物、化合物以及系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)的增加， 本發(fā)明披露內(nèi)容的相對(duì)重要性變得更加顯著和重要。為了克服這些缺點(diǎn)，使用了細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。然而，借助于這些 模型，細(xì)胞與細(xì)胞的連接相互作用不能維持所希望的時(shí)間長(zhǎng)度。一一 旦喪失細(xì)胞與細(xì)胞的連接性，之后，測(cè)試方案很快會(huì)失效，因?yàn)樗?不再針對(duì)器官、系統(tǒng)、或生物體水平應(yīng)答(response )。生物人工器官裝置目前正在開(kāi)發(fā)中。人們相信，^又可以用需要 來(lái)自異種或人源的肝組織的可用性的生物基質(zhì)，即，例如，肝切片 或整個(gè)肝樣品，來(lái)替代器官功能。最近的努力已經(jīng)在組合型肝支持 裝置中結(jié)合了機(jī)械和生物支持系統(tǒng)。這些組合型裝置的機(jī)械部件用來(lái)除去毒素并在患者血清和肝支持裝置的生物部件之間產(chǎn)生屏障。 這些組合型肝支持裝置的生物部件可以由肝切片、顆?；巍⒒騺?lái) 自低度腫瘤細(xì)胞的肝細(xì)胞或豬肝細(xì)胞構(gòu)成。這些生物部件被設(shè)置在 通常稱(chēng)為生物反應(yīng)器的小室中。然而，就維持在這些裝置中使用的 個(gè)體細(xì)胞系的功能而論，仍然存在問(wèn)題。大多數(shù)裝置使用永生化細(xì) 胞系。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，隨時(shí)間流逝，這些細(xì)胞會(huì)喪失特定功能。有若千組正在開(kāi)發(fā)中的生物人工肝裝置，例如，Circe Biomedical ( Lexington, MA )、 Vitagen ( La Jolla, CA )、 Excorp Medical ( Oakdale， MN )、 以及Algenix ( Shoreview， MN )。 Circe Biomedical裝置將有活力的肝細(xì)胞和生物相容性膜整合到體外的生 物人工肝輔助系統(tǒng)中。Vitagen的ELAD (體外肝輔助裝置)人工 肝是一種兩室中空纖維濾筒，其包含培養(yǎng)的人類(lèi)肝細(xì)胞系(C3A)。 該濾筒包含具有特征性分子量篩截的半透膜。該膜考慮到了培養(yǎng)的 人類(lèi)細(xì)胞系和患者超濾液的物理區(qū)室化。Algenix提供了 一種系統(tǒng)， 在該系統(tǒng)中外部肝支持系統(tǒng)使用豬的肝細(xì)胞。個(gè)體豬的肝細(xì)胞經(jīng)過(guò) 膜以處理人類(lèi)血細(xì)胞。Excorp Medical的裝置包含中空纖維膜(具 有l(wèi)OOkda篩截)生物反應(yīng)器，該生物反應(yīng)器將患者血液從大約100 克原代豬肝細(xì)胞分離出來(lái)，其中原代豬肝細(xì)胞得自專(zhuān)門(mén)飼養(yǎng) (purpose-raised)的無(wú)病原體豬。血液通過(guò)裝滿中空聚合物纖維和 含有數(shù)以十億計(jì)的豬的肝細(xì)胞懸浮液的圓柱體。纖維作為屏障以防 止蛋白質(zhì)和豬細(xì)胞的細(xì)胞副產(chǎn)物直接接觸患者血液但允許細(xì)胞之 間的必要接觸以便可以除去血液中的毒素。這些裝置的不同方面代表了相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)的改進(jìn)，但它們 仍然具有特定的缺點(diǎn)。這些裝置(均使用個(gè)體肝細(xì)胞)的作用是有 限的，這是由于缺乏表現(xiàn)出肝臟在體內(nèi)狀態(tài)的特性的細(xì)胞與細(xì)胞的 相互作用。因此，生物人工器官將是有益的，例如，供藥物開(kāi)發(fā)使 用的具有改善的效率、生存力、和功能的肝臟。這種長(zhǎng)期存在的需要通過(guò)本發(fā)明的教導(dǎo)得以解決，本發(fā)明為藥物測(cè)試提供生物人工組 織切片。隨著生物人工器官系統(tǒng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，用于篩選化合物的方 法得到了改進(jìn)。本申請(qǐng)披露了將最近的改進(jìn)應(yīng)用于生物人工器官系 統(tǒng)的方法。發(fā)明內(nèi)容本申請(qǐng)披露了 一種新的方法通過(guò)用至少 一種化合物處理生物 人工器官系統(tǒng)或細(xì)胞培養(yǎng)物并觀察對(duì)生物人工器官系統(tǒng)或細(xì)胞培 養(yǎng)物的影響來(lái)測(cè)試在生物人工器官系統(tǒng)或細(xì)胞培養(yǎng)物中物質(zhì)的化 學(xué)敏感性。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明了，進(jìn)一步披露的是工作 方法(business method ):利用本發(fā)明披露的裝置和方法來(lái)為患者提 供組織和器官特異性篩選，以補(bǔ)充切緣基因組、蛋白質(zhì)組、以及代 i射組分析。本文披露的是一種用于提供模擬體內(nèi)條件的方法，包括在體外 提供用于顯著復(fù)制(或重復(fù))體內(nèi)組織功能的生物反應(yīng)器，提供生 物反應(yīng)器以容納至少一個(gè)等分試樣(等份用量，aliquot)的組織樣 品，以及^f吏至少一個(gè)等分試樣產(chǎn)生有用的凄史據(jù)。而且，披露了一種用于基本上模擬體內(nèi)條件的方法，包括獲 得用于在體外基本上復(fù)制體內(nèi)組織功能的生物反應(yīng)器，獲得組織樣 品，以及利用至少一個(gè)等分試樣的組織樣品以產(chǎn)生有用的凝:據(jù)。進(jìn)一步披露了一種用于基本上模擬體內(nèi)條件的方法，包括提 供組織才羊品，將組織樣品分成組織切片(包4舌作為生物人工組織系 統(tǒng)的一部分的組織切片)，以及通過(guò)用至少一種藥物療法處理組織 切片以-使用生物人工組織系統(tǒng)產(chǎn)生有用的翁:據(jù)。披露了一種類(lèi)似的方法，包括獲得包含組織切片的生物人工 組織系統(tǒng)，通過(guò)用至少一種藥物療法處理組織+刀片以-使用生物人工 組織系統(tǒng)產(chǎn)生有用的數(shù)據(jù)，以及比較數(shù)據(jù)以確定有絲分裂活性、化 合物的毒性、或組織病理學(xué)，基于數(shù)據(jù)比較選擇藥物療法。最后，披露了一種用于化學(xué)敏感性測(cè)試的工作方法，其包括 才是供用于力丈置組織切片的基于生物反應(yīng)器的系統(tǒng)，將組織裝入(或 置于，p叩ulating)基于生物反應(yīng)的系統(tǒng)，在組織上對(duì)方案進(jìn)行測(cè)試， 以及收集結(jié)果。


