專利名稱：用于組織修復(fù)的固體形式的制作方法
用于組織修復(fù)的固體形式
背景技術(shù)：
外科介入和移植有時是居恢復(fù)由創(chuàng)傷、腫瘤或異常骨骼發(fā)育引起的骨和軟骨的機(jī)械功能和重建其形態(tài)所必需的。多年來，合成材料例如金屬和骨接合劑也用于恢復(fù)和重建骨骼，但經(jīng)常導(dǎo)致對周圍骨骼的應(yīng)カ遮擋(stress-shielding)和植入物的疲勞故障(fatigue failure)。另ー種 可能性是自體骨移植，盡管自體骨組織的供應(yīng)受到限制且骨骼采集很痛，具有感染、出血、外表致殘(cosmetic disability)、神經(jīng)損傷和骨功能損失的風(fēng)險。另外,顯著發(fā)病率與自體移植物采集位點(diǎn)有夫。這些問題可通過使用由促進(jìn)骨髓干細(xì)胞(也稱為間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC))的附著、移植、増殖和分化的合成的或天然的生物材料制成的支架對組織工程化來克服。可以通過提供包含與骨単位及其脈管互連形態(tài)上相容的空間的支架促進(jìn)生物成分與生物再生和修復(fù)反應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。直接的微環(huán)境(immediate microenvironment)和三維(3D)組織是一般分化和尤其是軟骨形成和成骨性分化中的重要因素。ー些骨組織工程化支架由天然聚合物(例如膠原蛋白、藻酸鹽、透明質(zhì)酸和殼聚糖)組成。由于其親水性相互作用、低毒性和低的慢性炎性反應(yīng)，天然材料提供特別的細(xì)胞相互作用、細(xì)胞接種方便性的優(yōu)點(diǎn)。然而，這些支架通常是機(jī)械不穩(wěn)定的且不易造成具有用于移植的特定預(yù)定形狀的組織結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。為獲得機(jī)械強(qiáng)度，需要化學(xué)改性，這可能導(dǎo)致毒性。關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)軟骨表面的缺損和退化引起疼痛和僵硬。保護(hù)關(guān)節(jié)的軟骨的損傷可能由作為創(chuàng)傷、運(yùn)動或重復(fù)應(yīng)カ的結(jié)果的物理損傷(例如，由于十字韌帶受傷引起的骨軟骨骨折、繼發(fā)損害)或由疾病(例如骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、無菌性壞死、剝脫性骨軟骨炎)引起。骨關(guān)節(jié)炎(OA)由關(guān)節(jié)(最特別是臀和膝關(guān)節(jié))的總體磨損和撕裂引起。骨關(guān)節(jié)炎在老年人中常見，但事實(shí)上到40歲時，大多數(shù)個體在其荷重關(guān)節(jié)中有ー些骨關(guān)節(jié)炎性變化。骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率増加的另ー種新趨勢是肥胖癥的増加。CDC估計30%的美國成人(或六千萬人)是肥胖的。肥胖成人比正常體重的成人發(fā)生膝OA的可能性大4倍。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎是導(dǎo)致軟骨破壞的炎性病癥。其被認(rèn)為至少部分地是其中患者對該疾病具有遺傳傾向性的ー種自身免疫性疾病。損害關(guān)節(jié)的整形外科防治和修復(fù)在治療患者的費(fèi)用和時間花費(fèi)方面對醫(yī)療職業(yè)來說都是沉重的負(fù)擔(dān)。這部分地是因?yàn)檐浌遣痪哂凶晕倚迯?fù)的能力。再生長透明軟骨從而修復(fù)軟骨缺損的嘗試仍然未取得成功。在致カ于預(yù)防關(guān)節(jié)的嚴(yán)重退行性變化的嘗試中，為了修復(fù)缺損并預(yù)防關(guān)節(jié)損害，整形外科是可行的。外科技術(shù)的使用通常要求健康組織的移除和捐贈以替換受損的或有病的組織。采用來自自體移植物、同種異體移植物或異種移植物的供體組織的技術(shù)不能完全令人滿意，因?yàn)樽泽w移植物對受試者添加了額外的創(chuàng)傷，而同種異體移植物和異種移植物受限于對宿主受試者的免疫反應(yīng)性和感染劑的可能傳播。利用除了人或動物組織以外的材料用于軟骨再生的外科嘗試也未獲得成功。
至今仍然缺乏修復(fù)骨和軟骨的機(jī)械功能和重建其形態(tài)的理想材料。發(fā)明簡述在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于誘導(dǎo)或加強(qiáng)軟骨或骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的基于珊瑚的支架，其中所述支架包含霰石或方解石。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于組織修復(fù)的支架，所述支架基本上由兩相組成，其中:-所述兩相的第一相包含含有生物相容的聚合物的固體珊瑚或生物柵格(biolattice)，且所述第一相還包含沿著所述第一相的縱軸的一系列空腔，其中所述生物相容的聚合物基本上位于所述系列空腔內(nèi)；和
-所述兩相的第二相包含固體珊瑚或生物柵格。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于軟骨或骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由固體形式的霰石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其含有平均直徑為約60-160μ m的孔隙；和-至少第二相，其含有平均直徑為約170-850μ m的孔隙。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架還包含第三相，其含有平均直徑為約170-300 μ m的孔隙，且所述第二相包含平均直徑為約350-850 μ m的孔隙，且所述第三相位于所述第一相和第二相之間。在另ー個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于軟骨或骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由固體形式的霰石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其含有孔隙體積(孔隙度)為約35-55%的孔隙；和-至少第二相，其含有孔隙體積(孔隙度)為約56-95%的孔隙。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架還包含第三相，其含有孔隙體積為約56-80%的孔隙，其中所述第二相包含孔隙體積(孔隙度)為約81-95%的孔隙，且所述第三相位于所述第一相和第二相之間。在另ー個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由從珊瑚分離的固體形式的霰石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，其對應(yīng)于固體形式從其中分離的天然珊瑚的平均直徑、孔隙體積或其組合；知-至少第二相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-100%。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架還包含第三相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-35%，且所述第二相包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約40-100 %，且所述第三相位于所述第一相和第二相之間。在另ー個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供制備用于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨或骨的形成或修復(fù)，或其組合的多相支架的方法，所述方法包括以下步驟-使僅一部分固體形式的霰石或方解石與鈣螯合劑和酸接觸以產(chǎn)生在至少一部分所述固體形式中包含擴(kuò)大的孔隙的固體形式，和
-在所施加的負(fù)壓カ下洗滌并干燥所述固體形式。根據(jù)該方面，以及在一些實(shí)施方式中，所述接觸在一定持續(xù)時間內(nèi)和在一定條件下進(jìn)行，所述時間和條件根據(jù)所述支架所需的最終幾何形狀而變化。根據(jù)該方面和在其他實(shí)施方式中，通過所述方法制得的固體形式包含至少兩相，所述相的孔隙體積(孔隙度)不同，或所述相包含所述孔隙的平均直徑不同的孔隙，或其組

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)本發(fā)明方法制得的支架。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于修復(fù)軟骨的包含生物柵格的支架，所述生物柵格基本上由能插入軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的方解石組成。在一些實(shí)施方式中，所述生物柵格來源于藤壺(Tetraclita rufotincta)。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨或骨形成或修復(fù)或其組合的方法，所述方法包括將本發(fā)明的任何支架植入受試者中需要軟骨或骨形成、修復(fù)或其組合的位點(diǎn)內(nèi)。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述方法包括在植入所述支架前，暴露所述需要軟骨或骨形成或修復(fù)或其組合的位點(diǎn)和任選地暴露位于需要軟骨修復(fù)或再生的所述受試者中軟骨修復(fù)位點(diǎn)附近的骨組織。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，用于誘導(dǎo)或 增強(qiáng)軟骨修復(fù)或再生的方法包括將至少一部分所述支架固定在位于所述軟骨修復(fù)位點(diǎn)附近的骨內(nèi)的步驟。在另ー個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于純化基于珊瑚的支架的方法，所述方法包括以下步驟-使所需尺寸和形狀的固體霰石與含有氧化劑的溶液接觸；和-洗滌并干燥所述固體霰石，從而所述步驟之一或各所述步驟在所施加的負(fù)壓カ下進(jìn)行。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述方法包括使所述接觸在溫和的酸性條件下進(jìn)行。在一些實(shí)施方式中，所述溶液包含次氯酸鈉。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述方法還包括在所施加的負(fù)壓カ下使固體霰石經(jīng)受至少275°C的溫度。在一些實(shí)施方式中，所施加的負(fù)壓カ為約O. 2到0.00001巴，或在一些實(shí)施方式中，所施加的負(fù)壓カ為O. 4到O. 0000001巴。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供通過根據(jù)本發(fā)明該方面的方法制備的基于珊瑚的支架。本發(fā)明提及的所有出版物、專利和專利申請以引用方式全部合并于此，如同具體和単獨(dú)地指出各單個出版物或?qū)＠砸梅绞胶喜ⅸ`樣。在本說明書和合并的參考文獻(xiàn)沖突的情況下，將以本說明書為準(zhǔn)。當(dāng)本文中給出數(shù)值范圍吋，該范圍包括端點(diǎn)。而且，應(yīng)理解，除非另有說明或由上下文和本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識證明，表示為范圍的值可以假定為該指定范圍內(nèi)的任何具體的值或亞范圍，任選地在本發(fā)明的不同實(shí)施方式中包括或不包括其中任ー個或兩個端點(diǎn)，到所述范圍下限単位的十分之一，除非上下文明確指示為其它情況。當(dāng)提到本身具有為整數(shù)的単位的值用到百分比時，任何所得分?jǐn)?shù)可以取整到最接近的整數(shù)。


圖I用示意性地描述了將植入物定位在軟骨和骨修復(fù)的位點(diǎn)內(nèi)，其中支架1-10的定位使得第一相定位在軟骨內(nèi)且第二相定位在位于附近的骨內(nèi)。圖2描述軟骨和骨缺損內(nèi)本發(fā)明支架的實(shí)施方式的成功結(jié)合。圖2A顯示山羊股骨內(nèi)側(cè)髁中鉆孔的照片；D = 6mm, L = 7. 5mm。圖2B和2C顯示受傷位點(diǎn)內(nèi)支架的植入的照片。圖2D顯示植入19天后植入物成功結(jié)合在軟骨內(nèi)，觀察到血管形成的跡象和完整的半月板。圖3顯示骨軟骨組織的光學(xué)顯微照片，其中本發(fā)明具體化的支架已經(jīng)植入。圖3A顯示本文描述的本發(fā)明具體化支架植入山羊股骨內(nèi)側(cè)髁9周后的低放大倍數(shù)(2x)圖像，D=5. 2mm, L = 7. 5mm ;用標(biāo)準(zhǔn)H&E染色顯象。圖3B顯示用Masson三色染色法染色的組織的相當(dāng)切片。注意到植入物區(qū)域(3A中以點(diǎn)矩形突出顯示)被編織骨、軟骨和纖維組織取代。
類似于圖3，圖4顯示骨軟骨組織的光學(xué)顯微照片，其中本發(fā)明具體化支架已經(jīng)植入，進(jìn)行了不同的染色方案。圖4A表示在山羊股骨內(nèi)側(cè)髁中植入9周后組織的低放大倍數(shù)(2x)圖像；D = 5,用番紅O (Safranin O)染色,且圖4B顯示染色用于II型膠原蛋白檢測的相當(dāng)切片。圖4A表明覆蓋正常骨和缺損區(qū)域的軟骨均勻紅色帶的存在。類似地，圖4B顯示沿著覆蓋缺損的軟骨帶(以及作為內(nèi)部陽性對照的相鄰正常軟骨)的II型膠原蛋白的陽性染色。圖5顯示骨軟骨組織的光學(xué)顯微照片，其中本發(fā)明具體化支架已經(jīng)植入，其進(jìn)行H&E染色。切片來自于支架植入后9周獲得的山羊股骨內(nèi)側(cè)髁；D = 5. 2mm, L = 7. 5mm。圖5A是組織的低放大倍數(shù)圖像，而圖5B是圖5A中觀察到的插入物的較高放大倍數(shù)圖像。注意到透明軟骨(插入物)區(qū)域中組織的均勻性。在再生區(qū)域內(nèi)有著軟骨細(xì)胞的輕微群集，但該區(qū)域另外地表現(xiàn)為與相鄰軟骨組織相當(dāng)。圖6描述本發(fā)明多梯度支架的實(shí)施方式的制備和使用。圖6A顯示將栓子(plug)定位在用于浸潰的篩子內(nèi)的實(shí)施方式。圖6B和6C描述從栓子(圖C)切下并在可以測定孔隙尺寸的較高放大倍數(shù)下可見的頂部(圖B)的光學(xué)顯微圖像。圖6D示意性地描述本發(fā)明的多相支架實(shí)施方式。圖7顯示MSC培養(yǎng)物的番紅0/固綠(Fast Green)染色的顯微照片，表明隨著細(xì)胞是否在霰石(圖7D、7E和7F)、霰石和透明質(zhì)酸(圖7G、7H和71)或無任何支架(對照)(圖7A、7B和7C)上隨著時間的培養(yǎng)而變化的植入物的軟骨形成可能性。圖8顯示在霰石支架、霰石+透明質(zhì)酸和無任何支架上隨著時間培養(yǎng)的MSC的番紅0/固綠染色的染色細(xì)胞區(qū)域(圖8A)和強(qiáng)度(圖SB)。圖9顯示在各種支架上培養(yǎng)的MSC的SEM顯微照片。圖9A和9B表明在基于珊瑚的支架上培養(yǎng)的MSC相對于在珊瑚和包含透明質(zhì)酸的支架上培養(yǎng)的MSC (圖9C和9D)的形態(tài)學(xué)。圖10顯示本發(fā)明支架的實(shí)施方式，其表明在用跟隨蒸發(fā)的NaHA 1%溶液浸潰之前(圖10A)和之后(圖10B)的具體化植入物的軟骨相中鉆孔的模式。圖IlA-C描述本發(fā)明支架/植入物的實(shí)施方式。根據(jù)該方面，ー個相包含具有沿著縱軸(11-30)的一系列孔或孔隙的霰石并用透明質(zhì)酸(11-10)浸潰，且另ー相僅包含霰石(11-20)。根據(jù)該方面的支架末端是錐形(11-40)，以便于作為緊密配合插入骨軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。圖IlC顯示用固綠染色的具體化支架，其選擇性染色該支架的透明質(zhì)酸成分。發(fā)明詳述本發(fā)明尤其提供用于受試者中軟骨和/或骨組織的修復(fù)和/或形成的支架、工具及其使用方法。本發(fā)明還提供用于受試者中軟骨和/或骨組織的修復(fù)和/或形成的試劑盒。由以霰石或方解石的結(jié)晶形式存在的CaCO3構(gòu)成的珊瑚具有支持間充質(zhì)干細(xì)胞快速細(xì)胞侵入(cellular invasion)、附著、増殖和分化成軟骨和/或骨組織的優(yōu)點(diǎn)。三維(3-D)珊瑚支架從周圍組織或位于附近的組織吸引間充質(zhì)干細(xì)胞并促進(jìn)對軟骨修復(fù)位點(diǎn)的血管形成。這種支架可用于受試者中軟骨和/或骨再生、修復(fù)和形成增強(qiáng)以用于治療全厚度軟骨缺損(full-thickness cartilage defect)、部分厚度軟骨缺損(partial thickness cartilage defect)和/或骨軟骨缺損。術(shù)語“珊瑚”和“霰石”在本發(fā)明中可互換使用。本發(fā)明基于珊瑚或基于方解石的支架也可以用于受試者中骨的再生、修復(fù)和形成增強(qiáng)以治療骨病癥、疾病或紊亂。本發(fā)明提供単獨(dú)用于軟骨和/或骨再生、修復(fù)和形成增強(qiáng)的珊瑚或方解石支架的出人意料的應(yīng)用，而且，可制備所述珊瑚/方解石支架并特別地且最佳地插入需要治療的受試者的軟骨和/或骨內(nèi)，從而用于軟骨和/或骨再生、修復(fù)和形成增強(qiáng)的方法。特別地，本發(fā)明提供當(dāng)所述珊瑚支架基本上由兩相組成時軟骨和/或骨再生、修復(fù)和形成增強(qiáng)最佳的令人意外的應(yīng)用，其中所述兩相的第一相包含含有生物相容聚合物的固體珊瑚或生物柵格，且所述第一相還包含沿著第一相中的縱軸的一系列空腔；且所述兩相的第二相僅包含固體珊瑚或生物柵格，其中所述生物相容聚合物主要位于所述系列空腔內(nèi)。特別地，當(dāng)本發(fā)明描述的支架與插入軟骨內(nèi)的相中的生物相容聚合物(例如透明質(zhì)酸)結(jié)合時，本發(fā)明提供較大軟骨形成的意外優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)該方面的支架的另ー個優(yōu)點(diǎn)是包含生物相容聚合物(例如透明質(zhì)酸)的相內(nèi)預(yù)鉆通道或縱向設(shè)置的孔洞的存在，該孔洞用生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)浸潰并用作位于需要軟骨修復(fù)的區(qū)域內(nèi)的相中的生物相容聚合物(例如透明質(zhì)酸)的儲庫(reservoir)。生物相容聚合物(例如透明質(zhì)酸)的定位使得遷移祖細(xì)胞(progenitor cells)更多地遍及該支架的相,從而刺激軟骨再生和修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，沿著支架的相的縱軸的孔隙內(nèi)含有濃縮的生物相容聚合物(例如透明質(zhì)酸)的通道提供參與軟骨形成的募集細(xì)胞的趨化性引導(dǎo)，和/或在一些實(shí)施方式中，影響向其遷移的細(xì)胞的軟骨形成群體的局部募集和分化。在一些實(shí)施方式中，沿著支架的相的縱軸的孔隙內(nèi)含有濃縮的生物相容聚合物(例如透明質(zhì)酸)的通道有助于軟骨基質(zhì)動態(tài)平衡。根據(jù)該方面，與第一相相比，第二相的孔隙度和較大剛性更適于插入骨內(nèi)并提供用于修復(fù)骨軟骨缺損的載體。因此，在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明支架完美地適合于結(jié)合在跨越不同類型組織(即骨和軟骨)的缺損位點(diǎn)內(nèi)。 在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于組織修復(fù)的支架，所述支架基本上由兩相組成，其中
