專利名稱：用于醫(yī)療移植物的細(xì)胞接種的方法、基底和系統(tǒng)的制作方法
用于醫(yī)療移植物的細(xì)胞接種的方法、基底和系統(tǒng)參考相關(guān)申請本申請要求2010年5月25日提交的標(biāo)題為METHODS，SUBSTRATES, AND SYSTEMSUSEFUL FOR CELL SEEDING OF MEDICAL GRAFTS 的美國臨時(shí)專利申請系列 No. 61/348，135的利益，其通過引用整體并入本文。背景本發(fā)明總地來說涉及醫(yī)學(xué)材料和方法，并且在具體方面涉及包含細(xì)胞的醫(yī)療移植物以及用于制備其的方法、基底和裝置。組織工程領(lǐng)域已顯示了用于改進(jìn)跨多種病況或損傷的患者的醫(yī)學(xué)治療的遠(yuǎn)大前景。研究的一個(gè)領(lǐng)域是，包含來自患者或其它來源的活細(xì)胞的可植入移植物材料的領(lǐng)域。關(guān)于來自患者的細(xì)胞的收集和再引入(稱為自體細(xì)胞治療)，用于處理來自患者的組織樣品·以產(chǎn)生可被再引入患者的細(xì)胞制劑的方法和系統(tǒng)是已知的。已有人提出，可將此類方法和系統(tǒng)在醫(yī)院中在“床邊”使用，例如用于其中生物學(xué)組織樣品獲自患者，被處理成細(xì)胞組合物并且被再引入患者的單次醫(yī)院過程或醫(yī)院就診。在某些使用模式中，可將待引入患者的細(xì)胞與細(xì)胞生長基底組合以形成包含細(xì)胞的可植入移植物。有時(shí)，此類使用模式包括，在應(yīng)用于細(xì)胞生長基底后擴(kuò)增細(xì)胞數(shù)目的培養(yǎng)期。其它使用模式不包括這樣的擴(kuò)增。相反地，將細(xì)胞施用至細(xì)胞生長基底，然后植入而無
需培養(yǎng)期。雖然已顯示了應(yīng)用前景，但包含細(xì)胞的移植物材料的臨床實(shí)施一直以來進(jìn)展緩慢。存在對用于將細(xì)胞與細(xì)胞生長基底組合以便它們在患者中能夠存活并且通常擴(kuò)增的更方便和/或有效的方法或材料的需要。在某些方面，本發(fā)明解決了此類需要。概述在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于制備給患者施用的包含細(xì)胞的移植物材料的方法、細(xì)胞生長基底和裝置。本發(fā)明的細(xì)胞生長基底可包括允許它們與細(xì)胞懸浮液的增強(qiáng)的組合的特征。在某些實(shí)施方案中，此類特征包括，在將細(xì)胞懸浮液施用于基底的過程中促進(jìn)細(xì)胞分配的、在細(xì)胞生長基底中界定的管狀通道。本文中公開的其它實(shí)施方案涉及，用于制備接種細(xì)胞的可流動基質(zhì)(matrix)移植物組合物的方法和裝置；用于在將細(xì)胞組合物應(yīng)用于細(xì)胞生長基底之前預(yù)條件化(pre-conditioning)所述細(xì)胞生長基底的方法和裝置；用于通過將細(xì)胞組合物與基底材料組合來制備接種細(xì)胞的可植入移植物的自動化方法和裝置，例如包括用于將細(xì)胞分配在整個(gè)基底材料中的特征；以及細(xì)胞生長基底的顆粒形式和它們用于制備可流動的細(xì)胞移植物材料的用途。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，提供了用于支持細(xì)胞生長的細(xì)胞生長基底。所述基底包括至少一個(gè)伸長的管狀通道，該通道具有界定從細(xì)胞生長基底主體的表面上的第一管腔開口延伸入細(xì)胞生長基底的內(nèi)部區(qū)域的管腔的通道壁。管腔可被構(gòu)造來接收包含細(xì)胞的液體介質(zhì)流以將細(xì)胞分配至細(xì)胞生長基底的內(nèi)部區(qū)域中。