連同附圖并參照以下描述，本發(fā)明4皮露的上述特點(diǎn)和目的將變 得更為明了 ，其中相同的標(biāo)記凄t字表示相同的元件并且其中圖1是生物人工器官系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)的示意圖；圖2是完整的生物人工器官系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的透一見(jiàn)圖；圖3是安裝在生物人工器官系統(tǒng)中的生物反應(yīng)器的一種實(shí)施方 式的透一見(jiàn)圖；圖4是生物反應(yīng)器單元的一種實(shí)施方式的透^L圖；圖5是生物反應(yīng)器單元的一種實(shí)施方式的透#見(jiàn)圖，其示出組織 切片裝置的設(shè)置；圖6是包含組織切片的組織切片裝置的一種實(shí)施方式的分解圖；圖7A是生物人工器官系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的組織切片排列的 側(cè)剖一見(jiàn)圖；圖7B是圖7A的組織切片排列的透視圖；圖8是利用生物人工器官系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)和間歇灌注的體外利多 卡因清除的圖解；圖9是利用生物人工器官系統(tǒng)運(yùn)行6小時(shí)和24小時(shí)的體外利 多卡因清除的圖解；圖10是利用生物人工器官系統(tǒng)運(yùn)行6小時(shí)和24小時(shí)的體外 DMX濃度的圖解；以及圖11是利用生物人工器官系統(tǒng)運(yùn)行6小時(shí)和24小時(shí)的體外氨 清除的圖解；圖12是示出通過(guò)本發(fā)明的組織切片裝置所進(jìn)行的過(guò)程的示意圖；來(lái)獲得有用結(jié)果的方法的 一 種實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施方式
如在本文中所4吏用的，術(shù)i吾"方案(或療法，regimen)"可以 理解為是指一種或多種藥物、化合物、治療劑、核酸、肽、代謝產(chǎn) 物、病毒、細(xì)菌、或可以施加于細(xì)力包或組織的其它制劑。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 一種改進(jìn)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其用于在來(lái)自動(dòng)物 的器官切片的周?chē)h(huán)血漿，以產(chǎn)生尤其用于4b學(xué)壽丈感性測(cè)試的系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是4是供一種有效方法，其中在將化合物實(shí) 際給予有生命的患者以前利用 一種平臺(tái)來(lái)測(cè)試化合物的效力。通過(guò)體內(nèi)和體外動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)了解化合物的毒性和藥理效應(yīng)。然而，本發(fā) 明使人和動(dòng)物的組織的使用可以被培養(yǎng)并用于在組織上測(cè)試化合物。對(duì)于新的藥物化合物，F(xiàn)DA要求新藥申請(qǐng)者最少要(l)表現(xiàn) 藥物的藥理范圍(profile); ( 2 )在至少兩種動(dòng)物物種中確定藥物的 急性毒性；以及(3)進(jìn)行兩周至3個(gè)月的短期毒性研究，其取決 于在建議的臨床研究中使用的物質(zhì)和建議的時(shí)間。該過(guò)程是復(fù)雜且 昂貴的，其中要測(cè)試數(shù)百種并且有時(shí)是數(shù)千種化合物。本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種方法，基于該方法藥物療 法，例如，化療方案，可以針對(duì)單個(gè)4吏用者實(shí)現(xiàn)個(gè)體化。 一般i兌來(lái)， 在使用化療方案的情況下，并不是所有方案在所有患者中以相同的 方式起作用。對(duì)一位患者有效的藥物合劑(drug cocktail)對(duì)不同的 患者可能是無(wú)效的。本發(fā)明提供了一種在給予患者以前測(cè)試藥物療 法的效力的方法，從而對(duì)每位患者僅實(shí)施最有效的方案。本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是l是供用于研究疾病和化合物影響組 織的方式的研究平臺(tái)和方法。對(duì)于本發(fā)明而言，術(shù)i吾組織沖羊品、組織切片、或組織等分試沖羊 是指生物人工器官系統(tǒng)或組織細(xì)胞的細(xì)胞培養(yǎng)物，其中組織細(xì)胞培 養(yǎng)物不是生物人工器官系統(tǒng)的 一部分。根據(jù)本發(fā)明的 一 種實(shí)施方式，提供了 一種化學(xué)敏感性測(cè)試方 法，其使用生物人工器官系統(tǒng)來(lái)評(píng)估、檢測(cè)并測(cè)試候選藥物、藥物 以及藥物代謝物(結(jié)合于此作為參考)。該系統(tǒng)具有組織切片培養(yǎng) 裝置。明顯;也可以:沒(méi)想^更于測(cè):逸生物人工器官的其它類(lèi)4以的系統(tǒng)。 此外，在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法可以和常規(guī)組織樣品一起 使用。本發(fā)明提供了 一種用于化學(xué)敏感性測(cè)試的方法，其提供了 一種 方式來(lái)4吏用于單個(gè)患者的化療方案?jìng)€(gè)體化，預(yù)測(cè)4匕合物在正常組織 中的毒性，以及研究疾病。根據(jù)一種實(shí)施方式，在外科手術(shù)期間，例如活片企，^是取組織樣品。才羊品^皮切成許多組織切片。3夸各種"fb療方案應(yīng)用于每個(gè)組織切片。在方案完成以后，比專(zhuān)交結(jié)果以確定每種方案的效力。