-所述兩相的第一相包含含有透明質(zhì)酸的固體珊瑚或生物柵格，且所述第一相還包含沿著所述第一相中的縱軸的一系列空腔；和-所述兩相的第二相包含固體珊瑚或生物柵格。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述第一相的高度為l_3mm，或在一些實(shí)施方式中，為O. 5-5mm,或在一些實(shí)施方式中，為l_7mm。在一些實(shí)施方式中,根據(jù)該方面,透明質(zhì)酸優(yōu)先地分布在該相中產(chǎn)生的空腔內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，ー薄層透明質(zhì)酸可以進(jìn)ー步在植入物上方形成，這假定植入物的頂區(qū)有對于植入物的海綿狀外層。在一些實(shí)施方式中，所述生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)是親水性的，且當(dāng)滑液在支架上方的頂層與其接觸時或在植入過程中當(dāng)鹽水與其接觸時，植入物吸收液體并恢復(fù)為水凝膠，與植入前的脫水/干燥狀態(tài)相反。在一些實(shí)施方式中，這種恢復(fù)提供植入位點(diǎn)、的機(jī)械保護(hù)。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)植入后的如所述的“重構(gòu)”時，所述外層可從支架洗脫到周圍位點(diǎn)中，從而在該位點(diǎn)參與修復(fù)的刺激或增強(qiáng)，尤其包括用作參與修復(fù)過程的細(xì)胞的化學(xué)引誘物。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述第一相還包含一系列縱向的孔洞。這種縱向孔洞可以為15-60個孔洞，其遍及沿著根據(jù)該方面的植入物縱軸的相。在一些實(shí)施方式中，所述孔洞或擴(kuò)大的孔隙的直徑為約250-450 μ m。在一些實(shí)施方式中，所述孔洞或擴(kuò)大的孔隙的直徑為約125-650 μ m，或在一些實(shí)施方式中，為約175-550 μ m。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，一系列孔洞或孔隙可通過植入物的物理操作組合，例如和在一些實(shí)施方式中，固體霰石或方解石可以如本發(fā)明所述進(jìn)行分離、清潔和另外地制備，以及鉆頭可用于形成如本發(fā)明所述的一系列孔洞/孔隙。在一些實(shí)施方式中，可以實(shí)現(xiàn)其他手段，例如支架材料的選擇性溶解，其中沿著縱軸的選擇性溶解通過本領(lǐng)域已知方法完成，包括本發(fā)明描述和例證的那些。根據(jù)該方面，所述第二相將包含固體珊瑚或生物柵格，其不進(jìn)行進(jìn)ー步改性來改變該相的孔隙度，或在一些實(shí)施方式中，其可如下文進(jìn)ー步所描述進(jìn)行改性以特定地改變該相的孔隙體積或平均孔徑，從而這種改性在整個相中基本上是均勻的。植入物的第一相中生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)的結(jié)合可通過任何方法實(shí)現(xiàn)，包括壓カ驅(qū)動的應(yīng)用，例如，經(jīng)由真空、離心カ或機(jī)械壓カ的應(yīng)用。在一些實(shí)施方式中，重力足以允許透明質(zhì)酸適當(dāng)且相對均勻地滲透到植入物的所需深度，從而產(chǎn)生本發(fā)明描述的第一相。根據(jù)該方面，在一個實(shí)施方式中，例如使用固緑/番紅O染色，植入物的肉眼觀察表明透明質(zhì)酸通過該相的均勻分布并且到達(dá)隨應(yīng)用時間和條件變化的所需深度。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，當(dāng)將支架用于骨和/或軟骨修復(fù)的位點(diǎn)時，或在一些實(shí)施方式中，當(dāng)將支架用于骨和軟骨受影響并需要修復(fù)和/或再生的缺損位點(diǎn)吋，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，所述支架的第二相插入骨缺損位點(diǎn)內(nèi)而第一相插入軟骨缺損位點(diǎn)內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，這種支架可以給予患有需要修復(fù)的骨缺損的受試者，其中到達(dá)骨缺損導(dǎo)致在覆蓋軟骨中產(chǎn)生缺損，且本發(fā)明支架允許受影響的兩種組織的愈合。在其他實(shí)施方式中，這種支架可以給予患有需要修復(fù)的軟骨缺損的受試者，其中用于刺激軟骨修復(fù)的支架的最佳插入需要將所述支架錨定在底層骨(underlying bone)中，例如,通過在底層骨中產(chǎn)生最小的孔隙用干支架插入，且一旦插入，所述支架促進(jìn)覆蓋軟骨和底層骨兩者的修復(fù)。在其他實(shí)施方式中，這種支架可以給予患有骨軟骨缺損的受試者，其中骨和軟骨組織都需要作為疾病發(fā)病機(jī)理的部分的修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面的支架尤其適用于這種應(yīng)用。本發(fā)明也提供當(dāng)所述珊瑚支架包含至少兩相時軟骨和/或骨再生、修復(fù)和形成增強(qiáng)最佳化的令人意外的應(yīng)用，所述相包含孔隙，且各相內(nèi)孔隙的平均直徑是變化的，和/或當(dāng)所述珊瑚支架包含至少兩相時軟骨和/或骨再生、修復(fù)和形成增強(qiáng)最佳化的令人意外的應(yīng)用，所述相的各自的孔隙體積(孔隙度)是變化的。應(yīng)理解，術(shù)語“珊瑚”是指可從中分離霰石和/或方解石的起始材料。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨或骨增生、修復(fù)、形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由固體形式的霰石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其含有平均直徑為約60-160μ m的孔隙；和-至少第二相，其含有平均直徑為約170-850μ m的孔隙。應(yīng)理解根據(jù)該方面，術(shù)語“第一相”和“第二相”不是指相插入骨軟骨缺損內(nèi)的特定次序，且第一相或第二相可以定向以鄰近修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的軟骨，與其中所述第一相鄰近軟骨修復(fù)位點(diǎn)而插入的上文描述的支架的前述實(shí)施方式相反。根據(jù)該方面，所述支架可以進(jìn)一歩改性以包含指定的孔隙平均直徑，且任ー相可進(jìn)ー步包含生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)和沿著所述相的縱軸的一系列孔隙或孔洞，其中所述生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)基本上位于該系列孔隙或孔洞內(nèi)。 在一些實(shí)施方式中，涉及霰石的術(shù)語“固體形式”是指由珊瑚獲得的固體霰石，所述霰石經(jīng)處理以去除碎屑、蛋白及其他顆粒物質(zhì)，然而，這種來源于珊瑚的材料不水熱轉(zhuǎn)化的(hydrothermically transformed)也不磨碎和再懸浮的。在一些實(shí)施方式中，用于制備本發(fā)明支架的珊瑚可以本領(lǐng)域已知的任何方法處理，例如，如PCT國際申請?zhí)朠CT/IL2009/000828所描述的，其以引用方式全部合并于此。在一些實(shí)施方式中，所述珊瑚可根據(jù)本發(fā)明方法加工。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于純化基于珊瑚的支架的方法，所述方法包括以下步驟-使所需尺寸和形狀的固體霰石與含有氧化劑的溶液接觸；和-洗滌并干燥所述固體霰石，其中所述步驟之一或各所述步驟在施加的負(fù)壓カ下進(jìn)行。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所施加的負(fù)壓カ為約O. 2到O. 00001巴，或在一些實(shí)施方式中，所施加的負(fù)壓カ為約O. 4到O. 0000001巴。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法的氧化劑可以是任何合適的氧化劑，其促進(jìn)有機(jī)碎屑從基于珊瑚的支架中的去除。在一些實(shí)施方式中，所述氧化劑尤其可包括硝酸鉀(KNO3)、次氯酸鹽及其他次鹵酸鹽化合物、碘及其他齒素、亞氯酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、高錳酸鹽、硝酸銨鈰(IV)、六價鉻化合物、氯鉻酸吡啶(PCC)和鉻酸鹽/重鉻酸鹽化合物、過氧化物、亞砜、過硫酸或硝酸、丙酮、過ニ硫酸銨、1,4-苯醌、N-叔丁基苯亞磺酰胺(N-tert-butylbenzensulfinilmidoyl)、氯化物、叔丁基過氧化氫、叔丁基次氯酸、3-氯過氧苯甲酸、間-氯過苯甲酸、異丙基苯過氧化氫、ニ甲亞砜、過氧化氫、氧化錳、間-氯過苯甲酸、N-甲基嗎啉-N-氧化物、甲基三氧化錸(MTO)、草酰氯、N-叔丁基苯亞磺酰胺氯化物、過硫酸氫鉀(oxone)、氧、臭氧、過こ酸、高碘酸、過氧酸、特戊醛、高錳酸鉀、過ニ硫酸鉀、過氧單硫酸鉀、2-丙酮、亞氯酸鈉、過碳酸鈉、高碘酸鈉、苯こ烯、三氯異氰尿酸(TCCA)、2，2，6，6-四甲基哌啶氧TEMPO、叔丁基過氧化氫、叔丁基次氯酸酯、四丁銨過氧ニ硫酸鹽、三甲基こ醛。在一些實(shí)施方式中，所述氧化劑是次氯酸鈉。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述方法包括在溫和的酸性條件下進(jìn)行所述接觸。 根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述方法包括在所施加的負(fù)壓カ下使固體霰石經(jīng)受至少275°C的溫度。根據(jù)本發(fā)明的該方面，所述方法包括在所施加的負(fù)壓カ下使霰石與氧化劑接觸、在所施加的負(fù)壓カ下洗滌并干燥霰石，或兩步驟都在所施加的負(fù)壓カ下進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的該方面，所施加的負(fù)壓カ為O. 2到O. 00001巴，或在一些實(shí)施方式中，為約O. 4到O. 0000001 巴。本發(fā)明的支架、試劑盒、處理和方法使用固體珊瑚形式。本發(fā)明的固體形式或支架可以來源于霰石或方解石。在一些實(shí)施方式中，術(shù)語涉及方解石的“固體形式”是指從珊瑚分離的方解石，所述方解石經(jīng)處理以去除碎屑、蛋白及其他顆粒物質(zhì)，然而，這種材料既不水熱轉(zhuǎn)化的也不磨碎和再懸浮的。在一些實(shí)施方式中，“固體形式”方解石是指通過制備霰石固體形式而獲得的方解石，所述形式然后通過本領(lǐng)域已知方法轉(zhuǎn)化為方解石，例如通過將所述形式在真空
中暴露于高溫。本領(lǐng)域已知的將霰石轉(zhuǎn)化為方解石的任何方法可用于制備本發(fā)明的方解石支架。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明支架包含一系列孔隙,且存在于本發(fā)明支架中的至少兩相在存在于各相中的孔隙的平均直徑方面是變化的。在一些實(shí)施方式中，所述支架包含至少第一相，其含有平均直徑為約60-160um的孔隙。在一些實(shí)施方式中，所述第一相含有平均直徑為約60-90 μ m的孔隙,或在一些實(shí)施方式中，為約80-130 μ m,或在一些實(shí)施方式中，為約 120-160ομπ ο在一些實(shí)施方式中，所述支架包含至少第二相，其含有平均直徑為約170-850 μ m的孔隙。在一些實(shí)施方式中，所述第二相含有平均直徑為約170-400 μ m的孔隙，或在ー些實(shí)施方式中，為約250-500 μ m,或在一些實(shí)施方式中，為約450-700 μ m,或在一些實(shí)施方式中，為約 550-850 μ m。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架還包含第三相，其含有平均直徑為約150-300 μ m的孔隙，且所述第二相包含平均直徑為約350-850 μ m的孔隙，且所述第三相位于所述第一相和第二相之間。在一些實(shí)施方式中，這種至少第三相在本文中可互換地稱為“中間相”。在一些實(shí)施方式中，所述支架是圓柱形的，直徑為約5-15mm,且高度為約5_25mm。在一些實(shí)施方式中，所述支架的直徑為約l_35mm，且高度為約l_45mm，或約5_40mm，和高度為約5-60mm,或約和高度為約5_45mm。
本發(fā)明支架的相內(nèi)孔隙的平均直徑可通過任何方法測定，包括下文進(jìn)ー步舉例說明的數(shù)字圖像分析。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明支架的珊瑚包含適于細(xì)胞接種和/或脈管系統(tǒng)發(fā)育的平均孔隙直徑。本發(fā)明的固體形式 包含至少兩相，所述相由于構(gòu)成支架的材料的多孔特性而包含孔隙。在一些實(shí)施方式中，所述相的各相孔隙體積(孔隙度)是變化的。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于修復(fù)軟骨的支架，所述支架由固體形式的霰石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其含有孔隙體積為約35-55%的孔隙；和-至少第二相，其含有孔隙體積為約56-95%的孔隙。應(yīng)理解根據(jù)該方面，術(shù)語“第一相”和“第二相”不是指該相插入缺損位點(diǎn)(例如骨軟骨缺損內(nèi))的特定次序，且第一相或第二相可以定向?yàn)猷徑缧迯?fù)位點(diǎn)內(nèi)的軟骨，這與其中所述第一相鄰近軟骨修復(fù)位點(diǎn)而插入的上文描述的支架的前述實(shí)施方式相反。根據(jù)該方面，所述支架可以進(jìn)ー步改性從而包含含有具有指定孔隙體積的孔隙的相，且任ー相可進(jìn)ー步包含生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)和沿著所述相的縱軸的一系列孔隙或孔洞，其中所述生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)基本上位于該系列孔隙或孔洞內(nèi)。如本發(fā)明所使用的，術(shù)語“孔隙體積”是指本發(fā)明多孔支架內(nèi)的容積或開放空間?？紫扼w積通過本領(lǐng)域已知的任何方法測定?？紫抖瓤赏ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)方法計算，其中ー個例子在下文進(jìn)一步提供，例如參見 Karageorgiou V, Kaplan D. (2005) " Porosity of 3Dbiomaterial scaffolds and osteogenesis" Biomaterials. ；26(27) :5474-91,其以弓I用方式全部合并于此。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架包含至少第一相，其含有孔隙體積為約35-45%的孔隙，和在一些實(shí)施方式中，所述支架包含第一相，其含有孔隙體積為約40-55%的孔隙。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架包含至少第二相，其含有孔隙體積為約56-70%的孔隙，和在一些實(shí)施方式中，為約60-74%，或所述支架包含第二相，其含有孔隙體積為約65-75%的孔隙,或在一些實(shí)施方式中，為約70-85%,或在一些實(shí)施方式中，為約80-95%。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架還包含第三相，其含有孔隙體積為約80-95%的孔隙，其中所述第二相包含平均直徑為約56-80%的孔隙和所述第二相位于所述第一相和第三相之間。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“約”是指與所指定值的1-10%的差異，或在另ー個實(shí)施方式中，指5-15 %的差異，或在另ー個實(shí)施方式中，指最多10 %的差異，或在另ー個實(shí)施方式中，指最多25%的差異，除非上下文指出差異將不會產(chǎn)生超過100%的值。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于軟骨、骨修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由從珊瑚分離的固體形式的霰石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，其對應(yīng)于所述固體形式從其中分離的天然珊瑚的平均直徑、孔隙體積或其組合；和-至少第二相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-100%。
應(yīng)理解根據(jù)該方面，術(shù)語“第一相”和“第二相”不是指該相插入缺損位點(diǎn)，例如骨軟骨缺損內(nèi)的特定次序，且第一相或第二相可以定向?yàn)猷徑缧迯?fù)位點(diǎn)內(nèi)的軟骨，這與其中所述第一相鄰近軟骨修復(fù)位點(diǎn)而插入的上文描述的支架的前述實(shí)施方式相反。根據(jù)該方面，所述支架可以進(jìn)ー步改性從而包含含有具有指定孔隙體積的孔隙或具有指定平均直徑的孔隙或其組合的相，且任ー相可進(jìn)ー步包含生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)和沿著所述相縱軸的一系列孔隙或孔洞，其中所述生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)基本上位于該系列孔隙或孔洞內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-35%，且在ー些實(shí)施方式中，為約60-74%，或所述支架包含具有孔隙體積為約45-65%的孔隙的第二相，或在一些實(shí)施方式中，為約50-85%，或在一些實(shí)施方式中，為約80-95%。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于軟骨、骨修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由從珊瑚分離的固體形式的霰石或方解石組成，且還包含 -至少第一相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，其對應(yīng)于所述固體形式從其中分離的天然珊瑚的平均直徑、孔隙體積或其組合；和-至少第二相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-900%。應(yīng)理解根據(jù)該方面，術(shù)語“第一相”和“第二相”不是指該相插入缺損位點(diǎn)，例如骨軟骨缺損內(nèi)的特定次序，且第一相或第二相可以定向?yàn)猷徑缧迯?fù)位點(diǎn)內(nèi)的軟骨，這與其中所述第一相鄰近軟骨修復(fù)位點(diǎn)而插入的上文描述的支架的前述實(shí)施方式相反。根據(jù)該方面，所述支架可以進(jìn)ー步改性從而包含含有具有指定孔隙體積的孔隙或具有指定平均直徑的空隙或其組合的相，且任ー相可進(jìn)ー步包含生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)和沿著所述相縱軸的一系列孔隙或孔洞，其中所述生物相容的聚合物(例如透明質(zhì)酸)基本上位于該系列孔隙或孔洞內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，所述支架包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙的第二相和第三相，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-900%，其中在一些實(shí)施方式中，所述第三相包含平均直徑、孔隙體積或其組合為第一相的平均直徑、孔隙體積或其組合的約300-900%的孔隙，或在ー些實(shí)施方式中，為300-450%,或在一些實(shí)施方式中，為425-600%,或在一些實(shí)施方式中，為575-900%，且所述支架包含含有平均直徑、孔隙體積或其組合為第一相的平均直徑、孔隙體積或其組合的約15-200%的孔隙的第二相，或在一些實(shí)施方式中，為50-125%，或在一些實(shí)施方式中，為125-200%。根據(jù)該方面和在一個實(shí)施方式中，所述支架將包含第三相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-35%，且所述第二相包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約40-100 %，且所述第三相位于所述第一相和第二相之間。應(yīng)理解不同種類的珊瑚的平均孔徑和孔隙體積是變化的，且本發(fā)明預(yù)期任何這種珊瑚用作制備本發(fā)明描述的支架的起始材料，其中所述支架的特征在于其具有至少兩相，其中第一相包含制備支架的珊瑚的天然孔隙和孔隙體積，和第二相，其孔隙擴(kuò)大，其整體孔隙體積增加，或其組合。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于修復(fù)軟骨的支架，其含有基本上由方解石組成的生物柵格，所述方解石能夠插入軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，所述生物柵格來源于藤壺。術(shù)語生物柵格是指含CaCO3的生物材料，其是結(jié)晶或無定形的且尤其來源于珊瑚或藤壺類。來自天然石灰石的碳酸I丐的方解石多形體已有描述{Fujita Y, Yamamuro T,Nakamura T, Kotani S, Ohtsuki C, Kokubo T.J Bimed Mater Res. 1991 Aug ；25 (8)991-1003}。通過加熱從天然珊瑚中分離的霰石體外轉(zhuǎn)化方解石的方法也有描述(FricainJC, Bareille R, Ulysse F, Dupuy B, Amedee J. J. Biomed Mater Res. 1998 Oct ；42 (I)96-102)。 在另ー個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于組織修復(fù)的支架，所述支架包含至少兩相，其中所述兩相的第一相包含珊瑚或生物柵格，且第二相包含生物相容的ー種或多種聚合物。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“鄰近”是指某物靠近特定場所設(shè)置。在一個實(shí)施方式中，通過使支架的升高區(qū)域與位于或鄰近軟骨修復(fù)位點(diǎn)的組織接觸從而將本發(fā)明支架強(qiáng)有力地強(qiáng)制保持在軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的位置。通過優(yōu)化支架的具體定位，如下所述的本發(fā)明珊瑚支架的多孔晶體結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到位于組織周圍環(huán)境內(nèi)的有益組分。例如，珊瑚的多孔晶體結(jié)構(gòu)允許血管向內(nèi)生長，從而為在軟骨修復(fù)期間滲入支架的軟骨產(chǎn)生血液供應(yīng)。通過滲透入骨髄空隙，位于骨髓內(nèi)的間充質(zhì)干細(xì)胞此時得以到達(dá)支架的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，滲透入骨髄空隙的支架區(qū)域從骨髄吸引間充質(zhì)干細(xì)胞并促進(jìn)軟骨修復(fù)位點(diǎn)的血管形成。在一個實(shí)施方式中，滲透入骨髄空隙的支架區(qū)域促進(jìn)被吸引到支架的間充質(zhì)干細(xì)胞的附著、増殖或分化或其組合。