細(xì)胞生長基底可以為細(xì)胞生長基質(zhì)?；卓砂z原和/或還可包含在基底的外部并且與管腔開口流體連接的合成的聚合管狀元件?；卓砂ǘ鄠€(gè)管狀通道。至少一個(gè)管狀通道可包括至少一個(gè)主管狀通道和至少一個(gè)從主管狀通道分枝的次級管狀通道(secondary tubular passage)。基底可包含可重塑的膠原性細(xì)胞外基質(zhì)片層材料，且片層材料可保有用于片層材料的來自動物來源組織的蛋白聚糖、生長因子、和/或糖胺聚糖。在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了用于制備接種細(xì)胞的材料的方法，其包括將細(xì)胞生長基底例如上述段落中描述的細(xì)胞生長基底連接至液體細(xì)胞懸浮液的來源，其中連接包括將伸長的通道與所述來源的運(yùn)輸腔流體連接。該方法還包括將一定量的液體細(xì)胞懸浮液運(yùn)輸通過運(yùn)輸腔，并進(jìn)入伸長的通道以將細(xì)胞遞送至基底的內(nèi)部區(qū)域。連接步驟可包括，將基底插入細(xì)胞接種室(具有與液體細(xì)胞懸浮液的來源流體連接的輸入管)和將輸入管流體連接至基底的第一管腔開口。在其它實(shí)施方案中，提供了用于制備用于遞送至患者的接種細(xì)胞的組合物的方法。所述方法包括，將流體細(xì)胞外基質(zhì)顆粒組合物(包含細(xì)胞外基質(zhì)的顆粒和液體介質(zhì))與液體細(xì)胞懸浮液組合以形成細(xì)胞流體組合物。所述方法還可包括，混合細(xì)胞流體組合物和/或使細(xì)胞流體組合物形成凝膠。導(dǎo)致膠凝的方法(gel-causation)可包括改變細(xì)胞流體組合物的PH和/或改變細(xì)胞流體組合物的溫度的步驟。 其它實(shí)施方案提供了用于制備和施用細(xì)胞移植物的方法。所述方法包括將血清蛋白質(zhì)組合物應(yīng)用于適合給患者施用的生物相容性基底，以制備包括血清蛋白質(zhì)組合物和生物相容性基底的預(yù)條件化的基底。將細(xì)胞添加至預(yù)條件化基底以制備細(xì)胞移植物，并將細(xì)胞移植物施用至患者。應(yīng)用血清蛋白質(zhì)組合物的步驟可包括噴霧施用組合物。添加細(xì)胞的步驟可包括將液體細(xì)胞懸浮液噴霧至預(yù)條件化的基底上和/或?qū)⒁后w細(xì)胞懸浮液傳輸進(jìn)入基底的管狀通道。在另一個(gè)實(shí)施方案，提供了用于給基質(zhì)接種細(xì)胞的裝置。裝置包括用于接收液體細(xì)胞懸浮液的第一小室和用于接收待接種細(xì)胞的細(xì)胞生長基質(zhì)材料的第二小室。接種裝置還包括用于將一定量的液體細(xì)胞懸浮液從第一小室轉(zhuǎn)移至第二小室的通道、用于檢測液體細(xì)胞懸浮液的至少一個(gè)狀況的裝置和用于將一定量的液體細(xì)胞懸浮液應(yīng)用于第二小室中接收的基質(zhì)材料的施用裝置。施用裝置可包括至少一個(gè)噴嘴或至少一個(gè)具有管腔的套管。接種裝置還可包括用于移動噴嘴或套管的機(jī)械裝置。在施用裝置包括套管的情況下，可操作移動機(jī)械裝置，以向近端(proximally)撤回套管同時(shí)從套管的開口例如最遠(yuǎn)端開口分配液體細(xì)胞懸浮液。接種裝置還可包括用于將基質(zhì)材料相對于施用裝置保持在預(yù)定位置中的定位結(jié)構(gòu)(registration structure)。接種裝置還可包括分配輔助裝置,該分配輔助裝置與第二小室聯(lián)接并且可用于在利用施用裝置將細(xì)胞施用至基質(zhì)材料后促進(jìn)細(xì)胞在基質(zhì)材料內(nèi)的分配。