通過(guò)比l交不同方案，則基于測(cè)試結(jié)果可以i殳計(jì)個(gè)體4匕 的化療方案?；瘜W(xué)敏感性檢驗(yàn)器的其它應(yīng)用是研究和評(píng)估毒性、以 及研究和評(píng)估組織病理學(xué)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的藥物測(cè)試系統(tǒng)10的示意圖。將培養(yǎng)基13 從容器12引入生物反應(yīng)器15。在生物反應(yīng)器15內(nèi)有至少一個(gè)組織 切片裝置20，其包^"至少一個(gè)組織切片23,該切片4非列在兩個(gè)絲 網(wǎng)21之間(參見(jiàn)圖7A和7B ),該組織切片裝置垂直且相互平4亍地 放置在生物反應(yīng)器15內(nèi)。當(dāng)培養(yǎng)基被引入生物反應(yīng)器中時(shí)，培養(yǎng) 基水平面開(kāi)始上升直到它接觸組織切片，其4吏組織切片23可以4妄 觸通過(guò)培養(yǎng)基引入的多種(a myriad of)化合物。通過(guò)在小室頂部的氣閥151引入氧化了的氣體(含氧氣 體,oxygenated gas )。雖然氣閥示在小室的頂部，但在本文中也可以 設(shè)想，氣閥可以在小室的側(cè)面或底部，只要具有適當(dāng)?shù)拿芊鈦?lái)防止 液體培養(yǎng)基的滲漏。氣體優(yōu)選是以體積計(jì)95%的02和以體積計(jì)5% 的C02的混合物，并且在1至10 ATM的壓力范圍下通過(guò)氣閥供給 到小室并從其中排出，同時(shí)通過(guò)壓力控制器(未示出)對(duì)壓力進(jìn)行 控制。電磁閥(也未示出)可以與壓力控制器連接以維持預(yù)設(shè) (pre-set)氣體壓力。氣體滅菌裝置18，例3口，具有大約0.22 ]dm 孔徑的注射器式濾器(syringe filter),優(yōu)選安裝在氣閥151中以濾 出微生物，從而對(duì)供給小室的氣體進(jìn)行滅菌。帶有氣體滅菌裝置18 的氣體止回閥11設(shè)置在培養(yǎng)基容器上并用來(lái)平衡容器和大氣之間 的壓力。組織切片的穩(wěn)定性是本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)。在供給培養(yǎng)基和 氧化氣體的條件下培養(yǎng)組織切片。液體培養(yǎng)基或血漿是通過(guò)容器供 給到小室中，而氧化了的氣體是通過(guò)小室的頂部供給的。每一種以 規(guī)則間隔供給，使得每一個(gè)組織切片交替地暴露于培養(yǎng)基和暴露于氣體，其中暴露時(shí)間比率為大約1:1至大約1:4。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大約1:2.5 至大約1:3.5的比率是有效的，并且還發(fā)現(xiàn)大約1:1或1:3的比率是 有效的，雖然改變這些參數(shù)無(wú)疑是在技術(shù)人員的正常技術(shù)水平之 內(nèi)。泵19控制培養(yǎng)基的流動(dòng)。組織切片交替暴露于氣體和培養(yǎng)基 的速率大體上相當(dāng)于代謝速率。在本發(fā)明中Waymouth MB 752/1培養(yǎng)基優(yōu)于血漿。培養(yǎng)基或血 漿類(lèi)型的特定選擇是普通技術(shù)人員熟知的并且可以因細(xì)胞類(lèi)型而 異。為了防止中心性壞死，以上描述的氣體混合物為95% 02和5% co2。因?yàn)檫@種混合物可以產(chǎn)生游離的氧自由基，其通常對(duì)于組織 培養(yǎng)細(xì)胞是毒性的。例如，對(duì)于肝樣品，加入高濃度的谷胱甘肽和 維生素E (作為氧自由基清除劑和抗氧化劑)并補(bǔ)充10%的滅活胎 牛血清和L-谷氨酰胺?，F(xiàn)參照?qǐng)D2，其示出生物人工器官系統(tǒng)10的一種實(shí)施方式。生 物人工器官系統(tǒng)10包4舌一個(gè)或多個(gè)i殳置在i咅養(yǎng)箱32中的生物反應(yīng) 器15，培養(yǎng)箱32調(diào)節(jié)小室中的溫度和濕度。培養(yǎng)箱32使使用者可 以調(diào)節(jié)生物人工器官的狀態(tài)，確保生物人工器官隨時(shí)間暴露于對(duì)生 存力來(lái)說(shuō)最佳的條件。適宜的用于組織培養(yǎng)的培養(yǎng)箱系統(tǒng)的選擇在 本技術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的，因而不需要進(jìn)一步的陳述。設(shè)置在恒溫室中的是一個(gè)或多個(gè)生物反應(yīng)器15。每一個(gè)生物反 應(yīng)器15容納一個(gè)或多個(gè)組織切片或樣品。^走轉(zhuǎn)器30轉(zhuǎn)動(dòng)生物反應(yīng) 器15，分別處于濕相和干相。濕相對(duì)應(yīng)于組織切片基本上暴露于培 養(yǎng)基的時(shí)間。同樣，干相對(duì)應(yīng)于組織切片基本上暴露于氣體的時(shí)間。 控制才莫塊34提供用于控制生物人工器官系統(tǒng)10操作的參數(shù)的界面。例如，利用控制才莫塊，可以調(diào)節(jié)組織切片暴露于氣體和培養(yǎng)基的時(shí)間期限，其大體上對(duì)應(yīng)于代i射速率。類(lèi)似地，利用控制才莫塊34, 可以調(diào)節(jié)氣體與培養(yǎng)基的比率、以及其它必要的操作參數(shù)。如本領(lǐng) 域技術(shù)人員明了的，在培養(yǎng)箱32內(nèi)供給氣體和培養(yǎng)基?，F(xiàn)參照?qǐng)D3，其示出安裝在培養(yǎng)箱32中的生物反應(yīng)器15的近 -現(xiàn)圖。為了便于進(jìn)入和退出，生物反應(yīng)器15和凝:轉(zhuǎn)器30可以固定 于平臺(tái)，該平臺(tái)可以滑進(jìn)和滑出培養(yǎng)箱32。當(dāng)安裝在培養(yǎng)箱32中 時(shí)，每個(gè)生物反應(yīng)器15分別連接于氣體和培養(yǎng)基供給管36和38。 如圖3的實(shí)施方式所示，氣閥151 (每個(gè)組織切片裝置小室155有 一個(gè))連接于氣體供給管36。如圖3所示，歧管系統(tǒng)17i殳置在氣 閥151和氣體供給管36之間。如前所述，氣體過(guò)濾器18安裝在氣 體供給管36和氣閥151之間。