因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的是所述支架在軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的具體定位將排列本發(fā)明的支架以使得所述支架對于軟骨修復(fù)最為有效。在一些實(shí)施方式中，穿透骨并穩(wěn)定地插入骨髓內(nèi)的支架區(qū)域也是將支架定位并限制在軟骨修復(fù)位點(diǎn)的支架區(qū)域，或在一些實(shí)施方式中，穿透骨并穩(wěn)定地插入骨髄內(nèi)的支架區(qū)域不是將支架定位并限制在軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的支架區(qū)域。在一個實(shí)施方式中，所述區(qū)域以這樣的方式插入支架的其他部分不與位點(diǎn)處的組織接觸。在另ー個實(shí)施方式中，所述區(qū)域以這樣的方式插入支架的側(cè)壁與軟骨修復(fù)位點(diǎn)處的組織形成接觸。在一些實(shí)施方式中，所述支架為適應(yīng)于修復(fù)位點(diǎn)的形狀。在一些實(shí)施方式中，所述支架近似為圓柱形、錐形、釘形、針形、螺桿形、長方桿形、板形、圓盤形、金字塔形、顆粒形、球形或立方形。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明支架可用干與其他已知和/或可獲得材料結(jié)合，用于刺激/增強(qiáng)骨和/或軟骨修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明支架可用于固定另外的支架，例如用于整個關(guān)節(jié)修復(fù)或韌帶修復(fù)，或其他結(jié)締組織修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，例如，本發(fā)明支架可用作針，與其他支架結(jié)合用于骨修復(fù)或再生等。應(yīng)理解本發(fā)明支架(単獨(dú)或與其他適當(dāng)材料組合)在治療、修復(fù)或刺激骨和/或軟骨生長中的任何用途將被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分。應(yīng)理解本發(fā)明支架可以是適應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明方法的應(yīng)用的任何適當(dāng)?shù)男螤罨虺叽?。例如和在一些?shí)施方式中，為了將本發(fā)明支架應(yīng)用于受試者的長骨內(nèi)，支架尺寸可縮放為接近支架植入的位點(diǎn)的尺寸，且根據(jù)需要，縮放數(shù)量級可為毫米到厘米。類似地，本發(fā)明支架的形狀可以為本發(fā)明支架可加工或處理成的任何形狀，且可以具有適于實(shí)現(xiàn)所需骨和/或軟骨的生長、修復(fù)或再生的任何構(gòu)型。在一些實(shí)施方式中，所述支架包含沿著所述支架的直角坐標(biāo)軸的ー個或多個空腔，且在ー些實(shí)施方式中 ，所述軸是所述支架的長軸。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于軟骨、骨修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的試劑盒，其含有本發(fā)明支架，用于在軟骨、骨修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合中使用所述支架的指導(dǎo)(directions),以及任選地用于所述支架最佳插入、用細(xì)胞接種所述支架或其組合的ー種或多種工具。在一個實(shí)施方式中，用前驅(qū)細(xì)胞接種珊瑚。在一個實(shí)施方式中，所述前驅(qū)細(xì)胞是間充質(zhì)干細(xì)胞。在一個實(shí)施方式中，所述細(xì)胞可以是間充質(zhì)細(xì)胞；軟骨細(xì)胞；纖維軟骨細(xì)胞；骨細(xì)胞；成骨細(xì)胞；破骨細(xì)胞；滑膜細(xì)胞；骨髓細(xì)胞；基質(zhì)細(xì)胞；干細(xì)胞；胚胎干細(xì)胞；來源于脂肪組織的前驅(qū)細(xì)胞；外周血液祖細(xì)胞；從成人組織分離的干細(xì)胞；遺傳轉(zhuǎn)化細(xì)胞；或其組合。在另ー個實(shí)施方式中，前驅(qū)細(xì)胞可以指軟骨細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；骨細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；滑膜細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；骨髓細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；間充質(zhì)細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；基質(zhì)細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；干細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；胚胎干細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；從成人組織分離的前驅(qū)細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；外周血液祖細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；從成人組織分離的干細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；遺傳轉(zhuǎn)化細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法的前驅(qū)細(xì)胞由受體哺乳動物(即自體的)或同源哺乳動物的器官組織制備。在另ー個實(shí)施方式中，可以使用同種異體的和異種的前驅(qū)細(xì)胞。在一些實(shí)施方式中，所述支架包含第三相，其含有組成與所述第一相不同的珊瑚。在一些實(shí)施方式中，所述第三相定位于所述第一相和所述第二相之間。在一些實(shí)施方式中，所述第三相位于所述第一相的近端和所述第二相的遠(yuǎn)端。在一些實(shí)施方式中，所述第三相位于所述第二相的近端和所述第一相的遠(yuǎn)端。在一些實(shí)施方式中，所述第一相或所述第二相插入鄰近軟骨下骨的區(qū)域中。在一些實(shí)施方式中，所述支架可包含第三相，其可以插入鄰近軟骨下骨的區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，插入的相包含至少末端修飾，其增強(qiáng)組織修復(fù)。在一個實(shí)施方式中，軟骨修復(fù)位點(diǎn)可被認(rèn)為在軟骨和/或缺損或可能缺損的位點(diǎn)處或其附近包含3維(3D)空間。在一個實(shí)施方式中，該3D空間包含至少壁或底或其組合，且本發(fā)明可描述這種位點(diǎn)內(nèi)相對于所述壁或底的定位，或在一些實(shí)施方式中，定位可相對于鄰近所述壁或底的組織位點(diǎn)內(nèi)的插入。在一些實(shí)施方式中，定位包括支架或其區(qū)域通過軟骨和/或骨組織的壁和/或底或者軟骨和/或骨組織的缺損或損傷或可能的缺損或損傷位點(diǎn)的插入,從而出現(xiàn)骨組織中的插入。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，軟骨和/或骨組織修復(fù)位點(diǎn)的形狀和本發(fā)明3D支架的形狀提供許多不同的組合以將支架穩(wěn)固地定位在軟骨修復(fù)和/或骨位點(diǎn)內(nèi)。在一個實(shí)施方式中，在將本發(fā)明方法用于軟骨修復(fù)和/或骨修復(fù)之前使本發(fā)明支架成形。在一個實(shí)施方式中，在將本發(fā)明方法用于軟骨和/或骨修復(fù)的同時使本發(fā)明支架成形。通過在本發(fā)明方法中使用支架的同時使支架成形，可精確選擇支架的尺寸以用于支架在修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的特定定位。應(yīng)理解可將多個本發(fā)明支架放置在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)或者成形并放置在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明所稱的“支架”、“植入物”或“栓子”是指涉及被認(rèn)為包括在本發(fā)明所描述的方面中的支架的本文描述的任何實(shí)施方式或組合實(shí)施方式。例如，本發(fā)明所稱的“支架”應(yīng)理解為是指可適用于指定目的或包含指定特征等的本發(fā)明描述的支架的任何實(shí)施方式。在一個實(shí)施方式中，“支架”是指用于軟骨和/或骨修復(fù)的成形平臺，其中該成形平臺提供軟骨和/或骨再生的位點(diǎn)。在一個實(shí)施方式中，所述支架是臨時平臺。在ー個實(shí)施方式中，“臨時平臺”是指在軟骨和/或骨修復(fù)期間隨著時間發(fā)生的本發(fā)明珊瑚的自然降解，其中珊瑚的完全或部分的自然降解可導(dǎo)致支架形狀隨著時間發(fā)生變化和/或支架尺寸隨著時間發(fā)生變化。在一個實(shí)施方式中，珊瑚成形為待生長的組織的形式。例如，珊瑚可以成形為一片軟骨組織，例如膝或肘的半月板；關(guān)節(jié)；骨的關(guān)節(jié)面；肋骨架；髖；骨盆；耳；鼻；韌帶；支氣管和椎間盤。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于修復(fù)與物理創(chuàng)傷有關(guān)的軟骨和/或骨組織缺損和/或與受試者的疾病或紊亂有關(guān)的軟骨和/或骨組織缺損的珊瑚支架。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，術(shù)語“珊瑚”是指從單片珊瑚切下來的珊瑚。在ー個實(shí)施方式中，所述珊瑚具有孔樣孔穴或裂隙。在一個實(shí)施方式中，在用于軟骨和/或骨修復(fù)的方法之前使珊瑚支架成形。在一個實(shí)施方式中，在軟骨和/或骨修復(fù)方法的同時使珊瑚支架成形，例如，可在可能最好地觀察修復(fù)位點(diǎn)的外科手術(shù)期間使珊瑚支架成形，從而優(yōu)化所使用的支架的形狀。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒利用珊瑚的用途。在ー個實(shí)施方式中，所述珊瑚包括任何種，尤其包括濱珊瑚屬(Porites species)、鹿角珊瑚屬(Millepora species)、千孔珊瑚屬(Acropora species)或其組合。在一個實(shí)施方式中，所述珊瑚來自于濱珊瑚屬。在一個實(shí)施方式中，所述珊瑚是澄黃濱珊瑚(Porites Lutea)。在大多數(shù)種中，孔隙與固體之比通常為O. 4到O. 6，且孔隙相完全互連，從而形成互相貫通固體碳酸鈣相的高度規(guī)則網(wǎng)絡(luò)。在一個實(shí)施方式中，該均勻且互連的結(jié)構(gòu)尤其可用作本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒中的框架。 在一個實(shí)施方式中，所述珊瑚來自于鹿角珊瑚屬。在一個實(shí)施方式中，所述珊瑚是巨枝鹿角珊瑚(Acropora grandis)，在一個實(shí)施方式中，其是非常常見的、生長迅速的且易于在培養(yǎng)中生長。因此，在一個實(shí)施方式中，鹿角珊瑚樣品可以在珊瑚礁的掩蔽區(qū)域中容易地收集，且通過利用培養(yǎng)的珊瑚材料可以避免從珊瑚礁中收集。 巨枝鹿角珊瑚的平均骨骼密度是2. 7g/ml。因?yàn)樵撋汉鞣N的骨骼是致密和堅(jiān)固的，其例如可通過研磨容易地加工成具有不同尺寸的各種成形產(chǎn)物或結(jié)構(gòu)的構(gòu)型。這種材料特別適用于植入裝置，尤其是負(fù)重關(guān)節(jié)，例如膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)，其中強(qiáng)度是植入裝置的重要性、質(zhì)。因此，在一個實(shí)施方式中，鹿角珊瑚用作本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒的框架。在另ー個實(shí)施方式中，所述珊瑚來自于千孔珊瑚屬。在一個實(shí)施方式中，所述珊瑚是兩叉千孔珊瑚(Millepora dichotoma)。在一個實(shí)施方式中，所述珊瑚的孔隙大小為150 μ m，且可以克隆和培養(yǎng)，使得千孔珊瑚屬可用作本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒的框架。在另ー個實(shí)施方式中，所述珊瑚來自于以下種的任何ー種或多種?？捉欠涑采汉?Favites halicora)；網(wǎng)狀菊花珊瑚(Goniastrea retiformis);棘星珊瑚(Acanthastrea echinataノ ；Acanthastrea hemprichi ；Acantnastrea ishigakiensis ;粗糖鹿角珊瑚(Acropora aspera);簡單軸孔珊瑚(Acropora austera);珊瑚蟲屬“browndigitate” ；荊棘鹿角珊瑚(Acropora carduus);谷鹿角珊瑚(Acropora cerealis);鹿角珊瑚(Acropora chesterfieldensis);方格鹿角珊瑚(Acropora clathrata) ；Acropora cophodactyla ;珊瑚蟲屬 “danai-like” ；兩叉軸孔珊瑚(Acropora divaricata);童氏軸孔珊瑚(Acropora donei);棘鹿角珊瑚(Acropora echinata);藍(lán)花盤珊瑚(AcroporaeffIorescens);芽枝鹿角珊瑚(Acropora gemmifera);鹿角珊瑚(Acropora globiceps)；顆粒鹿用珊王知(Acropora granulosa) ；Acropora cf hemprichi ；Acropora kosurini ；Acropora cf loisettae ;Acroporalongicyathus ;羅立軸孑し珊王胡(Acropora loripes)；粗短車由ずし珊瑜(Acropora cf Iutkeniノ ；Acropora paniculata ；Acropora proximalis ；Acropora rudis ;石松鹿角珊瑚(Acropora selago);單獨(dú)鹿角珊瑚(Acroporasolitaryensis) ；Acropora cf spicifera as per Veron ；Acropora cf spicifera as perWalldce ;柔枝軸孔珊瑚(Acropora tenuis);華倫軸孔珊瑚(Acropora valenciennesi)；巨錐軸孔珊瑚(Acropora vaughani);穗枝軸孔珊瑚(Acropora vermiculata);撫星孔珊瑚(Astreopora gracilis);多星孔珊瑚(Astreopora myriophthalma);藍(lán)德爾星孑し珊王胡(Astreopora randalli) ；Astreopora suggesta ;澳紋珊王胡(Australomussarowleyensis);柱形篩珊瑚(Coscinaraea col Iumna);殼狀篩孔珊瑚(Coscinaraeacrassa);剌蔵珊瑚(Cynarina Iacrymalis);紫側(cè)孔珊瑚(Distichopora violacea);棘剌葉珊瑚(Echinophyllia echinata);梳狀珊瑚科(Echinophyllia cf echinoporoides)；寶石剌孔珊瑚(Echinopora gemmacea);粗糖棘葉珊瑚(Echinopora hirsutissima);榔頭珊瑚(Euphyllia ancora);花瓶珊瑚(Euphyllia divisa) ；Euphyllia yaeyamensis ；圓形角菊珊瑚(Favia rotundata) ；Favia truncatus ；Favites acuticollis ;五邊角蜂巢珊王知(Favities pentagona);顆粒石芝珊瑚(Fungia granulosa) ；Fungia klunzingeri ；Fungia mo丄lucensis ；Galaxea acrhelia ； 5. R: ^ ^ φ 1 (Goniastrea edwardsi)；Goniastea minuta ；Hydnophora pilosa ;環(huán)柔紋珊瑚(Leptoseris explanata)；殼狀柔紋珊瑚(Leptoseris incrustans);類菌柔紋珊瑚(Leptoseris mycetoseroides)；凹凸柔紋珊瑚(Leptoseris scabra);葉形柔紋珊瑚(Leptoseris yabei);波狀石葉珊瑚(Lithophyllon undulatum);赫氏葉狀珊瑚(Lobophyllia hemprichii);粗裸肋珊瑚(Merulina scabricula);兩叉千 し珊糊(Millepora dichotoma； ；Millepora exaesa ;纟^|結(jié)千孔珊瑚(Millipora intricata) ；Millepora murrayensis ;板葉千孔珊瑚(Milliporaplatyphylla);簡短園菊珊瑚(Monastrea curta) ；Monastrea coIemani ;曲紋表孔珊瑚 (Montipora caliculata);撫表孔珊瑚(Montipora capitata);淺窩薔薇珊瑚(Montiporafoveolata) ；Montipora meandrina ;結(jié)節(jié)薔薇珊王胡(Montipora tuberculosa) ；Montiporacf vietnamensis ;Ouiopnyllia laevis ；Oxypora crassispinosa ;撕裂尖孔珊王胡(Oxypora lacera) ；Pavona bipartita ;脈結(jié)牡丹珊瑚(Pavona venosa);萵苣梳狀珊瑚(Pectinia alcicornis);牡丹梳珊瑚(Pectinia paeonea);尖邊扁腦珊瑚(Platygyraacuta);小腦紋珊瑚(Platygyra pini);扁腦珊瑚“ green” ；維氏腦紋珊瑚(Platygyraverweyi) ；Podabacia cf Ianakensis ;撫濱珊瑚(Porites annae);指表孔珊瑚(Poritescylindrica) ；Porites evermanni ；Porites monticulosa ;指形表孑し王冊王胡(Psammocoradigitata) ；Psammocora explanulata ;血紅沙珊瑚(Psammocora haimeana);淺薄沙珊王胡(Psammocora superficialis);鋸齒屣珊瑚(Sandalolitha dentata);淺杯排孔珊瑚(Seriatopora caliendr um);甲胄柱群珊瑚(Stylocoeniella armata);罩柱群珊瑚(Stylocoeniella guentheri);柱星珊瑚(Stylaster sp.);莖珊瑚(Tubipora musica)；小星陀螺珊瑚(Turbinaria stellulata);或本領(lǐng)域已知的任何珊瑚或其組合。在另ー個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒的珊瑚可以是石珊瑚目、藍(lán)珊瑚目的蒼珊瑚科(Helioporida)、匍匐珊瑚目的笙珊瑚屬、多孔螅目的千孔珊瑚科或本領(lǐng)域已知的其他珊瑚。在一些實(shí)施方式中，用于本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒的珊瑚可以包括造礁石珊瑚，在一些實(shí)施方式中包括角孔珊瑚屬及其他。在一些實(shí)施方式中，用于本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒的珊瑚可以包括汽孔珊瑚(Alveoppora)。在一些實(shí)施方式中，用于本發(fā)明支架、方法和/或試劑盒的珊瑚可以包括竹珊瑚，在一些實(shí)施方式中，包括來自竹珊瑚科(Isididae)、掌狀珊瑚屬(genera Keratoisis)、Isidella及其他。如上面所描述，定位并限制本發(fā)明支架的支架區(qū)域的能力取決于該區(qū)域的幾何形狀和所述支架將植入的軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的幾何形狀。在一個實(shí)施方式中，該區(qū)域的幾何形狀包含尖銳邊緣(sharp edge)。在一個實(shí)施方式中，該區(qū)域的幾何形狀包含圓形邊緣。在一個實(shí)施方式中，區(qū)域的幾何形狀包含鋸齒狀邊緣。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的最佳深度和角度包括對軟骨和/或骨修復(fù)最有益的深度和角度。在一個實(shí)施方式中，最有益的最佳深度和角度包括這樣的位置使得本發(fā)明支架可接近間充質(zhì)干細(xì)胞庫、組織環(huán)境、血管、營養(yǎng)物、效應(yīng)化合物或治療化合物或者其組合。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，術(shù)語“深度”是指本發(fā)明支架從靜置在修復(fù)位點(diǎn)的開放表面上的假想線延伸到軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的組織底面之下的位置的量度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，支架的其他區(qū)域的深度可以不在任何組織表面之下。例如和在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中,基于成形如圓筒形凹坑(cylindrical pit)的軟骨修復(fù)位點(diǎn)，所畫的橫越凹坑開ロ的假想線代表凹坑頂部。在一個實(shí)施方式中，支架的定位導(dǎo)致支架整體低于凹坑頂部，并因此處于低于越過開ロ的假想線的深度。