分配輔助裝置可被操作以產(chǎn)生橫跨基質(zhì)材料的磁場；可以是混合器，所述混合器可被操作以在第二小室接收的液體中產(chǎn)生流動；可被操作以在第二小室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度；可被操作以移動第二小室中接收的細(xì)胞生長基底；和/或可被操作以旋轉(zhuǎn)第二小室，從而至少部分地通過離心力將細(xì)胞分配在細(xì)胞生長基質(zhì)材料內(nèi)。當(dāng)存在時(shí)，可被操作以產(chǎn)生流動的混合器可被操作以在第二小室接收的液體中產(chǎn)生脈動的(puI sat i I e)雙向流動。其它實(shí)施方案提供了用于制備可流動的接種細(xì)胞的移植物的裝置。裝置包括包含液體細(xì)胞懸浮液的第一小室，和包含待接種細(xì)胞的可流動的細(xì)胞生長基底材料的第二小室，第二小室流體連接至第一小室，從而可將液體細(xì)胞懸浮液與可流動的細(xì)胞生長基底材料組合以形成可流動的接種細(xì)胞的移植物材料。裝置還可包括可被操作以混合可流動的接種細(xì)胞的移植物材料的混合器?；旌掀骺梢允俏挥诳闪鲃拥慕臃N細(xì)胞的移植物材料的流動路徑內(nèi)的靜態(tài)混合器，或旋轉(zhuǎn)混合器。第一和/或第二小室可以是通道。在另一個(gè)實(shí)施方案，提供了用于制備用于治療患者包括人患者的接種細(xì)胞的基底的方法，和潛在地用于治療患者的方法。所述方法包括，處理患者的組織樣品以獲得患者的細(xì)胞懸浮液，和將細(xì)胞生長基底加載至細(xì)胞接種裝置的溫育小室中。所述方法還包括，起始細(xì)胞接種裝置的操作，其中操作引起細(xì)胞懸浮液的至少一個(gè)狀況的檢測，以及引起細(xì)胞懸浮液與細(xì)胞生長基底的組合以形成接種細(xì)胞的基底。在用于治療患者的方法中，該方法還包括給患者施用接種細(xì)胞的基底。還提供了用于制備接種細(xì)胞的基質(zhì)的方法，該方法包括將細(xì)胞與可膠凝的具有第一粘度的組合物混合以形成可膠凝的細(xì)胞混合物，和將可膠凝的細(xì)胞混合物施用至細(xì)胞生長基底。所述方法還包括使可膠凝的細(xì)胞混合物膠凝，以形成與所述細(xì)胞生長基底接觸的細(xì)胞凝膠。凝膠可具有大于第一粘度的第二粘度?；旌衔锏哪z凝可通過任何適當(dāng)?shù)拇胧┗蚱浣M合，包括例如改變(例如升高或降低)混合物的pH和/或改變(例如升高或降低)混 合物的溫度來引起?？蓪⒒旌衔锱c基底接觸，以在基底的外表面上提供涂層(layer)，和/或可將其大體上均勻分配在基底(例如當(dāng)基底是多孔的時(shí)候)，或至少基底的部分中?；旌衔锏碾S后膠凝可提供外部細(xì)胞化的凝膠層和/或大體上均勻地分配在整個(gè)基底或基底的一部分中的細(xì)胞化的凝膠。在其它實(shí)施方案中，提供了接種細(xì)胞的移植物，其包括細(xì)胞外基質(zhì)基底材料，應(yīng)用至基底材料的膠原性凝膠，和附著至基底材料、凝膠或兩者的細(xì)胞。膠原性凝膠可包含含有天然膠原的細(xì)胞外基質(zhì)水解物和至少一種另外的來自細(xì)胞外基質(zhì)水解物的來源組織的天然生物學(xué)活性物質(zhì)。至少一種另外的天然生物學(xué)活性物質(zhì)可包括生長因子、糖胺聚糖和/或蛋白聚糖。其它實(shí)施方案提供了用于制備用于治療患者包括人患者的細(xì)胞移植物的方法以及潛在地用于治療患者的方法。所述方法包括從患者獲得血清，處理患者的組織樣品以獲得患者的細(xì)胞群。所述方法還包括將血清施用至基質(zhì)基底(matrix substrate)以制備血清預(yù)條件化的基質(zhì)基底，和將細(xì)胞群施用至預(yù)條件化的基質(zhì)基底以形成細(xì)胞移植物。