類(lèi)似地，培養(yǎng)基閥153連4妄于i咅養(yǎng) 基供給管38。如前所述，培養(yǎng)基過(guò)濾器18設(shè)置在培養(yǎng)基供給管38 和培養(yǎng)基閥153之間?，F(xiàn)參照?qǐng)D4，其示出生物反應(yīng)器15的一種實(shí)施方式。雖然許多 構(gòu)造是可得到的并且將為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所明了，但示于圖4 的實(shí)施方式包括許多組織切片裝置小室155 (參見(jiàn)圖5)。生物反應(yīng) 器基座157和生物反應(yīng)器蓋158相互連接，由密封空腔形成每一個(gè) 組織切片裝置小室155。氣閥151可以通常連接于氣體供給管36并 且氣體連通于組織切片裝置小室155,以便為包含在組織切片裝置 小室155中的組織切片提供所需氣體混合物。培養(yǎng)基閥153流體連 通于組織切片裝置小室155并且對(duì)于培養(yǎng)基起到與氣閥151對(duì)于氣 體的功能相同的功能。根據(jù)這些實(shí)施方式，生物反應(yīng)器蓋密封器159 密封生物反應(yīng)器蓋158和生物反應(yīng)器基座157。生物反應(yīng)器蓋密封 器159可以是0形環(huán)或其它類(lèi)似裝置，當(dāng)生物反應(yīng)器基座157和生 物反應(yīng)器蓋158處于相互連4妄構(gòu)造時(shí)其可以防止:^u體、滲漏，并且當(dāng) 倒轉(zhuǎn)時(shí)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明了和理解用作生物反應(yīng)器蓋密封 器159的實(shí)際選擇。才艮據(jù)圖5示出的實(shí)施方式，每一個(gè)組織切片裝置小室155容納 至少一個(gè)組織切片裝置20。當(dāng)未相互連接時(shí)，組織切片裝置20可 以插入空腔，其形成生物反應(yīng)器基座157中的組織切片裝置小室155 的一部分。根據(jù)該示例性實(shí)施方式，將單個(gè)組織切片裝置20插入 每個(gè)空腔；然而，通過(guò)在生物反應(yīng)器15中提供多個(gè)組織切片裝置 小室155,可以在單個(gè)生物反應(yīng)器15中采用多個(gè)組織切片裝置20。 然而，本發(fā)明設(shè)計(jì)這樣的生物反應(yīng)器15構(gòu)造其包4舌不同數(shù)目的 組織切片裝置小室155，并且每個(gè)組織切片裝置小室155具有不同 數(shù)目的組織切片裝置20。在將每個(gè)組織切片裝置20插入組織切片 裝置小室155以后，將生物反應(yīng)器蓋158與生物反應(yīng)器基座157相 互連接。在相互連接以后，就用生物反應(yīng)器蓋密封器159密封生物 反應(yīng)器15。然后可以將生物反應(yīng)器15放入培養(yǎng)箱32中并連接于氣 體供給管36和培養(yǎng)基供給管38，并相應(yīng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如前所述并且如圖6中的實(shí)施方式所示，《且織切片裝置20可 以包4舌多個(gè)絲網(wǎng)21。如前所述，絲網(wǎng)21可以由不銹鋼或本4頁(yè)i或普 通技術(shù)人員已知的其它材料制成。將一個(gè)或多個(gè)組織切片23設(shè)置 在相鄰絲網(wǎng)21之間并且用組織切片裝置夾24將絲網(wǎng)21扣緊在一 起。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明了 ，對(duì)于每個(gè)試驗(yàn)記錄(protocol)可能需要對(duì) 組織切片的尺寸和厚度進(jìn)行優(yōu)化并且組織薄片的尺寸和厚度可因 實(shí)-瞼和纟且織而異。才艮據(jù)示于圖6的示例性實(shí)施方式，兩個(gè)絲網(wǎng)21形成組織切片 裝置20。才艮據(jù)該示例性實(shí)施方式，將組織切片23置于組織切片裝 置20的下部40%處。在組織切片裝置20中的組織切片23的這種 構(gòu)造可確4呆組織切片完全暴露于干循環(huán)和濕循環(huán)。圖7A和7B示出組織切片裝置20的類(lèi)似的實(shí)施方式。兩個(gè)不 4秀鋼絲網(wǎng)21，其尺寸可以基于小室的尺寸來(lái)選4奪。這兩個(gè)絲網(wǎng)優(yōu)選 平4亍排列。在一種實(shí)施方式中，絲網(wǎng)具有大約0.26mm的孔徑。此外，在一種實(shí)施方式中，可以壓制(press)絲網(wǎng)以確4呆一致的平面 度。在絲網(wǎng)21之間是多個(gè)組織切片23，如以有序方式排列的肝切 片。兩個(gè)絲網(wǎng)^f立于組織切片的每一側(cè)并具有足夠的空間以致不會(huì)才齊 壓組織切片，但還足以保持它們以使它們不會(huì)被培養(yǎng)基沖走。雖然 圖7A和7B示出相對(duì)較少數(shù)目的位于在絲網(wǎng)之間的組織切片，但應(yīng) 當(dāng)明了 ，裝置的效率取決于組織切片的數(shù)目和所采用的組織切片的 尺寸。另外，雖然示出兩個(gè)絲網(wǎng)21，但設(shè)想可以使用任何數(shù)目的絲 網(wǎng)21。如果使用單個(gè)絲網(wǎng)21，其被設(shè)計(jì)成包圍(至少部分地)組 織切片23,從而形成空間并將它們保持在該空間中。例如，絲網(wǎng)可 以形成適當(dāng)尺寸的U形。在本發(fā)明中4吏用的組織切片23可以獲得自適宜的動(dòng)物，例如， 兔、豬、狗、嚙齒類(lèi)動(dòng)物、或人，其取決于裝置的所希望的用途。 特別地可以考慮人類(lèi)組織并且可以與動(dòng)物組織互換使用。組織切片 23可以具有適合于維持其生存和基本功能的任何尺寸或形狀。在本 發(fā)明中，示出的有效的組織切片23的厚度具有大約10 pm至大約 2,000 |um的厚度范圍。已經(jīng)確定，在特定的實(shí)-險(xiǎn)中，大約100 pm 至大約500 pm的厚度是有效的。本發(fā)明理想;也適合于測(cè)試藥物的毒性和歲文率(療歲文，efficiency ) 的方法。通過(guò)將組織切片暴露于藥物或<夷選藥物并7見(jiàn)測(cè)組織(如肝 組織)代i射化合物的能力來(lái)完成測(cè)試，其中化合物或其代i射產(chǎn)物可 以加以檢測(cè)。例如，氨和利多卡因是可以由健康肝臟代謝的常見(jiàn)化 合物。以下實(shí)施例示出了這種測(cè)試，如將其用于肝切片。