在一個實(shí)施方式中，支架定位導(dǎo)致部分支架高于凹坑頂部，因此并非完全在軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。將支架放置在給定深度的益處可以取決于支架和周圍組織(軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)或接近軟骨修復(fù)位點(diǎn))所形成的接觸。類似地和在本發(fā)明的另ー個方面，關(guān)于本發(fā)明支架植入骨內(nèi)，植入位點(diǎn)也可以想象為凹坑，其中所畫的假想線橫越凹坑開ロ，代表凹坑頂部。根據(jù)該方面，支架的定位導(dǎo)致支架整體低于凹坑頂部，或在一些實(shí)施方式中，支架的定位可以導(dǎo)致部分支架高于凹坑頂部，因此并非整個支架在骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。將支架放置在給定深度的益處可以取決于支架和周圍組織(軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)或接近軟骨修復(fù)位點(diǎn))所形成的接觸。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“角度”是指由沿著支架的長軸的假想線和垂直于上述放置在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)開ロ處的線的假想的鉛垂線形成的弧的量度，其中所述弧圍繞該假想的鉛垂線以順時針方向前迸。因此，在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架可以定位并限制在最佳深度和角度，這樣支架平行于垂直線，且因此所述角度將是O度。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架可以垂直于假想的鉛垂線定位，并因此所述角度將是90度。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于10度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于35度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于55度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于75度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于95度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于115度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于125、度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于145度的角度進(jìn)行定位和限制。在一個實(shí)施方式中，支架以等于或小于165度的角度進(jìn)行定位和限制。在ー個實(shí)施方式中，支架以小于180度的角度進(jìn)行定位和限制。在一些實(shí)施方式中，插入多個支架從而最大限度地占據(jù)缺損位點(diǎn)，這樣各支架材料可以以不同的角度和/或形狀和/或深度和/或孔隙度插入，從而適應(yīng)于適當(dāng)插入到軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的所需區(qū)域中。應(yīng)理解上述定位角度可以是對于插入特定軟骨和/或骨缺損位點(diǎn)的ー個或多個支架而言。支架的暴露表面與軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處或鄰近軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的組織之間的接觸提供生物活性表面，在本發(fā)明方法中，其可誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)。例如，在一個實(shí)施方式中，支架的暴露表面提供吸引間充質(zhì)干細(xì)胞的生物活性表面。在另ー個實(shí)施方式中，暴露表面提供用于間充質(zhì)干細(xì)胞附著、生長、増殖或分化或其組合的場所，所有這些過程誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨修復(fù)。另外，支架的暴露表面可以吸引血管。而且，軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處或鄰近軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的組織可以是富含對軟骨和/或骨修復(fù)有益的營養(yǎng)物、效應(yīng)化合物、治療化合物或其組合的源，這樣支架暴露表面和這種組織之間的接觸誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)。在一個實(shí)施方式中，支架的放置角度以至于支架與軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的壁區(qū)域接觸。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架可以定位和限制以使得支架與軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的或鄰近的組織之間存在最大的接觸。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架可以定位和限制以使得支架區(qū)域穿透軟骨下骨和/或骨髓孔隙，且支架與軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的或鄰近的組織之間存在最大的接觸。在一個實(shí)施方式中，支架的暴露表面與軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的或鄰近的組織之間的接觸提供支架的最大表面積用于與間充質(zhì)干細(xì)胞群、血管、效應(yīng)化合物或組織環(huán)境的其他組分或其組合相互作用。本發(fā)明支架可包括多個升高部分。支架的不同部分可以提供不同的功能。例如，在一個實(shí)施方式中，支架的升高部分可以將支架保持在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的適當(dāng)位置，或支架的升高部分可以起吸引、生長、増殖或分化間充質(zhì)干細(xì)胞的作用，或支架的升高部分可以起適配本發(fā)明工具的作用，或其組合。在一個實(shí)施方式中，100%的多個升高部分具體定位并限制珊瑚。在一個實(shí)施方式中，至少80%的多個升高部分具體定位并限制珊瑚。在一個實(shí)施方式中，至少60%的多個升高部分具體定位并限制珊瑚。在一個實(shí)施方式中，至少40%的多個升高部分具體定位并限制珊瑚。在一個實(shí)施方式中，至少20%的多個升高部分具體定位并限制珊瑚。在ー個實(shí)施方式中，至少10%的多個升高部分具體定位并限制珊瑚。在一個實(shí)施方式中，至少1%的多個升高部分具體定位并限制珊瑚。在一個實(shí)施方式中，將本發(fā)明支架定位并限制在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的最佳深度和角度提供將部分支架暴露表面穿透通過骨組織。通過優(yōu)化支架的具體位置，如下所述，本發(fā)明支架的多孔晶體結(jié)構(gòu)能夠接近位于組織環(huán)境內(nèi)的有益組分。例如，支架的多孔晶體結(jié)構(gòu)使得血管能夠內(nèi)生長從而為在軟骨和/或骨修復(fù)期間滲透支架的軟骨和/或骨建立血液供給。在一個實(shí)施方式中，支架吸引間充質(zhì)干細(xì)胞并促進(jìn)在軟骨修復(fù)位點(diǎn)的血管形成。
因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的是軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)支架的具體定位布置本發(fā)明的支架以使得支架對于軟骨和/或骨修復(fù)而言最有效。在一個實(shí)施方式中，“支架”是指用于軟骨和/或骨修復(fù)的成形平臺，其中所述成形平臺提供軟骨和/或骨形成和/或再生的位點(diǎn)。在一個實(shí)施方式中，所述支架是臨時平臺。在一個實(shí)施方式中，“臨時平臺”是指在軟骨修復(fù)期間隨著時間的過去發(fā)生的本發(fā)明珊瑚的完全或部分的自然降解，其中珊瑚的自然降解可導(dǎo)致支架形狀隨著時間過去發(fā)生變化和/或支架尺寸隨著時間過去發(fā)生變化。在一個實(shí)施方式中，珊瑚成形為待生長的組織的形式。例如，珊瑚可以成形為一片軟骨性組織或骨性組織，例如膝或肘的半月板；關(guān)節(jié)；骨關(guān)節(jié)面；肋骨架；髖；骨盆；耳；鼻；支氣管；椎間盤；韌帶；椎骨；脛骨；股骨；肩和頜。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于修復(fù)與物理創(chuàng)傷有關(guān)的軟骨和/或骨組織缺損和/或與受試者中疾病或紊亂有關(guān)的軟骨和/或骨組織缺損的珊瑚支架。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，術(shù)語“珊瑚”是指從單片珊瑚切下來的珊瑚。在ー個實(shí)施方式中，所述珊瑚具有孔隙樣孔穴或空隙。在一個實(shí)施方式中，珊瑚支架在用于軟骨和/或骨修復(fù)的方法之前成形。在ー個實(shí)施方式中，珊瑚支架在與軟骨和/或骨修復(fù)方法的同時成形，例如，珊瑚支架可在可能最好地觀察修復(fù)位點(diǎn)的外科手術(shù)期間成形，從而優(yōu)化所使用支架的形狀。在一個實(shí)施方式中，支架尺寸可以是可用于本發(fā)明目的的任何尺寸，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。在一個實(shí)施方式中，支架或其部分可以大約是軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的尺寸。在一個實(shí)施方式中，支架或其部分可以大約是軟骨和/或骨缺損的尺寸，以使得所述支架可以放置在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。在另ー個實(shí)施方式中，支架可以大于軟骨和/或骨缺損的尺寸。例如，在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架可以大于軟骨和/或骨缺損的尺寸，從而所述支架可以延伸到具有間充質(zhì)細(xì)胞可用性的位點(diǎn)。在一個實(shí)施方式中，支架可以小于軟骨和/或骨缺損的尺寸。在一些實(shí)施方式中，支架尺寸將是毫米尺度，例如，具有至少一條約為2_200mm的長軸，或在一些實(shí)施方式中，約為1_18_，或在一些實(shí)施方式中，約為O. 5mm-3mm，或在ー些實(shí)施方式中，約為6_12mm,或在一些實(shí)施方式中，約為10_15mm,或在一些實(shí)施方式中，約為12-40mm，或在一些實(shí)施方式中，約為30_100mm，或在一些實(shí)施方式中，約為50_150mm，或在一些實(shí)施方式中，約為100-200mm。在一些實(shí)施方式中，支架尺寸將是厘米尺度，例如具有至少一條約為O. 5-30cm的長軸。在一個實(shí)施方式中，所述支架的尺寸可以和組織修復(fù)位點(diǎn)處組織孔隙的尺寸大致相同。該組織孔隙可能由于軟骨和/或骨缺損、軟骨和/或骨退化引起，或可能在軟骨和/或骨修復(fù)方法期間人工生成，或其組合。在一個實(shí)施方式中，所述組織孔隙不含軟骨和/或骨組織。在一個實(shí)施方式中，支架或其部分可以是軟骨和/或骨缺損的尺寸，以使得所述支架可以放置在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)從而在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處增強(qiáng)軟骨和/或骨形成。在另ー個實(shí)施方式中，支架可以大于軟骨和/或骨缺損的尺寸，以使得所述支架可以到達(dá)具有間充質(zhì)干細(xì)胞可用性的位點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，將植入物裝配到組織修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)時緊密配合是理想的。依據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，可能希望使本發(fā)明支架的末端變細(xì)從而易于插入緊密空間 內(nèi)，以達(dá)到植入物的最佳緊密配合。例如，圖11顯示本發(fā)明具體支架的示意圖，其中在支架的第二相中插入骨中的末端變細(xì)(11-40)，從而適應(yīng)更容易的緊密配合。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，“約”是指其中符合滿足具體需要的手段的量，例如，所述尺寸可以主要是但不完全是指定的尺寸，但它滿足軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的軟骨和/或骨修復(fù)的具體需要。在一個實(shí)施方式中，“約”是指密切或接近，但并非正好。存在小的誤差幅度。該誤差幅度不會超過正或負(fù)該相同整數(shù)值。例如，約O. I微米將表示不低于O但不聞于O. 2。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“孔隙”是指未被占據(jù)的空間。例如，本發(fā)明中，在ー個實(shí)施方式中，孔隙可以是支架內(nèi)天然未被占據(jù)的空間。在一個實(shí)施方式中，孔隙可以是修復(fù)位點(diǎn)處未被占據(jù)的空間。在一個實(shí)施方式中，孔隙可以是本發(fā)明支架內(nèi)未被占據(jù)的空間。在一個實(shí)施方式中，孔隙可以是氣孔或氣孔區(qū)域的體積。在一個實(shí)施方式中，珊瑚進(jìn)行洗滌、漂白、冷凍、干燥、滅菌的或其組合。在ー些實(shí)施方式中，珊瑚按如下進(jìn)ー步所說明處理。在一些實(shí)施方式中，一旦加工成本發(fā)明支架，珊瑚在植入軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)之前，用所需的ー種或多種細(xì)胞群體接種。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供制備用于修復(fù)軟骨的多相支架的方法，所述方法包括以下步驟-使僅一部分固體形式的霰石或方解石與鈣螯合劑和酸接觸，從而在至少一部分所述固體形式中產(chǎn)生包含擴(kuò)大孔隙的固體形式，和-在所施加的負(fù)壓カ下洗滌和干燥所述固體形式。在一些實(shí)施方式中，所述鈣螯合劑是EDTA。在一個實(shí)施方式中，所述螯合劑可以包括こニ胺-N，N，N'，N'-四こ酸(EDTA)、0，O' _ ニ(2_氨基苯基こニ醇)こニ胺-N，N，N'，N'-四こ酸(BAPTA)、N，N-ニ(2-羥こ基)甘氨酸(N-ニ(羥こ基)甘氨酸)、反式-1，2_ ニ氛基環(huán)己燒-こニ胺-N, N, N' ,N' _四こ酸(CyDTA)、I, 3_ ニ氛基-2_輕丙烷-こニ胺-N，N，N'，N'-四こ酸(DPTA-OH)、ニ亞こ基三胺-N，N，N'，N"，N"-五こ酸(DPTA)、こニ胺-N，N' - ニ丙酸ニ鹽酸鹽(EDDP)、こニ胺-N，N' -ニ(亞甲基膦酸)半水合物(EDDPO)、N-(2-羥こ基)こニ胺-N，N' ,N'-三こ酸(EDTA-OH)、こニ胺-N，N，N'，N'-四(亞甲基膦酸)(EDTP0)、0，0' - ニ(2-氨こ基)こニ醇四こ酸(EGTA)、N，N' - ニ(2-羥芐基)こニ胺-N，N' - ニこ酸(HBED)、1，6_六亞甲基ニ胺-N，N，N' ,Ni -四こ酸(HDTA)、N-(2-羥こ基)亞氨基ニこ酸(HIDA)、亞氨基ニこ酸(IDA)、1，2-ニ氨基丙烷-N，N，N'，N'-四こ酸(甲基-EDTA)、次氮基三こ酸(NTA)、次氮基三丙酸(NTP)、次氮基三(亞甲基膦酸)三鈉鹽(NTPO)、N，N，N'，N'-四(2-吡啶基甲基)こニ胺(TPEN)和三亞こ基四胺-N，N，N'，N"，N"-六こ酸(TTHA)、rhod-2、DMSA、FLUO 3、FURA 2、INDO I、QUIN2，或本領(lǐng)域已知其他螯合剤，或其組合。在一些實(shí)施方式中，所述酸是甲酸。在一些實(shí)施方式中，所述酸是弱酸，例如苦味酸、こ酸或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他酸。在一些實(shí)施方式中，所述酸是強(qiáng)酸，例如鹽酸、硝酸、硫酸或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他酸。在一些實(shí)施方式中，所述酸是鹵化氫、鹵素含氧酸，例如次氯酸、氯酸、高氯酸、高碘酸、氟磺酸、硝酸、磷酸、氟銻酸、氟硼酸、六氟磷酸、こ酸、檸檬酸、葡糖酸、乳酸、草酸、酒石酸或鉻酸。不被理論束縛，本發(fā)明方法使用鈣螯合劑，其用作為珊瑚材料的緩脫鈣劑(decalcificator)。螯合劑(例如EDTA)與無機(jī)晶體外層上存在的離子·丐結(jié)合,緩慢減小晶體的尺寸。在一些實(shí)施方式中，単獨(dú)添加螯合劑足以獲得本發(fā)明支架。根據(jù)該方面，所述珊瑚材料進(jìn)ー步與酸例如甲酸接觸。不被理論束縛，與僅接觸螯合劑的樣品相比，添加酸使得珊瑚材料更快速地溶解。在一些實(shí)施方式中，螯合劑和酸的結(jié)合使用產(chǎn)生受控的溶解，從而提供均勻的孔徑大小和體積。在一些實(shí)施方式中，螯合劑或酸的選擇、各自的濃度或其組合將提供由此獲得的本發(fā)明基于珊瑚的支架內(nèi)擴(kuò)大的孔隙的額外控制。應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員將采用高濃度或低濃度的弱酸或強(qiáng)酸，并選擇某種鈣螯合劑來獲得由本發(fā)明方法制備的本發(fā)明所述支架中擴(kuò)大孔隙的所需孔隙體積或平均直徑，且這種選擇將被認(rèn)為是本發(fā)明方法的具體化的方面。例如和在一些實(shí)施方式中，在約5分鐘到約24小時的時程中，螯合劑濃度為約O. 1% -約20%，以及在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，在約O. I分鐘到約24小時的時程中，酸濃度為約O. 01%到約10%。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述接觸在一定持續(xù)時間內(nèi)和在一定條件下進(jìn)行，所述時間和條件根據(jù)所述支架的所需最終幾何形狀而變化。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，術(shù)語“部分”是指整體的受限部分。在一個實(shí)施方式中，對于由于本發(fā)明方法而暴露的表面，術(shù)語“部分”是指整個暴露表面的受限部分。例如，在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于100%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于90%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于80%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于70%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于60%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于50%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于40%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于30%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于20%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于10%的暴露表面。在一個實(shí)施方式中，一部分暴露表面包括小于I %的暴露表面。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，術(shù)語“表面”是指物體的外部或上邊界。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，術(shù)語“暴露”是指對周圍環(huán)境開放從而在本發(fā)明支架和浸潰介質(zhì)之間可以發(fā)生接觸。根據(jù)該方面和在其他實(shí)施方式中，由所述方法制備的固體形式包括至少兩相，所述相的孔隙體積不同，或所述相包含所述孔隙的平均直徑不同的孔隙，或其組合。在ー些實(shí)施方式中，本發(fā)明所述方法是ー種手段，通過該手段可以制備上文描述的支架。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)本發(fā)明方法制備的支架。