在用于治療患者的方法中，該方法還可包括給患者施用細(xì)胞移植物。在其它實(shí)施方案中，提供了用于制備用于治療患者的材料的方法以及潛在地用于治療患者的方法。所述方法包括將細(xì)胞懸浮液與顆粒狀細(xì)胞生長基底組合，溫育與顆粒狀細(xì)胞生長基底接觸的細(xì)胞懸浮液以形成細(xì)胞化的顆粒體(particulate body),所述顆粒體具有附著至顆粒狀細(xì)胞生長基底的顆粒的細(xì)胞，其中在不使細(xì)胞數(shù)目顯著擴(kuò)增的條件和持續(xù)時(shí)間下進(jìn)行溫育。在用于治療患者的方法中，該方法還包括給患者施用細(xì)胞化的顆粒體。在某些形式中，可在有效地實(shí)現(xiàn)至少20%的懸浮細(xì)胞附著至顆粒而無細(xì)胞數(shù)目的擴(kuò)增的條件和持續(xù)時(shí)間下進(jìn)行所述方法的溫育。另一個(gè)實(shí)施方案提供了用于治療患者的細(xì)胞移植物，以及潛在地細(xì)胞移植物在利用細(xì)胞移植物治療患者的方法中和/或在制造用于治療患者的材料的方法中的用途。細(xì)胞移植物包括包含附著至細(xì)胞外基質(zhì)顆粒的細(xì)胞的細(xì)胞化的顆粒體。為了用于治療，可將細(xì)胞移植物導(dǎo)入患者。另一個(gè)實(shí)施方案提供了包括顆粒狀細(xì)胞生長基底材料和附著至細(xì)胞生長基底材料的顆粒的細(xì)胞的細(xì)胞移植物材料。細(xì)胞包括內(nèi)皮祖細(xì)胞、肌肉來源細(xì)胞或其組合。顆?？梢允菑膭游飦碓捶蛛x的并且任選地經(jīng)處理以保留內(nèi)源生長因子、糖胺聚糖和/或蛋白聚糖的天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的顆粒?？赏ㄟ^粉碎片層材料以形成隨機(jī)產(chǎn)生的顆粒和/或通過切割片層材料以形成規(guī)則形狀的顆粒(例如圓形、橢圓形和/或多邊形的形狀)來制備天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的此類顆粒。其它實(shí)施方案提供細(xì)胞移植物，所述移植物包含由細(xì)胞外基質(zhì)材料組成的纖絲和附著至纖絲的細(xì)胞群。纖絲可以是從動物來源分離的并且經(jīng)處理以保留內(nèi)源生長因子、糖胺聚糖和/或蛋白聚糖的天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的區(qū)段。另一個(gè)實(shí)施方案提供了細(xì)胞移植物，所述移植物包括以纖絲形式存在的細(xì)胞生長基底和附著至纖絲的細(xì)胞群，其中細(xì)胞包括內(nèi)皮祖細(xì)胞。在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，可將該細(xì)胞移植物引入患者的組織，所述實(shí)施方案提供了用于血管化患者的組織的方法。另一個(gè)實(shí)施方案提供了用于制備細(xì)胞移植物的方法。所述方法包括提供第一細(xì)胞生長基底片層，以及首先將細(xì)胞組合物施用至第一細(xì)胞生長基底片層的表面以形成第一接 種細(xì)胞的表面。在所述第一施用后，所述方法包括將第二細(xì)胞生長基底片層堆疊在所述第一接種細(xì)胞的表面上。所述方法還包括隨后將細(xì)胞組合物施用至第二細(xì)胞生長基底片層的表面。另一個(gè)實(shí)施方案提供了包括第一細(xì)胞生長基底片層和堆疊在第一片層上的第二細(xì)胞生長基底片層的細(xì)胞移植物。移植物還包括位于第一片層與第二片層之間的一層接種的細(xì)胞。另一個(gè)實(shí)施方案提供了用于制備接種細(xì)胞的移植物的裝置。