本領(lǐng)域技 術(shù)人員認(rèn)識(shí)到本發(fā)明可應(yīng)用于其它器官。為了在組織切片或等分試樣上測(cè)試化療方案，將至少一種化合 物施加于生物人工器官系統(tǒng)中的至少 一個(gè)組織等分^式才羊。經(jīng)過(guò)預(yù)定 時(shí)間以后，收集數(shù)據(jù)。在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，條件可以復(fù)制。在完成每個(gè)組織切片或等分試才羊的測(cè)試以后，對(duì)凄t才居進(jìn)4亍比 較。數(shù)據(jù)的比較便于本發(fā)明的不同應(yīng)用，包括，例如，有絲分裂活 性、細(xì)胞毒性參數(shù)、以及組織病理學(xué)的沖企測(cè)。 一旦從數(shù)據(jù)推導(dǎo)出， 這些結(jié)果可用于，例如，為患者制定最有效的化療方案，用于一般 預(yù)測(cè)給定化合物或多種化合物的毒性，或用于致癌作用研究。當(dāng)然， ,人數(shù)據(jù)可以獲得其它推i侖，并且利用組織切片或等分試沖羊進(jìn)4于實(shí)-瞼 的設(shè)計(jì)上的變化便于推導(dǎo)出不同的信息。圖8至11說(shuō)明了本文披露的使用肝切片作為組織樣品的原理 和裝置的應(yīng)用。在圖8和圖9中提供的數(shù)據(jù)證明了生物人工器官系 統(tǒng)隨時(shí)間清除利多卡因的能力。類(lèi)似地，圖10示出隨時(shí)間測(cè);彈的 濃度增加，其基本上模擬樣品的體內(nèi)生理過(guò)程。最后，圖11證明 了本發(fā)明教導(dǎo)的在對(duì)氨進(jìn)行解毒方面的能力。圖8至11提供的數(shù) 據(jù)并不用來(lái)限制或用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的教導(dǎo)將獲得的實(shí)際結(jié)果，而只 是用來(lái)證明本發(fā)明的教導(dǎo)所達(dá)到的效用。因此希望不同的構(gòu)造將獲 得類(lèi)似的結(jié)果，其并不是本文提供的數(shù)據(jù)的完全復(fù)制?，F(xiàn)參照?qǐng)D12，其示出應(yīng)用本文4皮露的裝置的方法的一種實(shí)施方 式。根據(jù)一種實(shí)施方式，使生物反應(yīng)器15負(fù)載組織切片23并將其 密封。生物反應(yīng)器15可以與本文披露的實(shí)施方式完全相同或是具 有類(lèi)似功能的其它裝置。將生物反應(yīng)器連接于至少一個(gè)包含可提供 量的(a supply of)培養(yǎng)基的培養(yǎng)基容器l2。根據(jù)其中生物反應(yīng)器 包括多個(gè)組織切片裝置小室155的實(shí)施方式，可以用不同的培養(yǎng)基 容器供給培養(yǎng)基，其取決于實(shí)驗(yàn)所追求的特定目標(biāo)。例如，根據(jù)一 種實(shí)施方式，生物反應(yīng)器15包括6個(gè)組織切片裝置小室155(參見(jiàn)， 例如，圖5)。第一'J、室可以用作對(duì)照，其中沒(méi)有對(duì)培養(yǎng)基供《合添加 劑。其它5個(gè)小室可以供給含有要在組織切片23上進(jìn)行測(cè)試的化 合物(如不同濃度的利多卡因或氨)的培養(yǎng)基。類(lèi)似地，可以對(duì)所 有或部分組織切片裝置小室155供給完全相同的化合物以《更具有多 組結(jié)果或防止特定組織切片裝置小室155的污染(fouling)妨礙結(jié)果的修正(retrieval )。然而，精確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)記錄在許多變 量(如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知和明了的)上是可配置的。根據(jù)一些 實(shí)施方式，可以將過(guò)濾器18i殳置在培養(yǎng)基容器12和生物反應(yīng)器15 之間。生物反應(yīng)器15還連接至氣體供給管40。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn) 記錄，氣體供給管可以供給各種組合和濃度的氣體。通常，可以將 單個(gè)氣體供給管40連接至所有組織切片裝置小室155。然而，如果 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或試驗(yàn)記錄需要和要求的話，則可以使用多個(gè)氣體供給管 40。根據(jù)一些實(shí)施方式，過(guò)濾器18可以設(shè)置在氣體供給管40和生 物反應(yīng)器15之間。在將培養(yǎng)基和氣體供給到每個(gè)組織切片裝置小室155以后，將 生物反應(yīng)器15溫育給定的時(shí)間。在溫育期間，將組織切片交替地 暴露于培養(yǎng)基和氣體。這可以用多種方式來(lái)完成。例如，可以交替 地注入和回收培養(yǎng)基和氣體，以致在任一給定時(shí)間氣體或培養(yǎng)基都 處于組織切片裝置小室155中?？商鎿Q地，可以旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器15 以便組織樣品交替地暴露于培養(yǎng)基和氣體，二者均保持在組織切片 裝置小室155中。這可以通過(guò)下述方式來(lái)完成確併:組織樣品23 〈叉占據(jù)一定容積的組織切片裝置小室155,以致在一種構(gòu)形 (configuration )中它完全浸沒(méi)在培養(yǎng)基中，但在旋轉(zhuǎn)以后則完全暴 露于氣體。圖6說(shuō)明了反映這種想法的實(shí)施方式，其中組織樣品23 占據(jù)組織切片裝置20的40%。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明了這種想法的 其它等同替換。在實(shí)驗(yàn)期間的不同點(diǎn)，可以移取(remove)培養(yǎng)基的樣品用于 測(cè)試。才艮據(jù)圖12所示的實(shí)施方式，排泄泵60可以除去培養(yǎng)基的等 分試樣。 一旦除去，培養(yǎng)基可以具有任何抽提同時(shí)被捕獲在氣泡收 集器(除泡器，bubble trap) 70中的氣體。其后，培養(yǎng)基等分試樣存于處理過(guò)的培養(yǎng)基容器50中并測(cè)試。