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明方法形成所制備的包含相的支架，所述相所包含孔隙的平均直徑不同，或由此獲得的支架的相內(nèi)的孔隙體積不同，或其組合不同，該平均直徑和/或孔隙體積比本發(fā)明描述的范圍小或大。應(yīng)理解由本發(fā)明方法制得的這種支架代表本發(fā)明的預(yù)期實(shí)施方式和本發(fā)明的一部分。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架包含整個支架內(nèi)的固體。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明固體支架仍然包含孔隙樣孔穴和/或空隙。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架包含沿著支架的直角坐標(biāo)軸的空腔。在一個實(shí)施方式中，所述空腔沿著本發(fā)明支架的長軸。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“空腔”是指本發(fā)明支架內(nèi)的空穴。在一個實(shí)施方式中，所述空腔包含至少支架中的單個開ロ，以使得所述空穴能暴露于外部環(huán)境。在一個實(shí)施方式中，所述空腔為本發(fā)明支架提供額外的暴露表面區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明支架包含多個空腔，其可以是沿任何方向，或在ー些實(shí)施方式中，本發(fā)明支架包含支架內(nèi)的空腔網(wǎng)絡(luò)，或在一些實(shí)施方式中，多個支架植入修復(fù)位點(diǎn)，其中支架空腔對準(zhǔn)以形成整個植入支架內(nèi)的空腔網(wǎng)絡(luò)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明支架內(nèi)選擇性地產(chǎn)生空腔或孔隙(自始至終這兩個字可互換使用)的方法可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法實(shí)現(xiàn)，例如，根據(jù)本發(fā)明描述的方法，例如，通過用浸潰溶液的滴注應(yīng)用來取代部分支架的浸入浸潰來選擇性產(chǎn)生本申請之間內(nèi)的孔隙。本發(fā)明支架的暴露表面區(qū)域提供用于間充質(zhì)干細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞等的附著、生長、増殖或分化或其組合的場所，及用于血管形成的場所。因此，本發(fā)明支架的表面區(qū)域最終提供用于軟骨和/或骨組織再生的有益場所。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，支架包含空腔，其中與沒有空腔的類似支架相比，空腔的存在増加支架的暴露表面積。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述支架包含聚合物涂層。在一些實(shí)施方式中，術(shù)語“聚合物涂層”是指與至少一部分支架材料結(jié)合的聚合物材料層。在一些實(shí)施方式中，這種涂層可以覆蓋整個支架，和在一些實(shí)施方式中，這種涂層可以滲入支架的孔隙和/或氣孔和/或空腔內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，這種涂層可以選擇性地施加到支架的特定區(qū)域，從而它在支架上生成單獨(dú)的相，和在一些實(shí)施方式中，這種聚合物可以施加以使得厚的聚合物層或相與一部分支架結(jié)合，從而產(chǎn)生與本發(fā)明描述的支架結(jié)合的單獨(dú)的聚合物相。在一些實(shí)施方式中，包括生物相容的聚合物。在一個實(shí)施方式中，所述聚合物涂層強(qiáng)化所述支架，和在一些實(shí)施方式中，所述聚合物涂層導(dǎo)致更大的細(xì)胞吸引和附著到支架上，這隨之又特別導(dǎo)致修復(fù)量、質(zhì)量和時機(jī)方面的增強(qiáng)修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，所述聚合物涂層增強(qiáng)細(xì)胞増殖和/或分化成軟骨和/或骨，這隨之又特別導(dǎo)致修復(fù)量、質(zhì)量和時機(jī)方面的增強(qiáng)修復(fù)。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，聚合物涂層是滲透性的。在一個實(shí)施方式中，所述滲透性聚合物涂層包括特殊的多孔膜。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“滲透性的”是指具有氣孔和開ロ。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明滲透性的聚合物涂層具有允許營養(yǎng)素、治療化合物、細(xì)胞群體、螯合劑或其組合進(jìn)入的氣孔和開ロ。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明滲透性的聚合物涂層具有允許營養(yǎng)素、治療化合物、細(xì)胞群體、螯合劑或其組合離開/釋放的氣孔和開ロ。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明聚合物涂層是非連續(xù)的。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明珊瑚的ー個區(qū)域或多個子區(qū)域不含聚合物涂層，從而允許珊瑚和環(huán)境之間的直接接觸。在一些實(shí)施方式中，所述支架在其中結(jié)合生物相容的聚合物，其經(jīng)由任何物理或化學(xué)結(jié)合與霰石或方解石組分結(jié)合。在一些實(shí)施方式中，所述聚合物是水凝膠的部分，其結(jié)合在本發(fā)明支架中。在一些實(shí)施方式中，這種含水凝膠的支架隨后可以凍干或干燥，且隨后可以重構(gòu)。在包含兩個單獨(dú)相的本發(fā)明支架的一些實(shí)施方式中，所述生物相容的聚合物僅結(jié)合在第一相中或僅結(jié)合在第二相中。這種含聚合物的支架可特別適于軟骨修復(fù)、再生或其形成的增強(qiáng)。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，例如，在治療骨軟骨缺損中，所述基于珊瑚的支架為適于結(jié)合在受影響的骨內(nèi)的尺寸，且進(jìn)一歩包括含聚合物的相，當(dāng)插入受影響的缺損位點(diǎn)內(nèi)時，該相鄰近受影響的軟骨。在另ー個方面和代表本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述支架包含聚合物，其滲入支架的孔隙和氣孔內(nèi)，所述支架插入軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)且所述聚合物促進(jìn)軟骨生長、再生或缺損位點(diǎn)的康復(fù)。這種含聚合物的支架可特別適于骨修復(fù)、再生或其形成的增強(qiáng)。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該方面，例如，在治療骨破損或破碎、骨疾病或骨缺損中，所述基于珊瑚的支架為適于結(jié)合在受影響的骨內(nèi)的尺寸，且進(jìn)一歩包含聚合物，其滲入支架孔隙和氣孔內(nèi)，所述支架插入骨內(nèi)且所述聚合物促進(jìn)骨生長、再生或缺損位點(diǎn)的康復(fù)。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的聚合物涂層包含天然聚合物，其包括膠原蛋白、弾性蛋白、絲(silk)、透明質(zhì)酸、透明質(zhì)酸鈉、交聯(lián)透明質(zhì)酸、殼聚糖、交聯(lián)殼聚糖、藻酸鹽、藻酸鈣、交聯(lián)藻酸鈣及其任意組合。在一個實(shí)施方式中，所述聚合物包含合成的改性天然聚合物，且可以包括纖維素衍生物，例如烷基纖維素、羥烷基纖維素、纖維素醚、纖維素酯和硝化纖維素。適當(dāng)?shù)睦w維素衍生物的實(shí)例包括甲基纖維素、こ基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丁基甲基纖維素、醋酸纖維素、丙酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、鄰苯ニ甲酸醋酸纖維素、羧甲基纖維素、三こ酸纖維素和纖維素硫酸鈉鹽。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，聚合物包含合成的可生物降解聚合物。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，合成的可生物降解聚合物包括α-羥酸，包括聚乳酸、聚こ醇酸、其對應(yīng)異構(gòu)體、其共聚物、聚原酸酯(polyorthoesters)及其組合。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明聚合物包括聚(氰基丙烯酸酷)、聚(烷基-氰基丙烯酸酷)、聚(縮酮)、聚(己內(nèi)酷)、聚(縮醛)、聚(α-羥基-酷)、聚(α-羥基-酷)、聚(羥基-鏈烷酸酯)、聚(富馬酸丙ニ醇酯)、聚(亞氨基-碳酸酯)、聚(酷)、聚(醚)、聚(碳酸酯)、聚(酰胺)、聚(硅氧烷)、聚(硅烷)、聚(硫醚)、聚(酰亞胺)、聚(服)、聚(酰胺-烯胺)、聚(有機(jī)酸)、聚(電解質(zhì))、聚(対-ニ氧環(huán)己酮)、聚(烯烴)、泊洛沙姆、無機(jī)或有機(jī)金屬聚合物、弾性體、或其任何衍生物、或由其組合獲得的共聚物。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明聚合物包括聚(D，L_丙交酷-共-こ交酷)(PLGA)。在另ー個實(shí)施方式中，所述聚合物包括聚(D，L-丙交酷)(PLA)。在另ー個實(shí)施方式中，所述聚合物包括聚(D，L-こ交酯)(PGA)。在一個實(shí)施方式中，所述聚合物包括糖胺聚糖。在一個實(shí)施方式中，所述聚合物包括合成的可降解聚合物，其可包括但不限于聚羥酸，例如聚(丙交酷)、聚(こ交酷)及其共聚物；聚(對苯ニ甲酸こニ酷) ’聚(羥丁酸) ’聚(羥戊酸)；聚[丙交酷-共-(ε_己內(nèi)酷)];聚[こ交酷-共(ε_己內(nèi)酷)] ’聚(碳酸酷)、聚(偽氨基酸) ’聚(氨基酸) ’聚(羥基鏈烷酸酷)；聚(酐)；聚(原酸酷)；及其混合物和共聚物。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，聚合物包括蛋白，例如玉米蛋白、改性玉米蛋白、酪蛋白、明膠、谷蛋白、血清白蛋白、膠原蛋白、肌動蛋白、α-胎蛋白、球蛋白、巨球蛋白、粘連蛋白(cohesin)、層粘連蛋白、纖連蛋白、纖維蛋白原、骨鈣蛋白、骨橋蛋白、骨保護(hù)素(osteoprotegerin)或本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的其他蛋白。在另ー個實(shí)施方式中，聚合物可以包括環(huán)糖(cyclic sugar)、環(huán)糊精、環(huán)糊精的合成衍生物、糖脂、糖胺聚糖、低聚糖、聚糖例如藻酸鹽、角叉菜膠(X，λ，μ，κ )、殼聚糖、纖維素、硫酸軟骨素、凝膠多糖(curdlan)、葡 聚糖、愛生蘭(elsinan)、紅藻膠(furcellran)、半乳糖甘露聚糖、結(jié)冷膠(gellan)、糖原、阿拉伯膠、半纖維素、菊粉、刺梧桐樹膠、果聚糖、果膠、支鏈淀粉(pullulan)、茁霉多糖、金屬卟啉(prophyran)、硬葡聚糖、淀粉、黃蓍膠、威蘭膠(welan)、黃原膠、木聚糖、木糖葡萄糖、透明質(zhì)酸、甲殼質(zhì)或聚(3-羥基鏈烷酸)，例如聚(β-羥丁酸)、聚(3-羥辛酸)或聚(3-羥脂肪酸)，或其任意組合。在一個實(shí)施方式中，所述聚合物包括可生物蝕解聚合物，例如聚(丙交酯-共-こ交酷)、聚(酐)和聚(原酸酷)，其由于聚合物的光滑表面的侵蝕而具有暴露于外表面的羧基，其也可使用。在一個實(shí)施方式中，所述聚合物包含不穩(wěn)定鍵，例如聚酐和聚酷。在一個實(shí)施方式中，聚合物可以包含其化學(xué)衍生物(化學(xué)基團(tuán)如烷基、亞烷基的置換、増加和去除；羥基化；氧化及本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)進(jìn)行的其他修飾)、例如単獨(dú)的蛋白質(zhì)或碳水化合物的或者與合成聚合物組合的混合物。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，聚合物是可生物降解的。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“可生物降解”或其語法形式是指本發(fā)明材料，其在其所存在的受試者生物環(huán)境中降解。在一個實(shí)施方式中，所述可生物降解的材料經(jīng)歷降解，在降解期間釋放酸性產(chǎn)物，或在另ー個實(shí)施方式中釋放堿性產(chǎn)物。在一個實(shí)施方式中，生物降解包括材料例如經(jīng)由消化通過生化過程降解成其組成亞基。在一個實(shí)施方式中，生物降解可以包括例如本發(fā)明聚合物骨架中鍵的裂解(不管是共價鍵或其它鍵)。在另ー個實(shí)施方式中，生物降解可以包括側(cè)鏈內(nèi)鍵或例如將側(cè)鏈連接至聚合物骨架的鍵(不管是共價鍵或其它鍵)的裂解。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明珊瑚通過利用交聯(lián)劑與聚合物涂層共價結(jié)合。在ー個實(shí)施方式中，短語“交聯(lián)劑”是指促進(jìn)2個原子之間共價鍵形成的試劑。在一個實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑是零長度交聯(lián)劑。在一個實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑是(I-こ基3-(3-ニ甲基氨基丙基)碳ニ亞胺(EDAC)、N-磺基羥基琥珀酰胺(磺基NHS)、5_碘嘧啶、N-烷氧羰基ニ氫喹啉、吡咯喹啉醌或其組合。在一個實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑是同型雙功能交聯(lián)劑，例如，N-羥基琥珀酰亞胺酯(例如辛ニ酸ニ琥珀酰亞胺酯或ニ硫代雙(琥珀酰亞胺基丙酸酷)、同型雙功能亞氨酯(例如己ニ亞氨酸ニ甲酯或庚ニ亞氨酸ニ甲酷)、巰基反應(yīng)性交聯(lián)劑(例如1，4- ニ -[3’ _(2’ - 二硫批卩定)丙酰氨基]丁燒)、ニ氟苯衍生物(例如1，5_ ニ氟-2,4- ニ硝基苯)、醛(例如甲醛、戊ニ醛)、ニ-環(huán)氧化物(例如1，4_ 丁ニ醇ニ縮水甘油醚)、酰肼(例如己ニ酸ニ酰肼)、ニ -重氮衍生物(例如ο-聯(lián)甲苯胺)、ニ -烷基鹵或其組合。在一個實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑是異雙功能交聯(lián)劑，例如，胺反應(yīng)性和巰基反應(yīng)性交聯(lián)劑(例如N-琥珀酰亞胺3-(2-ニ硫吡啶)丙酸酷、羰基反應(yīng)性和巰基反應(yīng)性交聯(lián)劑(例如4- (4-N-馬來酰亞胺基苯基)丁酸酰肼)，或其組合。在一些實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑是三功能交聯(lián)劑，例如，4-疊氮-2-硝基苯基生物胞素-4-硝基苯基酷、磺基琥珀酰亞胺基-2-[6-生物素酰胺]-2-(對-疊氮苯甲酰胺基)己烷酰胺基]こ基-1，3’ - ニ硫丙酸(磺基-SBED)，或其組合。在另ー個實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑是酶。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑包括轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、過氧化物酶、黃嘌呤氧化酶、聚合酶、連接酶或其組合。在給定應(yīng)用中，為活性而使用的交聯(lián)劑濃度的選擇將隨所選體積、試劑和聚合物而變化，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明珊瑚和本發(fā)明聚合物涂層的結(jié)合包括物理和/或機(jī)械結(jié)合。例如，在一個實(shí)施方式中，物理和/或機(jī)械結(jié)合可包括采用任何手段的吸收、風(fēng)干、使用交聯(lián)劑、施加熱、施加真空、施加凍干方法、冷凍、施加機(jī)械カ或其任意組合，來促進(jìn)本發(fā)明描述的珊瑚和聚合物涂層之間的物理結(jié)合。以下事實(shí)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的聚合物涂層及其組分的物理和/或化學(xué)性質(zhì)可以影響本發(fā)明方法及其試劑盒在誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)中的用途。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的聚合物涂層的厚度為2. Ομπι到O. I μ m。在ー個實(shí)施方式中，聚合物涂層的厚度為約Ι.Ομπ 。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的聚合物涂層的厚度為IOym到50 μ m。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層的厚度為約10-25、或約15-30、或約25-50 μ mD在一些實(shí)施方式中，所述聚合物涂層是薄涂層，其與本發(fā)明支架結(jié)合并具有以上指出的厚度。在一些實(shí)施方式中，所述聚合物涂層涂覆于整個本發(fā)明支架，這樣，在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明支架內(nèi)的氣孔和孔隙填充本發(fā)明描述的聚合物，且這種聚合物涂層的厚度可以為約60-900 μ m。在一些實(shí)施方式中，所述聚合物涂層涂覆干支架的末端或一部分上，從而在本發(fā)明支架上形成額外的聚合物相。根據(jù)該方面和在一些實(shí)施方式中，所述聚合物涂層的厚度為約 O. 1 ~1 Ommn在一些實(shí)施方式中，含有聚合物涂層的多個支架植入修復(fù)位點(diǎn)中，其中第一支架的涂層厚度可相比于植入修復(fù)位點(diǎn)的第二支架的涂層厚度發(fā)生變化。涂層厚度的變化可反映本發(fā)明描述的范圍。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層的厚度影響本發(fā)明支架的物理特性。例如，聚合物 涂層的厚度可以影響本發(fā)明支架的弾性、拉伸強(qiáng)度、粘著性或保持力，或其任意組合。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層增加本發(fā)明支架的彈性。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層增加本發(fā)明支架的拉伸強(qiáng)度。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層的粘性與間充質(zhì)干細(xì)胞、血管、軟骨修復(fù)位點(diǎn)處組織、軟骨組織、或骨組織、或其組合的附著有關(guān)。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層降低本發(fā)明支架的粘著性。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層增加本發(fā)明支架的粘著性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，聚合物涂層可以增加對于ー個物體的粘著性而降低對于另ー個物體的粘著性。例如，在一個實(shí)施方式中，所述聚合物涂層增加對間充質(zhì)干細(xì)胞的粘著性而降低感染劑的粘著性。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層的保持力與細(xì)胞群體的保持有夫。在一個實(shí)施方式中，保持在聚合物涂層內(nèi)的細(xì)胞群體是間充質(zhì)干細(xì)胞群體、軟骨細(xì)胞群體、成骨細(xì)胞群體等。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層的保持力與效應(yīng)化合物的保持有夫。在一個實(shí)施方式中，聚合物涂層的厚度影響施加于本發(fā)明支架上的間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和/或分化，或影響與本發(fā)明支架的軟骨和/或骨形成或修復(fù)有關(guān)的細(xì)胞的活化或遷移，或其組合。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明支架、使用方法或試劑盒使用的細(xì)胞進(jìn)行工程化從而表達(dá)所需產(chǎn)物。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的聚合物涂層包含效應(yīng)化合物。在一個實(shí)施方式中，所 述效應(yīng)化合物直接應(yīng)用于本發(fā)明支架的聚合物涂層中。在一個實(shí)施方式中，所述效應(yīng)化合物包括本發(fā)明試劑盒的成分，從而如本發(fā)明所述的用于并入本發(fā)明支架中。在一個實(shí)施方式中，所述效應(yīng)化合物不分散在任何溶劑中而直接應(yīng)用于本發(fā)明聚合物涂層中。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述聚合物涂層包含效應(yīng)化合物，其包括細(xì)胞因子、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、生長因子、螯合劑、細(xì)胞群體、治療化合物或抗生素、或其任意組合。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明支架和/或試劑盒和/或本發(fā)明方法中的效應(yīng)化合物尤其可以包括細(xì)胞因子、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、生長因子、螯合劑、細(xì)胞群體、治療化合物、抗炎化合物、促血管生成化合物或抗生素，或其任意組合。在一個實(shí)施方式中，短語“細(xì)胞群體”是指轉(zhuǎn)染細(xì)胞群體、轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞群體、轉(zhuǎn)化細(xì)胞群體或從受試者分離的細(xì)胞群體，或其組合。在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)染、轉(zhuǎn)導(dǎo)或轉(zhuǎn)化細(xì)胞可以結(jié)合入本發(fā)明的聚合物涂層或支架，或其組合中。在一個實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)染、轉(zhuǎn)導(dǎo)或轉(zhuǎn)化細(xì)胞可以結(jié)合入本發(fā)明的聚合物涂層或支架中。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明細(xì)胞群體包括間充質(zhì)干細(xì)胞。在一個實(shí)施方式中，所述間充質(zhì)干細(xì)胞是轉(zhuǎn)化的。在一個實(shí)施方式中，細(xì)胞群體包含有益于軟骨和/或骨形成和/或修復(fù)的細(xì)胞，例如成軟骨細(xì)胞或軟骨細(xì)胞；纖維軟骨細(xì)胞；骨細(xì)胞；成骨細(xì)胞；破骨細(xì)胞；滑膜細(xì)胞；骨髓細(xì)胞；基質(zhì)細(xì)胞；干細(xì)胞；胚胎干細(xì)胞；來源于脂肪組織的前驅(qū)細(xì)胞；外周血液祖細(xì)胞；從成人組織分離的干細(xì)胞；遺傳轉(zhuǎn)化細(xì)胞；或其組合。在另ー個實(shí)施方式中，前驅(qū)細(xì)胞可指軟骨細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；骨細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；滑膜細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；骨髓細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；間充質(zhì)細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；基質(zhì)細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；干細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；胚胎干細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；從成人組織分離的前驅(qū)細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；外周血液祖細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；從成人組織分離的干細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合；遺傳轉(zhuǎn)化細(xì)胞和其他細(xì)胞的組合。用于本發(fā)明方法的前驅(qū)細(xì)胞由受體哺乳動物(即自體的)或同源哺乳動物的器官組織制備。在另ー個實(shí)施方式中，可以使用同和異體和異種的前驅(qū)細(xì)胞。在本發(fā)明ー個實(shí)施方式中，短語“治療化合物”是指肽、蛋白或核酸，或其組合。在另ー個實(shí)施方式中，所述治療化合物是抗菌劑、抗病毒劑、抗真菌劑或抗寄生蟲化合物。在另ー個實(shí)施方式中，所述治療化合物具有細(xì)胞毒性或抗癌活性。在另ー個實(shí)施方式中，所述治療化合物是酶、受體、通道蛋白、激素、細(xì)胞因子或生長因子。在另ー個實(shí)施方式中，所述治療化合物是免疫刺激性的。在另ー個實(shí)施方式中，所述治療化合物抑制炎性或免疫反應(yīng)。在一個實(shí)施方式中，所述治療化合物包括促血管生成因子。在一個實(shí)施方式中，短語“治療化合物”是指當(dāng)提供給需要的受試者時，提供有益效果的分子。在一些情況下，所述分子的治療性在于它起到補(bǔ)充受試者中這種分子的缺失或存在減少的作用。在一個實(shí)施方式中，所述分子是編碼不存在蛋白的表達(dá)的核酸，例如在內(nèi)源無效突變體的情況下被異種蛋白的表 達(dá)補(bǔ)償。在其他實(shí)施方式中，內(nèi)源蛋白發(fā)生突變并產(chǎn)生非功能蛋白，這通過異源功能蛋白的表達(dá)補(bǔ)償。在其他實(shí)施方式中，異源蛋白的表達(dá)是對低的內(nèi)源水平的附加，導(dǎo)致給定蛋白的累積增強(qiáng)表達(dá)。在其他實(shí)施方式中，所述分子刺激信號傳導(dǎo)級聯(lián)，該信號傳導(dǎo)級聯(lián)用于細(xì)胞或宿主功能的關(guān)鍵成分的表達(dá)或分泌或其他。在另ー個實(shí)施方式中，所述治療化合物可以是天然或非天然的胰島素、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、激酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)糖基酶、胰蛋白酶元、胰凝乳蛋白酶原、羧肽酶、激素、核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、三酰甘油脂肪酶、磷脂酶A2、弾性蛋白酶、淀粉酶、凝血因子、UDP葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶、鳥氨酸氨甲酸基轉(zhuǎn)移酶、細(xì)胞色素P450酶、腺苷脫氨酶、血清胸腺因子、胸腺體液因子、促胸腺生成素、生長激素、生長調(diào)節(jié)素、共刺激因子、抗體、集落刺激因子、促紅細(xì)胞生成因子、表皮生長因子、肝促紅細(xì)胞生成因子(肝細(xì)胞生成素)、肝細(xì)胞生長因子、白介素、干擾素、負(fù)性生長因子(negative growth factor)、成纖維細(xì)胞生長因子、α家族轉(zhuǎn)化生長因子、β家族轉(zhuǎn)化生長因子、胃泌素、分泌素、縮膽囊肽、生長激素抑制素、血清素、P物質(zhì)、轉(zhuǎn)錄因子或其組合。在一個實(shí)施方式中，所述效應(yīng)化合物包括抗寄生蟲劑、抗組胺劑、免疫調(diào)節(jié)劑、抗凝血劑、表面活性剤、抗體、β腎上腺素能受體抑制劑、鈣通道阻斷劑、ace抑制劑、生長因子、激素、DNA、SiRNA或載體，或其任意組合。在一個實(shí)施方式中，短語“效應(yīng)化合物”是指當(dāng)應(yīng)用于本發(fā)明支架、試劑盒和/或方法時，具有用于治療、預(yù)防、阻止、抑制、延遲或降低感染、疾病、紊亂或病癥的發(fā)生率的特定目的或應(yīng)用的任何試劑或化合物。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明效應(yīng)化合物將產(chǎn)生僅使該化合物成像的能力的預(yù)期效果。在一些實(shí)施方式中，所述效應(yīng)化合物可用于使該化合物存在的位點(diǎn)成像，然而，這種能力對使用該化合物的目的或選擇而言是次要的。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，當(dāng)在本發(fā)明中提及時，術(shù)語“效應(yīng)化合物”應(yīng)理解為也包括“藥物”和“試劑”，且代表希望其結(jié)合在本發(fā)明支架和/或試劑盒內(nèi)或需要其用途的分子。在一個實(shí)施方式中，所述試劑直接結(jié)合在本發(fā)明支架和/或試劑盒中。在另ー個實(shí)施方式中，所述試劑通過與本發(fā)明聚合物涂層、珊瑚或珊瑚顆粒和/或本發(fā)明試劑盒的物理相互作用或與其結(jié)合而并入本發(fā)明支架和/或試劑盒中。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明支架和/或試劑盒和/或本發(fā)明方法中的化合物尤其可以包括抗體或抗體片段、肽、寡聚核苷酸、生物靶標(biāo)的配體、免疫綴合物、化學(xué)模擬官能團(tuán)、糖脂、標(biāo)記試劑、酶、金屬離子螯合剤、酶輔助因子、細(xì)胞毒性化合物、殺菌化合物、抑菌化合物、殺真菌化合物、抑真菌化合物、化學(xué)治療劑、生長因子、激素、細(xì)胞因子、毒素、前藥、抗代謝物、微管抑制劑、放射性材料或靶向部分，或其任意組合。
在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架和/或試劑盒和/或本發(fā)明方法包括或利用了寡聚核苷酸、核酸或載體。在一些實(shí)施方式中，術(shù)語“寡聚核苷酸”可與術(shù)語“核酸”互換使用，且可以指可包括但不限于，原核序列、真核mRNA、來自真核mRNA的cDNA、來自真核(例如，哺乳動物)DNA的基因組DNA，以及甚至合成DNA序列的分子。該術(shù)語也指包括DNA和RNA的任何已知堿基類似物的序列。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架和/或試劑盒和/或本發(fā)明使用方法可以包括核酸，或在另ー個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架和/或試劑盒和/或本發(fā)明使用方法可以包括遞送作為特定載體的一部分的核酸。在一個實(shí)施方式中，編碼目的序列的多核苷酸片段可以結(jié)合到適于轉(zhuǎn)導(dǎo)/轉(zhuǎn)化哺乳動物細(xì)胞和適于引導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)重組產(chǎn)物的表達(dá)的可商購的表達(dá)載體系統(tǒng)中。應(yīng)理解，這種可商購的載體系統(tǒng)可經(jīng)由常用重組技術(shù)容易地改性，從而替換、復(fù)制或突變存在的啟動子或增強(qiáng)子序列和/或引入任何其他的多核苷酸序列，例如，編碼其他選擇標(biāo)記物的序列或編碼報告多肽的序列。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架結(jié)合干細(xì)胞或祖細(xì)胞或前驅(qū)細(xì)胞。這種細(xì)胞可從哺乳動物供體(例如，患者自身細(xì)胞)、來自供體的細(xì)胞培養(yǎng)物或已建立的培養(yǎng)細(xì)胞系中直接獲得。在一些實(shí)施方式中，所述哺乳動物是小鼠、大鼠、兔、豚鼠、倉鼠、牛、豬、馬、山羊、綿羊、狗、貓、猴、猿或人。相同種和/或相同免疫特性的細(xì)胞可通過活檢從患者或近親中獲得。使用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和條件，然后將細(xì)胞加入培養(yǎng)基中生長直到匯合以及必要時使用?？梢耘囵B(yǎng)所述細(xì)胞直到獲得用于特定應(yīng)用的足夠數(shù)量的細(xì)胞。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架結(jié)合可以參與軟骨和/或骨形成或修復(fù)的任何細(xì)胞。在一些實(shí)施方式中，這種細(xì)胞代表自體移植物，因?yàn)榧?xì)胞是在體外培養(yǎng)以將該細(xì)胞接種在本發(fā)明支架上，且這種接種的支架植入受試者體內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，這種細(xì)胞可代表同種異體移植物或異種移植物，其可結(jié)合在本發(fā)明支架中井植入修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明珊瑚包括來自培養(yǎng)足以將細(xì)胞接種在珊瑚上的一段時間的珊瑚體外培養(yǎng)物的細(xì)胞群體。在一個實(shí)施方式中，所述細(xì)胞群體是間充質(zhì)干細(xì)胞群體；軟骨細(xì)胞；纖維軟骨細(xì)胞；骨細(xì)胞；成骨細(xì)胞；破骨細(xì)胞；滑膜細(xì)胞；骨髓細(xì)胞；基質(zhì)細(xì)胞；干細(xì)胞；胚胎干細(xì)胞；來源于脂肪組織的前驅(qū)細(xì)胞；外周血液祖細(xì)胞；從成人組織分離的干 細(xì)胞；遺傳轉(zhuǎn)化細(xì)胞；或其組合。在一個實(shí)施方式中，體外接種的間充質(zhì)干細(xì)胞；軟骨細(xì)胞；纖維軟骨細(xì)胞；骨細(xì)胞；成骨細(xì)胞；破骨細(xì)胞；滑膜細(xì)胞；骨髓細(xì)胞；基質(zhì)細(xì)胞；干細(xì)胞；胚胎干細(xì)胞；來源于脂肪組織的前驅(qū)細(xì)胞；外周血液祖細(xì)胞；從成人組織分離的干細(xì)胞；遺傳轉(zhuǎn)化細(xì)胞；或其組合被轉(zhuǎn)化。在一個實(shí)施方式中，所述細(xì)胞群體包括有益于軟骨修復(fù)的細(xì)胞群體。在一個實(shí)施方式中，所述培養(yǎng)物包含螯合剤。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，培養(yǎng)物中的螯合劑包括I丐螯合劑。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨形成和/或修復(fù)，其中所述方法包括將本發(fā)明支架植入受試者的軟骨和/或骨形成和/或修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)，其中所述支架的區(qū)域穿過骨，導(dǎo)致所述區(qū)域插入骨髓孔隙內(nèi)，鄰近軟骨和/或骨形成和/或修復(fù)位點(diǎn)。在一個實(shí)施方式中，短語“軟骨修復(fù)”是指使軟骨缺損恢復(fù)為更健康的狀態(tài)。在一個實(shí)施方式中，恢復(fù)軟骨導(dǎo)致軟骨組織再生。在一個實(shí)施方式中，恢復(fù)軟骨導(dǎo)致完全或部分厚度的關(guān)節(jié)軟骨缺損的再生。在一個實(shí)施方式中，恢復(fù)軟骨導(dǎo)致軟骨修復(fù)位點(diǎn)處軟骨組織的完全或部分再生。在一個實(shí)施方式中，軟骨修復(fù)可導(dǎo)致缺失或缺損骨組織的恢復(fù)/修復(fù)，其中軟骨缺損的修復(fù)需要除去軟骨修復(fù)位點(diǎn)處的骨組織。在一個實(shí)施方式中，恢復(fù)軟骨導(dǎo)致骨軟骨缺損的再生。在一個實(shí)施方式中，軟骨修復(fù)包括恢復(fù)關(guān)節(jié)(例如膝、肘、髖、肩關(guān)節(jié))、耳、鼻或氣管(wind pipe)的軟骨缺損。在一個實(shí)施方式中，短語“骨修復(fù)”是指將骨缺損恢復(fù)到更健康的狀態(tài)。在ー個實(shí)施方式中，恢復(fù)骨導(dǎo)致骨組織再生。在一個實(shí)施方式中，恢復(fù)骨導(dǎo)致骨組織內(nèi)的任何骨裂或孔隙的填充。在一個實(shí)施方式中，恢復(fù)骨導(dǎo)致骨修復(fù)位點(diǎn)處骨組織的完全或部分再生。在一個實(shí)施方式中，骨修復(fù)導(dǎo)致缺失或有缺陷的骨組織的恢復(fù)/修復(fù)。在一個實(shí)施方式中，骨修復(fù)包括根據(jù)需要修復(fù)任何骨的骨缺損。
在一些實(shí)施方式中，短語“骨修復(fù)”是指治療患有骨質(zhì)疏松癥、佩吉特病、纖維性結(jié)構(gòu)不良或骨營養(yǎng)不良的受試者。在另ー個實(shí)施方式中，所述受試者具有骨和/或軟骨虛弱。在另ー個實(shí)施方式中，所述受設(shè)者具有其他骨重塑疾病，包括骨軟化癥、軟骨病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、軟骨發(fā)育不全、骨軟骨炎(osteochodrytis)、甲狀旁腺機(jī)能允進(jìn)、成骨不全(eogenesis imperfec)、先天性低磷酸酯酶癥、纖維瘤損害、多發(fā)性骨髓瘤、異常骨轉(zhuǎn)換、溶骨性骨疾病、牙周病，或其組合。在一個實(shí)施方式中，骨重塑疾病包括特征在于有機(jī)基質(zhì)紊亂的骨疾病、骨礦化、骨重塑、內(nèi)分泌、營養(yǎng)及調(diào)節(jié)骨骼和無機(jī)物體內(nèi)平衡的其他因子，或其組合。這種疾病可以是遺傳性或獲得性的，且在ー個實(shí)施方式中，這種疾病是全身性的并影響整個骨骼系統(tǒng)。本發(fā)明支架、試劑盒和方法也可在骨和/或軟骨缺陷是由骨重塑疾病以外的因素所引起的病癥中用于增強(qiáng)骨和/或軟骨形成。這種骨缺陷包括骨折、骨創(chuàng)傷、與創(chuàng)傷骨手術(shù)后、關(guān)節(jié)修復(fù)手術(shù)后、骨整形手術(shù)后、骨化療、牙科手術(shù)后和骨放療有關(guān)的病癥。骨折包括所有種類的微觀和宏觀骨折。在一個實(shí)施方式中，骨折的一些實(shí)例包括撕脫骨折、粉碎性骨折、橫骨折、斜形骨折、扭轉(zhuǎn)骨折、節(jié)段性骨折、移位骨折、嵌入骨折、綠枝性骨折、隆起骨折、疲勞骨折、關(guān)節(jié)內(nèi)骨折(骨骺骨折)、閉合性骨折(單純骨折)、開放性骨折(有創(chuàng)骨折)和潛隱骨折。在一個實(shí)施方式中，使用本發(fā)明方法治療的骨折是非連接骨折。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架、試劑盒和方法也可用于增強(qiáng)長骨骨折修復(fù)；在節(jié)段性缺損中生成骨；提供用于骨折的骨移植替代物；促進(jìn)腫瘤重建或脊柱融合；提供虛弱骨或疏松骨的局部治療(通過注射)，例如在髖、椎骨或腕的骨質(zhì)疏松癥中，或其組合。在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明支架、試劑盒和方法也可用于加快骨折的長骨修復(fù)；治療長骨骨折的延遲連接或不連接或者脊柱融合的假關(guān)節(jié)；誘導(dǎo)髖或膝的無血管形成性壞死中新骨的形成，或其組合的方法中。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法包括誘導(dǎo)和增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)，其中將本發(fā)明支架植入軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)影響并改善軟骨和/或骨修復(fù)。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)，其中所述支架將細(xì)胞群體吸引至支架上，從而影響并改善軟骨和/或骨修復(fù)。本發(fā)明支架的3D結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成對于將支架具體定位并限制在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)；對于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)的細(xì)胞群體的細(xì)胞識別、附著、増殖和分化或
其組合非常重要。
在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法的本發(fā)明支架在植入受試者之前包含接種的細(xì)胞群體。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)，其中將本發(fā)明支架植入受試者促進(jìn)轉(zhuǎn)化的間充質(zhì)干細(xì)胞的附著、増殖或分化或其組合。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)，其中將本發(fā)明支架植入受試者中促進(jìn)血管形成。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法中的支架包含至少ー個區(qū)域，其將珊瑚支架具體定位并限制在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的最佳深度和角度處，以使得將支架植入受試者誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法中的支架包含至少ー個區(qū)域，其將珊瑚具體定位并限制在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的最佳深度和角度處，以使得植入支架使本發(fā)明支架和軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)之間的接觸面積最大化。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法中的支架可用于吸收或結(jié)合以及遞送有助于、軟骨和/或骨修復(fù)或再生過程或具有其他希望的治療活性的其他治療活性物質(zhì)。這種物質(zhì)例如包括可被引入成型產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)的孔穴中的已知的合成或半合成抗生素，或可用于協(xié)助或促進(jìn)骨生長的生長因子(例如轉(zhuǎn)化生長因于)或骨形態(tài)發(fā)生蛋白中的ー種。在本發(fā)明的任何實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法中的支架還可以包括其他化合物，或和其他化合物一起植入，所述化合物例如為抗氧化劑、生長因子、細(xì)胞因子、抗生素、抗炎齊U、免疫抑制劑、防腐劑、止痛藥、其他治療劑和賦形劑。在一個實(shí)施方式中，除HMG-C0A還原酶抑制劑之外，可以給藥的生長因子的實(shí)例包括但不限于，表皮生長因子(EGF)、轉(zhuǎn)化生長因于-α 0^ -0)、轉(zhuǎn)化生長因于-3 (TGF-β)、人內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(ECGF)、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、神經(jīng)生長因子(NGF)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VEGF)、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、胰島素樣生長因子(IGF)、軟骨源形態(tài)發(fā)生蛋白(CDMP)、血小板源性生長因子(TOGF)或其任意組合?？股氐膶?shí)例包括抗微生物劑和抗菌劑。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法包括將本發(fā)明支架植入患有軟骨和/或骨缺損或紊亂或疾病的受試者中。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“植入”是指將本發(fā)明支架插入并固定在受試者的活位點(diǎn)(living site)中，所述位點(diǎn)包括軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法植入支架，使得該支架的區(qū)域此時接近間充質(zhì)干細(xì)胞、營養(yǎng)物、血管、或效應(yīng)化合物，或其組合。