在測(cè)試以后，它可以#1送 回到生物反應(yīng)器15或廢棄。i殳置在系統(tǒng)中的過(guò)濾器18保持無(wú)菌。圖13示出的實(shí)施方式舉例-說(shuō)明了測(cè)i式不同4b合物和物質(zhì)的化^ 學(xué)每文感性的方法。在該示例性方法中，在外^f牛手術(shù)期間^是取組織才羊 品。組織可以是人或動(dòng)物纟且織，其取決于所述纟且織的所希望的應(yīng)用。 例如，為了制定(create)個(gè)體化的化療方案，,人要為其制定方案的 患者除去組織。例如，可以除去癌性組織，然后暴露于各種各樣的 抗癌藥物合劑，以確定用于所測(cè)試的特定癌癥的最好合劑。類(lèi)似地， 在毒性測(cè)試應(yīng)用中，可以〗吏用來(lái)自任何適合的人或動(dòng)物宿主的組 織。才艮據(jù)一些實(shí)施方式，起初可以使用動(dòng)物組織。在一種化合物在 動(dòng)物研究中被認(rèn)為是安全的以后，可以用人類(lèi)組織樣品進(jìn)一步測(cè)試 4匕合物或物質(zhì)的毒，I"生?？梢栽谄渌饪剖中g(shù)中附帶獲得或在專(zhuān)門(mén)用來(lái)獲得組織樣品 的操作(例如活組織檢查)中獲得組織切片。對(duì)于個(gè)體化化療方案， 組織必須來(lái)自患者，因此在無(wú)關(guān)的外科手術(shù)期間或在專(zhuān)門(mén)用來(lái)獲得 組織樣品的操作期間，需要直接從患者獲得組織樣品。其它化學(xué)敏 感性應(yīng)用可以z使用其它來(lái)源的組織沖羊品，其取決于特定的試-瞼方案 (protocol )。才艮據(jù)一些實(shí)施方式，當(dāng)用組織測(cè)試各種化合物時(shí)，適當(dāng)?shù)匾酪?定尺寸制造的組織樣品用來(lái)獲得結(jié)果。這樣的結(jié)果(包括個(gè)體化的美國(guó)專(zhuān)利第6,678,669號(hào)、第6，905，816號(hào)、第6,983,227號(hào)以及第 6,999,607號(hào)中的至少一個(gè)中找到，上述每個(gè)專(zhuān)利以引用方式(就像 在本文中完全提出的一樣)清楚地結(jié)合于本文。在從患者除去以后，將該組織樣品切片或用其它方式將其分成 組織的至少一個(gè)等分試才羊。在一種實(shí)施方式中，在如前所述的組織切片裝置小室155和生物反應(yīng)器15中單獨(dú)培養(yǎng)每個(gè)切片或等分試 樣，如利用圖12所示的方法。使用多個(gè)、復(fù)制的組織切片使研究 人員和醫(yī)生可以在器官水平將相同的組織切片暴露于化合物，其中 起作用的變量?jī)H是實(shí)施的方案。其后，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。由于僅有的變量是實(shí)施的方案，所以 本發(fā)明提供了一種與其它可行的方案相比來(lái)評(píng)價(jià)每個(gè)給定方案的 效力的有力工具。此外，如在以下實(shí)施例中所描述的，由于該系統(tǒng) 和方法被設(shè)計(jì)為用于來(lái)在器官、系統(tǒng)、以及在某些情況下在生物體 水平上進(jìn)行測(cè)試。因此，利用本發(fā)明的方法和裝置，研究人員和醫(yī) 生具有一種評(píng)價(jià)有絲分裂活性、細(xì)胞毒性參數(shù)、組織病理學(xué)、以及 在器官、系統(tǒng)、以及生物體水平上的"^午多其它相關(guān)應(yīng)用的有力工具。根據(jù)一種實(shí)施方式，利用本發(fā)明的技術(shù)可以體外重建(recreate ) 系統(tǒng)或生物體，但通過(guò)利用來(lái)自系統(tǒng)的各種組織的組織切片并平行 連接它們來(lái)提供提示體內(nèi)過(guò)程的結(jié)果。借助于培養(yǎng)基從一種組織類(lèi) 型到下一種類(lèi)型的轉(zhuǎn)移而發(fā)生連接(connection),其使研究人員可 以^L察方案對(duì)不同器官?zèng)_羊品的逐步歲丈應(yīng)(stepwise effect )。才艮據(jù)類(lèi)似的實(shí)施方式，組織切片或來(lái)自組織切片的不同組織類(lèi) 型可以以各種排列結(jié)合在單個(gè)組織切片裝置20中。這種類(lèi)型的實(shí) 驗(yàn)使研究人員可以在體外環(huán)境中控制在體內(nèi)系統(tǒng)中的組織類(lèi)型，用 于研究和治療用途。本領(lǐng)域普通4支術(shù)人員可以明了在將本發(fā)明的裝 置和方法用于觀測(cè)方案的效應(yīng)和效力時(shí)的許多變化。類(lèi)似地，在體 內(nèi)系統(tǒng)中控制變量的各種方法作為獲得結(jié)果的有力方式對(duì)技術(shù)人 員是有吸引力的，否則將不能缺少人類(lèi)或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。例如，才艮據(jù)一種實(shí)施方式，多個(gè)動(dòng)物肝切片#皮安全地定位在生 物反應(yīng)器15中，以使暴露于培養(yǎng)基的肝切片的表面積最大化。有 一種向組織切片裝置小室內(nèi)選擇性地供給培養(yǎng)基并除去培養(yǎng)基的方式，以使小室中的培養(yǎng)基上升以接觸組織切片。小室中培養(yǎng)基上 升，以致肝切片被完全浸沒(méi)。反向的相同過(guò)程也可以用來(lái)除去培養(yǎng) 基使其不接觸組織切片。還有一種將氣體供給到小室頂部的方式， 以使組織切片交替地暴露于氣體和培養(yǎng)基。這項(xiàng)工作是如前所述加 以完成。另外，提供了一種用于當(dāng)培養(yǎng)基進(jìn)入和離開(kāi)小室時(shí)容納培 養(yǎng)基的容器。優(yōu)選對(duì)小室進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。對(duì)于人類(lèi)組織切片，溫度優(yōu)選保持在大約36.5°C。對(duì)于嚙齒類(lèi)動(dòng)物組織切片，溫度保持在大 約36至38。C之間。然而，豬組織切片對(duì)于溫度波動(dòng)非常每丈感，因 此溫度必須^f呆持在38°C (豬的正常體溫)。實(shí)施例1在一種實(shí)施方式中，醫(yī)生可以利用本發(fā)明的教導(dǎo)來(lái)確定用于癌 癥患者的化療藥物合劑的最佳濃度。醫(yī)生對(duì)來(lái)自患者的癌性組織進(jìn) 行活組織檢查并將組織樣品分成等分試樣。