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法包括將本發(fā)明支架植入受試者中，其中所述方法導(dǎo)致去除軟骨和/或骨和/或其他組織的區(qū)域，從而使支架的區(qū)域穿過軟骨和/或骨和/或其他組織，以及在一些實(shí)施方式中，到達(dá)骨髓孔隙。本領(lǐng)域臨床醫(yī)生將認(rèn)識到，需要將支架植入軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的本發(fā)明方法可能需要準(zhǔn)備軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)。這些準(zhǔn)備可以發(fā)生在植入支架之前或和植入同時發(fā)生。例如，首先可以通過鄰近軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的軟骨和/或骨組織和/或其他組織鉆孔，來生成尺寸適合于用于本發(fā)明方法中的支架的通道。然后將支架植入該位點(diǎn)內(nèi)，這樣支架的區(qū)域穿過鉆孔的軟骨和/或骨組織?；蛘?，所述支架可以附著至能夠穿透軟骨和/或骨或其他組織或其組合的本發(fā)明工具上。在這種情況下，當(dāng)所述工具穿過軟骨和/或骨組織吋，附著的支架也同時植入。在一些實(shí)施方式中，在將支架植入修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)或?qū)讉€支架植入修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)之后，處理支架來優(yōu)化結(jié)合及最佳軟骨和/或骨修復(fù)。在一些實(shí)施方式中，這種處理可以包括切割、砂磨或使該ー個或多個支架表面光滑的處理，從而獲得最佳修復(fù)。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法包括將支架植入人類受試者中。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明可包括將支架放置在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的表面上。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明可包括珊瑚修復(fù)位點(diǎn)處的組織環(huán)境成分遷移到珊瑚暴露表面上，因此本發(fā)明珊瑚和環(huán)境之間發(fā)生接觸。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法可包括植入支架以使得支架的升高暴露表面與軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)處的組織或鄰近組織強(qiáng)制地接觸。以這種方式，此時鄰近軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的珊瑚的暴露表面鄰近含有軟骨組織、骨組織、骨髓組織、間充質(zhì)干細(xì)胞、營養(yǎng)物、血管或其他的效應(yīng)化合物或其組合的環(huán)境，它們可有益于軟骨和/或骨修復(fù)。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，短語“支架長軸”和“支架縱軸”可互換使用，是指縱 向平行干支架延伸的線。術(shù)語“縱向”是指支架長度的方向。有可能原來的幾何形狀經(jīng)切割以產(chǎn)生原來支架的水平截面。在這種情況下縱向應(yīng)該從沿著支架長度的原來方向觀察。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的是本發(fā)明支架的物理和/或化學(xué)性質(zhì)及其組分可影響用于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)的本發(fā)明的使用方法及其試劑盒。在一個實(shí)施方式中，用于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨和/或骨修復(fù)的本發(fā)明方法使用本發(fā)明支架的3D幾何形狀來使得將支架具體定位并限制在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“鄰近”是指某物放置為接近于特定場所。在一個實(shí)施方式中，通過使支架的升高區(qū)域與位于或接近于軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的組織接觸來使本發(fā)明支架強(qiáng)制保持在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的位置中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的形狀和本發(fā)明3D支架的形狀提供將支架穩(wěn)固定位在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的許多不同的組合。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明支架在用于軟骨和/或骨修復(fù)的本發(fā)明方法中之前成形。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明支架在用于軟骨和/或骨修復(fù)的本發(fā)明方法中的同時成形。通過在使支架在用于本發(fā)明方法中的同時使支架成形，可精確選擇支架的尺寸以用于修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)支架的具體定位。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法包括將支架植入非人類哺乳動物和非哺乳動物受試者中。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法包括將支架植入馬、賽馬、母牛、公牛、豬、免、山羊、綿羊、家畜、寵物、狗、貓、猴、猿、鳥和家禽中。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法用于軟骨和/或骨缺損或紊亂或疾病的誘導(dǎo)或增強(qiáng)修復(fù)。在一個實(shí)施方式中，所述軟骨缺損由創(chuàng)傷、撕裂、運(yùn)動損傷、全厚度關(guān)節(jié)軟骨缺損、關(guān)節(jié)缺損或重復(fù)應(yīng)カ損傷(例如骨軟骨骨折、由于十字韌帶損傷引起的繼發(fā)損害)而引起。在一個實(shí)施方式中，所述軟骨紊亂包括軟骨疾病。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法誘導(dǎo)或增強(qiáng)骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、無菌性壞死、剝脫性骨軟骨炎、關(guān)節(jié)軟骨損傷、髕骨軟化癥、軟骨肉瘤、頭和頸軟骨肉瘤、肋軟骨炎、內(nèi)生軟骨瘤、拇趾僵硬、髖白盂唇撕裂、剝脫性骨軟骨炎、半月板撕裂、復(fù)發(fā)性多軟骨炎、犬關(guān)節(jié)炎、第四鰓弓缺損或皺縮耳的軟骨修復(fù)。在ー個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法誘導(dǎo)或增強(qiáng)退行性軟骨疾病中的軟骨修復(fù)，所述疾病包括至少部分地以機(jī)體結(jié)締組織的退化或新陳代謝紊亂為特征的疾病，不僅包括關(guān)節(jié)或相關(guān)結(jié)構(gòu)(包括肌肉、粘液囊(滑膜)、腱和纖維組織)，而且包括生長板、半月板系統(tǒng)和椎間盤。在一個實(shí)施方式中，使用本發(fā)明支架和/或至少ー種工具通過本發(fā)明方法修復(fù)的軟骨和/或骨缺損或紊亂或疾病包括受試者的關(guān)節(jié)(例如膝、肘、踝、肩或髖關(guān)節(jié))、回旋肌杯(rotator cup)、耳、鼻、氣管、骨盆、脊柱、肋骨、頜、顱骨或受試者內(nèi)發(fā)現(xiàn)軟骨和/或骨缺損或紊亂或疾病的任何其他位點(diǎn)。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明方法和/或試劑盒中的本發(fā)明支架的3D形狀和化學(xué)組成將由熟練的臨床醫(yī)生基于以下因素確定例如待治療病癥的準(zhǔn)確性質(zhì)、病癥嚴(yán)重性、受試者年齡和總體身體條件、體重和個體受試者的反應(yīng)等。在一個實(shí)施方式中，進(jìn)行本發(fā)明方法期間本發(fā)明支架的具體定位將由熟練的臨床醫(yī)生基于以下因素確定例如待治療病癥的準(zhǔn)確性質(zhì)、病癥嚴(yán)重性、受試者年齡和總體身體條件、體重和個體受試者的反應(yīng)等。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法通過檢驗(yàn)軟骨和/或骨組織修復(fù)位點(diǎn)來評價，其中評估是通過組織學(xué)、組織化學(xué)、觸診、活檢、內(nèi)診鏡檢查、關(guān)節(jié)鏡檢查或包含X射線照片、計算機(jī)化X射線密度測定法、計算機(jī)化熒光密度測定法、CT、MRI或本領(lǐng)域已知的其他其他方法的成像技木，或其任意組合進(jìn)行。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供輔助軟骨和/或骨修復(fù)的器械，其包括將本發(fā)明支架引導(dǎo)至軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的最佳角度處的工具；將本發(fā)明支架引導(dǎo)至軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的最佳角度處的工具；將本發(fā)明支架遞送至軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的工具；將本發(fā)明支架插入軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的工具，從而使所述支架穿過軟骨和/或骨并插入骨髓孔隙內(nèi)，鄰近所述軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)；將本發(fā)明支架在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)釋放的工具；或能提供其組合的工具，其中在將支架放置在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)之后，所述工具可與所述支架分開。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明器械包括至少單個工具。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明方法利用本發(fā)明器械，其中植入本發(fā)明支架包括將珊瑚具體定位并限制在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的最佳深度和角度處。在一些實(shí)施方式中，這種工具可以包含用于將支架插入修復(fù)位點(diǎn)中的工具，所述工具特別地構(gòu)造成保持支架并將其最佳地定位于位點(diǎn)內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，可以將用于不同尺寸或不同形狀的支架的多個工具整合在本發(fā)明試劑盒內(nèi)，以適應(yīng)一個或多個軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)不同支架的植入。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明試劑盒包括在插入修復(fù)位點(diǎn)后處理支架的工具，從而實(shí)現(xiàn)用于最佳軟骨和/或骨修復(fù)的最佳光滑表面。在ー些實(shí)施方式中，本發(fā)明試劑盒還可以包括用于在修復(fù)位點(diǎn)和間充質(zhì)干細(xì)胞源之間產(chǎn)生孔隙的エ具。在一些實(shí)施方式中，所述試劑盒可以包括エ件，其插入常規(guī)工具內(nèi)來病這樣ー種孔隙，例如，具有容易且適當(dāng)?shù)劂@通附近的骨的尺寸和深度的鉆頭包括在本發(fā)明試劑盒中，從而所述支架可以插入軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)中，其中至少一部分支架或相鄰支架插入軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)并到達(dá)下層骨髓，從而作為遷移間充質(zhì)干細(xì)胞的來源以實(shí)現(xiàn)軟骨和/或骨修復(fù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，通過鉆通組織以到達(dá)骨髓孔隙而生成的通道使得本發(fā)明支架能夠到達(dá)骨髓孔隙并穩(wěn)固地植入該位點(diǎn)。所述支架必須充分固定在軟骨和/或骨修復(fù)、位點(diǎn)內(nèi)，這樣它不會作為關(guān)節(jié)連接而移位。本領(lǐng)域臨床醫(yī)生也應(yīng)理解，鉆孔通道的范圍使得支架被牢固固定，但該通道不至于非常大以引起周圍組織的損害擴(kuò)大。軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)的準(zhǔn)備也可以包括去除受損軟骨或骨組織，或其組合。因此，在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明工具鉆出通道，從而去除修復(fù)位點(diǎn)處或鄰近修復(fù)位點(diǎn)的受損組織。本發(fā)明工具可以疚備支架將跟隨的通道、指引支架植入和同時植入支架。通過同時準(zhǔn)備位點(diǎn)和置入支架，受試者經(jīng)受的入侵時間或最小侵入性外科手術(shù)將被縮短。在一個實(shí)施方式中，將支架放置在軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)后，支架區(qū)域與工具分離。在一個實(shí)施方式中，所述區(qū)域與工具分離，其中工具與支架的分離包括紫外線激活的分離、激光激活的分離、轉(zhuǎn)矩依賴性分離或化學(xué)激活的分離或其組合。在一個實(shí)施方式中，工具與支架的分離留下具體定位在修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的支架。分離機(jī)制也不應(yīng)對修復(fù)位點(diǎn)造成額外的創(chuàng)傷。在一個實(shí)施方式中，工具與支架的分離使得支架被具體定位并限制在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的最佳深度和角度處。在一個實(shí)施方式中，工具與支架的分離使得支架植入受試者的軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)，其中支架區(qū)域穿過軟骨和/或骨，使得所述區(qū)域插入骨髓孔隙內(nèi)，鄰近軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)。
在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于組織修復(fù)的試劑盒，包括本發(fā)明的支架、本發(fā)明的至少ー個工具和用于在組織修復(fù)中使用該支架的指導(dǎo)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，熟練的臨床醫(yī)生對試劑盒的選擇將取決于以下因素例如待治療病癥的準(zhǔn)確性質(zhì)、病癥嚴(yán)重性、受試者年齡和總體身體條件、體重和個體受試者的反應(yīng)等。因此，在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明試劑盒所包含的支架包括不同的尺寸、形狀或化學(xué)組合物或其組合。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于軟骨和/或骨修復(fù)的試劑盒，包括本發(fā)明的支架、本發(fā)明的至少ー種工具和用于在軟骨修復(fù)中使用該支架的指導(dǎo)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的是在不離開本發(fā)明精神和范圍的情況下，本發(fā)明支架、試劑盒、過程和方法可以進(jìn)行各種修改和變化。在一些實(shí)施方式中，術(shù)語“包含”或其語法形式是指包含本發(fā)明的指定組分，也包含其他活性剤，以及制藥エ業(yè)已知的藥學(xué)可接受的載體、賦形劑、潤滑剤、穩(wěn)定劑等。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供組合制劑。在一個實(shí)施方式中，術(shù)語“組合制劉”特別定義為“部件套裝”，是指上述定義的組合伴體可単獨(dú)使用或以不同組合使用，即，同吋、共同、單獨(dú)或相繼。實(shí)施例實(shí)施例I :本發(fā)明的基于珊瑚支架的應(yīng)用本發(fā)明的基于珊瑚的支架可插入需要治療的受試者的軟骨、骨或其組合中。在一些實(shí)施方式中，這種放置將包括在該區(qū)域鉆孔來暴露需要植入的位點(diǎn)，并使支架緊密配合在缺損/位點(diǎn)內(nèi)。對于軟骨修復(fù)、再生等的植入而言，支架植入所需軟骨位點(diǎn)中，且在位于附近的骨內(nèi)，以這種方式，所述珊瑚支架通過兩種類型的組織嫁接，即軟骨和骨。圖I用示意圖描述將本發(fā)明支架定向在軟骨和/或骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的草圖。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解，支架可通過本發(fā)明描述的任何實(shí)施方式制備。預(yù)期所述支架用于獸醫(yī)學(xué)應(yīng)用，以及用于人類受試者治療中。應(yīng)理解可進(jìn)行動物研究來確定最佳結(jié)構(gòu)和植入?yún)?shù)和過程。例如，動物研究可包括如本發(fā)明所述將支架植入動物受試者內(nèi)，且外科手術(shù)后在較長時期內(nèi)檢查并觀察支架。各動物的未經(jīng)處理的膝用作這種外科手術(shù)后的對比對照。以適當(dāng)?shù)臅r間間隔，處死動物并進(jìn)行組織學(xué)觀察。檢查軟骨修復(fù)位點(diǎn)的適當(dāng)時期是外科手術(shù)后2.5、4、9、12、26、52周。在這ー時間，拍攝關(guān)節(jié)面，從修復(fù)位點(diǎn)去除組織，并制備用于組織學(xué)觀察。具體地，使用精細(xì)鋸去除由移植區(qū)域和周圍組織構(gòu)成的塊。進(jìn)ー步處理該材料用于常規(guī)組織學(xué)，所述處理包括緩慢脫鈣。實(shí)施例2 :骨軟骨缺損的恢復(fù)使用圓形植入物在成年山羊中進(jìn)行骨軟骨缺損的恢復(fù)，植入物的直徑為6_，長度為8mm。從各山羊的股骨內(nèi)髁鉆出5. 5x8mm芯的軟骨和骨組織(圖2A)并將植入物壓配到軟骨和骨修復(fù)位點(diǎn)中(圖2B和2C)。外科手術(shù)后2. 5周獲得的一些動物顯示植入物很好地結(jié)合入天然組織的跡象，且軟骨組織在鄰近植入物處發(fā)育，而且可以看到血管形成跡象(圖2C)。
外科手術(shù)9周后處死ー組動物并從植入物位點(diǎn)獲得組織。組織的H&E和Masson三色染色法組織學(xué)評估(分別為圖3A和3B)顯示植入物區(qū)域由新形成的軟骨和編織骨替代，且軟骨是光滑的和幾乎完全再生。用于II型膠原蛋白表達(dá)的番紅O染色和探測顯示覆蓋正常骨的均勻紅色軟骨帶的存在(圖4A)，以及II型膠原蛋白沿著軟骨帶的沉積(圖4B)。再生的軟骨基本上不能與相鄰的正常軟骨區(qū)分開。修復(fù)表面是光滑的，沒有纖維化的證據(jù)。而且，證據(jù)表明關(guān)節(jié)軟骨水平處缺損完全閉合以及間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞并形成和重塑(通過破骨細(xì)胞)新的軟骨下骨。圖IlA和圖IlB顯示了表現(xiàn)出再生軟骨的類似截面的H&E染色。實(shí)施例3 :多相固體霰石支架的制備為生成各相的孔隙體積(孔隙度)不同和/或存在于各相中的孔隙直徑不同的多相支架，將直徑為5. 2mm和長度為7. 5mm的栓子置于娃固定器(holder)中,其中僅暴露Imm的栓子頂端，且將帶有栓子的固定器以倒置位置放置并浸入反應(yīng)混合物中，這樣僅栓子的頂端1_與混合物直接接觸。所述栓子首先在室溫下在5%ニ鈉鹽溶液中浸潰兩小時，然后添加99%甲酸溶液，使最終濃度為O. 5%，此時所述栓子再次在溶液中浸潰另20分鐘。排出混合物，將所述栓子放置于密封容器中并給腔室施加真空后，通過應(yīng)用真空在約O. 2-0. 00001巴壓カ條件下在蒸餾水中洗滌栓子過夜。栓子在室溫下在真空中干燥過夜。圖6A描述固定器暴露一部分栓子用于如本發(fā)明所述進(jìn)行浸潰的實(shí)施方式。表I描述從如該實(shí)施例所描寫進(jìn)行處理的同一片珊瑚(澄黃濱珊瑚)的不同區(qū)域中分離的15個栓子的結(jié)果。金剛石鋸用于從單個相中切除薄片，處理薄片用于光學(xué)顯微鏡分析，且光學(xué)雙焦顯微鏡用于對所述支架成象；并獲取圖像，通過標(biāo)準(zhǔn)方法評估孔隙直徑大小。在浸潰在反應(yīng)混合物中的栓子區(qū)域內(nèi)的三個不同植入物中識別30個孔隙，在位于浸潰區(qū)域的近端區(qū)域內(nèi)的四個不同植入物中識別41個孔隙，和在位于浸潰區(qū)域的遠(yuǎn)端區(qū)域內(nèi)的四個不同植入物中識別46個孔隙，并測定各孔隙的直徑。這些測定的結(jié)果顯示于下表3中表I.
權(quán)利要求
1.用于組織修復(fù)的支架，所述支架基本上由兩相組成，其中_所述兩相的第一相包含含有生物相容的聚合物的固體珊瑚或生物柵格，且所述第一 相還包含沿著所述第一相的縱軸的一系列空腔，其中所述生物相容的聚合物基本上位于所 述系列空腔內(nèi)；和-所述兩相的第二相包含固體珊瑚或生物柵格。
2.權(quán)利要求1所述的支架，其中所述生物相容的聚合物是透明質(zhì)酸、殼聚糖的透明質(zhì) 酸鈉，或其組合。
3.權(quán)利要求1所述的支架，其中所述珊瑚來自濱珊瑚屬、千孔珊瑚屬或鹿角珊瑚屬。
4.權(quán)利要求3所述的支架，其中所述珊瑚是澄黃濱珊瑚。
5.權(quán)利要求3所述的支架，其中所述珊瑚是兩叉千孔珊瑚。
6.權(quán)利要求3所述的支架，其中所述珊瑚是巨枝鹿角珊瑚。
7.權(quán)利要求6所述的支架，其中所述生物相容的聚合物還包含抗炎化合物、抗感染化 合物、生長因子、螯合劑、抗生素、細(xì)胞群體、促血管生成因子或其組合。
8.權(quán)利要求1所述的支架，其中所述第一相插入鄰近軟骨的區(qū)域且所述第二相插入鄰 近軟骨下骨的區(qū)域。
9.用于軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由固體形式的霰石 或方解石組成，且還包含-至少第一相，其含有平均直徑為約60-160 u m的孔隙；和-至少第二相，其含有平均直徑為約170-850 u m的孔隙。
10.權(quán)利要求9所述的支架，其還包含第三相，含有平均直徑為約170-300的孔隙， 且所述第二相包含平均直徑為約350-850 u m的孔隙，且所述第三相位于所述第一相和第 二相之間。
11.用于軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由固體形式的霰 石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其含有孔隙體積為約35-55%的孔隙；和-至少第二相，其含有孔隙體積為約56-95%的孔隙。
12.權(quán)利要求11所述的支架，其還包含第三相，含有孔隙體積為約56-80%的孔隙，其 中所述第二相包含平均孔隙體積為約81-95 %的孔隙，且所述第三相位于所述第一相和第 二相之間。
13.權(quán)利要求9-12所述的支架，其中所述固體形式從濱珊瑚屬、千孔珊瑚屬或鹿角珊 瑚屬中分離。
14.權(quán)利要求13所述的支架，其中所述固體形式從澄黃濱珊瑚中分離。
15.權(quán)利要求13所述的支架，其中所述固體形式從巨枝鹿角珊瑚中分離。
16.權(quán)利要求1-4所述的支架，其中所述支架為適應(yīng)于修復(fù)位點(diǎn)的形狀。
17.權(quán)利要求9-12所述的支架，其中所述支架近似于圓柱形、錐形、螺桿形、長方桿形、 板形、圓盤形、金字塔形、顆粒形、球形或立方形。
18.權(quán)利要求9-12所述的支架，其中所述支架在至少所述第一相或至少所述第二相中 還包含沿著所述支架的直角坐標(biāo)軸的一個或多個空腔。
19.權(quán)利要求9-12所述的支架，其中所述支架包含生物相容的聚合物。
20.權(quán)利要求19所述的支架，其中所述生物相容的聚合物僅結(jié)合在所述第一相中或僅 結(jié)合在所述第二相中。
21.權(quán)利要求19所述的支架，其中所述生物相容的聚合物包含含有糖胺聚糖的天然聚 合物。
22.權(quán)利要求19所述的支架，其中所述糖胺聚糖是透明質(zhì)酸。
23.權(quán)利要求9-12所述的支架，其中所述支架還包含細(xì)胞因子、骨形態(tài)發(fā)生蛋白 (BMP)、螯合劑、治療化合物、或抗生素或其任意組合。
24.權(quán)利要求23所述的支架，其中所述治療化合物包括抗炎化合物、抗感染化合物、生 長因子、促血管生成因子或其組合。
25.權(quán)利要求9-12所述的支架，其中用細(xì)胞群體接種所述支架，所述群體包括間充質(zhì) 干細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞或其組合。
26.權(quán)利要求9-12所述的支架，其中所述支架是圓柱形的，直徑為約5-15mm，且高度為 約 5_25mm。
27.用于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的方法，所述方法包括 將權(quán)利要求1或權(quán)利要求9-12的支架植入受試者中的需要軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增 強(qiáng)或其組合的位點(diǎn)內(nèi)。
28.權(quán)利要求27所述的方法，其中所述方法包括在植入所述支架前，暴露所述軟骨修 復(fù)的位點(diǎn)，和任選暴露位于所述受試者中的軟骨修復(fù)位點(diǎn)附近的骨組織。
29.權(quán)利要求28所述的方法，還包括將至少部分所述支架固定在位于所述軟骨修復(fù)位 點(diǎn)附近的骨內(nèi)的步驟。
30.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述方法促進(jìn)細(xì)胞群體對所述支架的附著、增殖或 分化或其組合。
31.權(quán)利要求29所述的方法，還包括在所述植入之前，用間充質(zhì)干細(xì)胞接種所述支架。
32.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述受試者患有軟骨和/或骨缺損或紊亂或疾病。
33.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述受試者是人類受試者。
34.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述受試者是動物受試者。
35.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述軟骨缺損或紊亂包括全部或部分厚度的關(guān)節(jié)軟 骨缺損；骨軟骨缺損；骨關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)缺損或由創(chuàng)傷、運(yùn)動或重復(fù)應(yīng)力引起的缺損。
36.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述支架定位以使所述至少第二多孔相植入軟骨組 織內(nèi)或鄰近軟骨組織，且所述至少第一多孔相植入骨組織內(nèi)或鄰近骨組織。
37.用于修復(fù)軟骨的試劑盒，其包括權(quán)利要求1或權(quán)利要求9-12所述的支架；用于在 組織修復(fù)中使用所述支架的指導(dǎo)；以及任選用于所述支架最佳插入的工具。
38.權(quán)利要求37所述的試劑盒，其中所述試劑盒包括一系列具有不同尺寸、形狀或其 組合的支架。
39.制備用于軟骨修復(fù)的多相支架的方法，所述方法包括以下步驟-使僅一部分固體形式的霰石或方解石與鈣螯合劑和酸接觸，從而產(chǎn)生在至少一部分 所述固體形式中包含擴(kuò)大的孔隙的固體形式，和-在所施加的負(fù)壓力下洗滌并干燥所述固體形式。
40.權(quán)利要求39所述的方法，其中所述鈣螯合劑是EDTA且所述酸是甲酸。
41.權(quán)利要求39所述的方法，其中所述接觸在一定持續(xù)時間內(nèi)和在一定條件下進(jìn)行， 所述時間和條件根據(jù)所述支架所需的最終幾何形狀而變化。
42.權(quán)利要求39所述的方法，其中通過所述方法制得的所述固體形式包含至少兩相， 所述相的孔隙體積(孔隙度)不同，或所述相包含所述孔隙的平均直徑不同的孔隙，或其組合。
43.根據(jù)權(quán)利要求39的方法制備的支架。
44.試劑盒，其包括權(quán)利要求43所述的支架、用于在組織修復(fù)中使用所述支架的指導(dǎo) 以及任選用于所述支架的最佳插入的工具。
45.權(quán)利要求44所述的試劑盒，其中所述試劑盒包括一系列不同尺寸、形狀或其組合 的支架。
46.用于誘導(dǎo)、增強(qiáng)或更新軟骨或骨的修復(fù)、再生或形成誘導(dǎo)或其組合的方法，所述方 法包括將權(quán)利要求43的支架植入受試者中需要軟骨或骨修復(fù)、再生或形成誘導(dǎo)或其組合 的位點(diǎn)內(nèi)。
47.權(quán)利要求46所述的方法，其中所述方法包括在植入所述支架前，暴露需要軟骨修 復(fù)、再生或形成誘導(dǎo)或其組合的所述位點(diǎn)，和任選地暴露位于所述受試者中所述位點(diǎn)附近 的骨組織。
48.權(quán)利要求47的方法，還包括將至少部分所述支架固定在位于所述位點(diǎn)附近的骨內(nèi) 的步驟。
49.權(quán)利要求48的方法，還包括在所述植入之前，用間充質(zhì)干細(xì)胞接種所述支架。
50.權(quán)利要求46所述的方法，還包括使所述支架與生物產(chǎn)物接觸的步驟，所述生物產(chǎn) 物是自體的或同種異體的。
51.權(quán)利要求50所述的方法，其中所述生物產(chǎn)物是血液、血漿、血清或從其分離的材料。
52.權(quán)利要求47所述的方法，其中所述受試者患者軟骨或骨缺損、紊亂或疾病。
53.權(quán)利要求47所述的方法，其中所述受試者是人類受試者。
54.權(quán)利要求47所述的方法，其中所述受試者是動物受試者。
55.權(quán)利要求47所述的方法，其中所述軟骨缺損、紊亂或疾病包括全部或部分厚度的 關(guān)節(jié)軟骨缺損；骨軟骨缺損；骨關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)缺損或由創(chuàng)傷、運(yùn)動或重復(fù)應(yīng)力引起的缺損。
56.權(quán)利要求47所述的方法，其中所述支架具有包括錐形、釘形、螺桿形、圓柱形、長方 桿形、板形、圓盤形、金字塔形、顆粒形、球形或立方形的形狀。
57.用于純化基于珊瑚的支架的方法，所述方法包括以下步驟-使具有所需尺寸和形狀的固體霰石與含有氧化劑的溶液接觸；和 -洗漆并干燥所述固體霰石，從而所述步驟之一或各所述步驟在所施加的負(fù)壓力下進(jìn)行。
58.權(quán)利要求57所述的方法，其中所述方法包括使所述接觸在溫和的酸性條件下進(jìn)行。
59.權(quán)利要求58所述的方法，其中所述溶液包括次氯酸鈉。
60.權(quán)利要求57所述的方法，其中所述方法還包括在所施加的負(fù)壓力下使固體霰石經(jīng) 受至少275 °C的溫度。
61.權(quán)利要求57所述的方法，其中所述施加的負(fù)壓力為0.2到0. 00001巴。
62.由權(quán)利要求57的方法制備的基于珊瑚的支架。
63.用于軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的支架，所述支架由從珊瑚分離的 固體形式的霰石或方解石組成，且還包含-至少第一相，其包含具有對應(yīng)于固體形式從其中分離的天然珊瑚的平均直徑、孔隙體 積或其組合的平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙；和-至少第二相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體 積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約15-100%。
64.權(quán)利要求63所述的支架，還包含第三相，其包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合 的孔隙，所述平均孔徑、孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大 大約15-35%，且所述第二相包含具有平均直徑、孔隙體積或其組合的孔隙，所述平均孔徑、 孔隙體積或其組合比所述第一相的平均孔徑、孔隙體積或其組合大大約40-100%，且所述 第三相位于所述第一相和第二相之間。
65.權(quán)利要求63所述的支架，其中所述固體形式從濱珊瑚屬、千孔珊瑚屬或鹿角珊瑚 屬中分離。
66.權(quán)利要求65所述的支架，其中所述固體形式從澄黃濱珊瑚中分離。
67.權(quán)利要求63所述的支架，其中所述支架為適應(yīng)于修復(fù)位點(diǎn)的形狀。
68.權(quán)利要求63所述的支架，其中所述支架近似于圓柱形、錐形、螺桿形、長方桿形、板 形、圓盤形、金字塔形、顆粒形、球形或立方形。
69.權(quán)利要求63所述的支架，其中所述支架包含沿著所述支架的直角坐標(biāo)軸的一個或 多個空腔。
70.權(quán)利要求63所述的支架，其中所述支架包含生物相容的聚合物。
71.權(quán)利要求70所述的支架，其中所述生物相容的聚合物結(jié)合在至少一部分所述支架中。
72.權(quán)利要求63所述的支架，其中用細(xì)胞群體接種所述支架，所述群體包括間充質(zhì)干 細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞或其組合。
73.用于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的方法，所述方法包括 將權(quán)利要求63的支架植入受試者中需要軟骨、骨的修復(fù)、再生或形成增強(qiáng)或其組合的位點(diǎn) 內(nèi)
74.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述方法包括在植入所述支架前，暴露所述軟骨修 復(fù)的位點(diǎn)，和任選地暴露位于所述受試者中軟骨修復(fù)位點(diǎn)附近的骨組織。
75.權(quán)利要求74所述的方法，還包括將至少一部分所述支架固定在位于所述軟骨修復(fù) 位點(diǎn)附近的骨內(nèi)的步驟。
76.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述受試者患有軟骨和/或骨缺損或紊亂或疾病。
77.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述軟骨缺損或紊亂包括全部或部分厚度的關(guān)節(jié)軟 骨缺損；骨軟骨缺損；骨關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)缺損或由創(chuàng)傷、運(yùn)動或重復(fù)應(yīng)力引起的缺損。
78.用于修復(fù)軟骨的試劑盒，其包括權(quán)利要求63所述的支架；用于在組織修復(fù)中使用 所述支架的指導(dǎo)；以及任選的用于所述支架最佳插入的工具。
79.權(quán)利要求78所述的試劑盒，其中所述試劑盒包括一系列不同尺寸、形狀或其組合的支架。
80.用于軟骨修復(fù)的支架，包括基本上由能夠插入軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)的方解石組成的生 物柵格。
81.權(quán)利要求80所述的支架，其中所述生物柵格來源于藤壺。
82.權(quán)利要求80所述的支架，其中所述支架為適應(yīng)于修復(fù)位點(diǎn)的形狀。
83.權(quán)利要求80所述的支架，其中所述支架近似為圓柱形、錐形、螺桿形、長方桿形或立方形。
84.權(quán)利要求80所述的支架，其中所述生物柵格包含沿著所述支架的直角坐標(biāo)軸的空腔。
85.權(quán)利要求83所述的支架，其中所述軸是所述支架的長軸。
86.權(quán)利要求80所述的支架，其中所述生物柵格包含生物相容的聚合物。
87.權(quán)利要求86所述的支架，其中所述聚合物包括膠原蛋白、彈性蛋白、絲、透明質(zhì)酸、 殼聚糖及其任意組合。
88.權(quán)利要求86所述的支架，其中所述聚合物包括合成的生物可降解的聚合物。
89.權(quán)利要求88所述的支架，其中所述合成的生物可降解的聚合物包括a-羥酸，包括 聚乳酸、聚乙醇酸、其對應(yīng)異構(gòu)體、其共聚物、聚原酸酯及其組合。
90.權(quán)利要求80所述的支架，其中所述支架還包含細(xì)胞因子、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、 螯合劑、細(xì)胞群體、治療化合物、抗生素或其任意組合。
91.權(quán)利要求90所述的支架，其中所述細(xì)胞群體包括間充質(zhì)干細(xì)胞和/或涉及軟骨修 復(fù)的其他細(xì)胞。
92.權(quán)利要求90所述的支架，其中所述治療化合物包括抗炎化合物、抗感染化合物、生 長因子、促血管生成因子或其組合。
93.用于誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨修復(fù)的方法，所述方法包括將權(quán)利要求80所述的支架植入受 試者中軟骨修復(fù)位點(diǎn)內(nèi)。
94.權(quán)利要求93所述的方法，其中所述方法促進(jìn)細(xì)胞群體對所述支架的附著、增殖或 分化或其組合。
95.權(quán)利要求94所述的方法，其中所述細(xì)胞群體包括間充質(zhì)干細(xì)胞。
96.權(quán)利要求93所述的方法，其中所述受試者患有軟骨缺損或紊亂。
97.權(quán)利要求93所述的方法，其中所述受試者是人類受試者。
98.權(quán)利要求93所述的方法，其中所述受試者是動物受試者。
99.權(quán)利要求93所述的方法，其中所述軟骨缺損或紊亂包括全部厚度的關(guān)節(jié)軟骨缺 損；骨關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)缺損或由創(chuàng)傷、運(yùn)動或重復(fù)應(yīng)力引起的缺損。
100.權(quán)利要求93所述的方法，其中所述支架具有包括錐形、釘形或螺桿形的形狀。
101.用于修復(fù)軟骨的試劑盒，其包括權(quán)利要求80所述的支架、用于在組織修復(fù)中使用 所述支架的指導(dǎo)以及任選地用于所述支架最佳插入的工具、間充質(zhì)干細(xì)胞或其組合。
102.權(quán)利要求101所述的試劑盒，其中所述支架包括不同尺寸和形狀。
103.權(quán)利要求101所述的試劑盒，所述試劑盒根據(jù)軟骨修復(fù)位點(diǎn)包括所述支架、所述 工具組合和所述指導(dǎo)。
104.權(quán)利要求1、9、11、43、63或80的支架或其組合在需要的受試者中誘導(dǎo)或增強(qiáng)軟骨修復(fù)或治療軟骨疾病或紊亂的用途。
全文摘要
本發(fā)明提供用于軟骨和/或骨的修復(fù)、再生、形成增強(qiáng)或其組合的基于霰石和方解石的支架，所述支架包含至少兩個相，其中各相的化學(xué)含量或結(jié)構(gòu)不同，本發(fā)明也提供包含所述支架的試劑盒，用于制備固體霰石或方解石支架的方法及其使用方法。
文檔編號A61F2/02GK102665604SQ201080037022
公開日2012年9月12日 申請日期2010年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者尼爾·阿爾特舒勒, 拉齊·瓦戈 申請人:卡爾蒂希爾(2009)公司