醫(yī)生將等分試樣分成兩 組。醫(yī)生使用第一組來(lái)確定對(duì)于所述患者的最有效的藥物合劑。然 后醫(yī)生使用第二組等分試樣來(lái)確定藥物合劑的最佳濃度。對(duì)于第 一 組等分試樣，醫(yī)生使用該組來(lái)確定最有效的藥物合 劑。如前所述，對(duì)組織等分試樣進(jìn)行培養(yǎng)。將各種藥物合劑給予組 織等分試樣。通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員常用的方法測(cè)量等分試樣中 癌性組織的細(xì)胞凋亡百分率。然后，醫(yī)生選擇與健康組織相比在最 大程度上誘導(dǎo)癌性細(xì)胞組織凋亡的藥物合劑。然后醫(yī)生<吏用第二組組織等分試樣來(lái)確定用于癌性組織的藥 物合劑的最佳濃度。用與第 一組組織等分試樣相同的方式對(duì)該組織 等分試樣進(jìn)行培養(yǎng)。醫(yī)生將各種濃度的藥物合劑施加于每個(gè)組織等 分試樣并選擇與健康組織相比在最大程度上使癌性組織凋亡的藥 物合劑的濃度。作為優(yōu)化化療方案(患者將接受該方案以治療癌癥)的結(jié)果， 患者將接受最有益的治療而使不希望的副作用降至最小。如果醫(yī)生 愿意，則在單個(gè)實(shí)驗(yàn)中將各種濃度的多種藥物合劑施加于多個(gè)組織 等分試樣可以獲得相同的結(jié)果。
實(shí)施例2
在另 一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的教導(dǎo)可以用來(lái)預(yù)測(cè)化合物對(duì)《老 康組織的毒性。根據(jù)新藥上市申請(qǐng)或新藥報(bào)審簡(jiǎn)表的批準(zhǔn)，這樣的 結(jié)果可用于產(chǎn)生凄t據(jù)并l是交FDA。動(dòng)物或人類(lèi)組織樣品可以通過(guò)活 組織4企查或作為外^hf術(shù)的一部分來(lái)獲得。通常4吏用兩個(gè)物種的動(dòng) 物， 一種嚙齒類(lèi)動(dòng)物和一種非嚙齒類(lèi)動(dòng)物，因?yàn)樗幬飳?duì)一個(gè)物種的 影響可以與對(duì)另一個(gè)物種的影響不同。其它器官同樣提供關(guān)鍵數(shù)據(jù) 并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)是有用的。在另一種實(shí)施方式中，組織是部 分獲得自死亡的器官供體，克隆的、再生的或其它通過(guò)本領(lǐng)域纟支術(shù) 人員已知的技術(shù)提供的包括通過(guò)體細(xì)胞移植的臍帶血和干細(xì)胞等。
如前所述，組織等分試樣來(lái)自組織樣品并加以培養(yǎng)。如前所述， 在對(duì)組織進(jìn)行培養(yǎng)以后，將化合物施加于每個(gè)組織等分試樣以確定 化合物的效力以達(dá)到所希望結(jié)果。如由FDA所失見(jiàn)定的或才艮據(jù)本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員i殳置的參數(shù)來(lái)收集數(shù)據(jù)并解釋?zhuān)源_定化合物在組 織中的歲丈力。
實(shí)施例3
類(lèi)似地，在疾病研究中，可以利用各種化合物進(jìn)行疾病研究。
們對(duì)化學(xué)途徑的影響。此外，可以將化合物施加于組織以^L察它們 在組織水平上的影響(與細(xì)胞水平或生物體水平不同)。本發(fā)明揭_供了使用生物人工器官系統(tǒng)的方法；實(shí)l全參數(shù)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的而無(wú)需進(jìn)行過(guò)度實(shí)驗(yàn)。
可以由獨(dú)立的第三方進(jìn)行測(cè)試，以排除任何偏見(jiàn)的影響。盡一 切努力確保盡可能少 <吏用動(dòng)物作為組織樣品的來(lái)源并人道地對(duì)4寺 它們?？商鎿Q地，本發(fā)明還設(shè)想使用人類(lèi)組織，其樣品可以獲自器 官供者。因?yàn)榇蠖鄶?shù)藥物在肝臟中被代謝，毒性研究自然地集中于 對(duì)肝臟的影響。
實(shí)施例4
本發(fā)明還提供了觀察器官系統(tǒng)之間的相互作用的新方式。組織 切片可以獲自不同的器官。然后將組織切片平行放入多個(gè)生物反應(yīng) 器組織切片裝置小室中。將培養(yǎng)基施加于第 一 小室并允許其與組織 切片接觸一段時(shí)間。在開(kāi)始一段時(shí)間以后，從第一組織切片裝置小 室除去培養(yǎng)基并轉(zhuǎn)移入第二組織切片裝置小室，第二組織切片裝置 小室含有來(lái)自不同實(shí)驗(yàn)條件下的不同器官或相同器官的組織樣品， 如增加的代j射、不同的原^細(xì)月包類(lèi)型、或感興趣的細(xì)月包類(lèi)型的不同 濃度。在一些實(shí)施方式中，在將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到第二組織切片裝置小 室之前或同時(shí)，可以獲得培養(yǎng)基的樣品以暫停測(cè)試。然后，使移入 第二組織切片裝置小室的培養(yǎng)基起作用 一段時(shí)間。對(duì)每個(gè)組織切片 裝置小室重復(fù)該程序直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
例如，研究人員可對(duì)蛋白質(zhì)消化感興趣。從而組織樣品可以獲 自口腔內(nèi)部、食管、胃、小腸切片(對(duì)應(yīng)于十二指腸、空腸、以及 回腸)、以及大腸。因此含有蛋白質(zhì)樣品的培養(yǎng)基樣品可以和每種 不同的組織類(lèi)型起反應(yīng)以確定在系統(tǒng)水平上特定器官對(duì)想要消化 的蛋白質(zhì)的影響。雖然通過(guò)目前祐:i人為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)裝置和方 法進(jìn)4亍了描述，^旦應(yīng)當(dāng)明了，本發(fā)明不限于所纟皮露的實(shí)施方式。而 是涵蓋包括在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和等同替換，權(quán) 利要求的范圍應(yīng)符合最廣泛的解釋?zhuān)訷更包4舌所有這些改進(jìn)和類(lèi)似 結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括以下權(quán)利要求的任何和所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于提供模擬體內(nèi)狀態(tài)的方法，包括提供用于在體外基本上模擬體內(nèi)組織功能的生物反應(yīng)器；供給所述生物反應(yīng)器以容納組織樣品的至少一個(gè)等分試樣；以及使至少一個(gè)等分試樣產(chǎn)生有用的數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)在所述組織中維持細(xì) 胞與細(xì)胞的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)體內(nèi)狀態(tài)。
3. 才艮據(jù)片又利要求1所述的方法，其中，通過(guò)利用所述組織才羊品和 生物反應(yīng)器的組合來(lái)產(chǎn)生化學(xué)敏感性數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)4又利要求1所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器用于下述 的至少一種確定最佳化療方案、預(yù)測(cè)方案的毒性、或研究疾 病。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)描述有絲分裂活 性、毒性研究、以及組織病理學(xué)組成的組中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器基本上在 生物體水平上復(fù)制組織功能。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器基本上在 系統(tǒng)水平上復(fù)制組織功能。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器基本上在 器官水平上復(fù)制組織功能。
9. 才艮據(jù)4又利要求1所述的方法，其中，通過(guò)應(yīng)用至少一種方案來(lái) 產(chǎn)生所述有用的數(shù)據(jù)。
10. —種用于基本上才莫擬體內(nèi)狀態(tài)的方法，包括獲得用于在體外基本上復(fù)制體內(nèi)組織功能的生物反應(yīng)器；獲得組織才羊品；以及利用所述組織才羊品的至少 一 個(gè)等分試才羊來(lái)產(chǎn)生有用的據(jù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，通過(guò)在所述組織中維持 細(xì)胞與細(xì)胞的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)體內(nèi)狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器用于下 述的至少一種確定最佳ib療方案、予貞測(cè)4b合物的毒性、或研 咒疾病。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)描述有絲分裂 活性、毒性研究、以及組織病理學(xué)組成的《且中的至少一種。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器基本上 在生物體水平上復(fù)制組織功能。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器基本上 在系統(tǒng)水平上復(fù)制組織功能。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器基本上 在器官水平上復(fù)制組織功能。
17. 才艮據(jù)4又利要求10所述的方法，其中，通過(guò)應(yīng)用至少一種方案 來(lái)產(chǎn)生所述有用的數(shù)據(jù)。
18. 才艮據(jù)4又利要求10所述的方法，其中，通過(guò)利用所述組織沖羊品 和生物反應(yīng)器的組合來(lái)產(chǎn)生化學(xué)敏感性數(shù)據(jù)。
19. 一種用于基本上才莫擬體內(nèi)狀態(tài)的方法，包括提供組織樣品；將所述組織樣品分成組織切片；包括所述組織切片作為生物人工組織系統(tǒng)的一部分；以及通過(guò)用至少一種方案處理所述組織切片〗吏所述生物人工 組織系統(tǒng)可以用來(lái)產(chǎn)生有用的凝j居。
20. —種方法，包4舌獲得包含組織切片的生物人工系統(tǒng)；通過(guò)用至少一種方案處理所述組織切片以利用所述生物 人工組織系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生有用的數(shù)據(jù)；并對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以確 定有絲分裂活性、化合物的毒性、或組織病理學(xué)；以及基于數(shù) 據(jù)的比較，選4奪方案。
21. —種用于4b學(xué)壽文感性測(cè)^式的工作方法，所述工作方法包4舌提供用于容納組織切片的基于生物反應(yīng)器的系統(tǒng)； 將組織裝入基于所述生物反應(yīng)的系統(tǒng)； 在所述纟且織上測(cè)i式方案；以及收集結(jié)果。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括利用所述結(jié)果來(lái)判 斷有絲分裂活性、毒性、或組織病理學(xué)中的至少一種。
全文摘要
一種用于在生物人工組織切片系統(tǒng)中測(cè)試物質(zhì)的化學(xué)敏感性的新方法，比常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)更有效，并且通過(guò)用至少一種化合物處理生物人工組織切片系統(tǒng)的樣品并觀察對(duì)留在其中的生物人工組織切片，或細(xì)胞、組織樣品或來(lái)自測(cè)試過(guò)程的其它衍生物的影響來(lái)進(jìn)行。
文檔編號(hào)A01N1/00GK101268365SQ200680034950
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2006年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者樸圣秀 申請(qǐng)人:海帕浩普公司