裝置包括用于接收細(xì)胞生長基底的溫育小室和用于將液體細(xì)胞懸浮液施用至細(xì)胞生長基底的施用裝置，施用裝置包括用于分配一定量的懸浮液的多個(gè)套管。裝置可被構(gòu)造來撤回多個(gè)套管同時(shí)從其分配一定量的懸浮液。在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了細(xì)胞生長基底組合物，其包括包含具有緊湊形狀的片層形式的細(xì)胞生長基底顆粒的顆粒材料。在一些形式中，至少25%的片層形式的基底顆粒，當(dāng)在片層的平面中考慮時(shí)，具有第一最大橫截面尺寸軸(dimension axis),該軸不超過在與最大橫截面尺寸軸垂直并且以最大橫截面尺寸軸為中心的線上獲取的第二橫截面軸的長度的約2倍?；最w?？删哂性诩s20微米至約2000微米的范圍內(nèi)的最大橫截面尺寸?；最w?？梢允菑膭游飦碓捶蛛x的并且任選地經(jīng)處理以保留內(nèi)源生長因子、糖胺聚糖和/或蛋白聚糖的天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的顆粒。可以例如通過切割片層材料以形成具有緊湊形狀(例如圓形、橢圓形和/或多邊形形狀)的顆粒來制備天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的此類顆粒。另一個(gè)實(shí)施方案提供了細(xì)胞外基質(zhì)組合物，其包括包含具有緊湊形狀的片層形式的細(xì)胞外基質(zhì)顆粒的顆粒狀細(xì)胞外基質(zhì)材料。至少25%的片層形式的細(xì)胞外基質(zhì)顆粒，當(dāng)在片層的平面中考慮時(shí)，可具有第一最大橫截面尺寸軸，該軸不超過在與最大橫截面尺寸軸垂直并且以最大橫截面尺寸軸為中心的線上獲取的第二橫截面軸的長度的約2倍。細(xì)胞外基質(zhì)顆?？删哂性诩s20微米至約2000微米的范圍內(nèi)的最大橫截面尺寸。細(xì)胞外基質(zhì)顆?？梢允菑膭游飦碓捶蛛x的并且任選地經(jīng)處理以保留內(nèi)源生長因子、糖胺聚糖和/或蛋白聚糖的天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的顆粒。天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的此類顆?？梢岳缤ㄟ^切割片層材料以形成緊湊形狀(例如圓形、橢圓形和/或多邊形形狀)的顆粒來制備。細(xì)胞外基質(zhì)組合物還可包括附著至顆粒的細(xì)胞，在某些實(shí)施方案中細(xì)胞大體上覆蓋顆粒的整個(gè)外表面和/或在表面上形成大體上匯合的單層。細(xì)胞可包括內(nèi)皮細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞或其混合物和/或可以是克隆的。在一些情況下，細(xì)胞可由內(nèi)皮細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞或其混合物組成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了細(xì)胞生長基底制品，其包括細(xì)胞生長基底材料，和封裝細(xì)胞生長基底材料并且被構(gòu)造來指導(dǎo)流體介質(zhì)流動通過基底材料的封裝材料。封裝材料可界定至少第一開口，和至少與第一開口間隔的第二開口。另一個(gè)實(shí)施方案提供了細(xì)胞移植物，其包括來源于脂肪組并且包括干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的細(xì)胞的混合群體。細(xì)胞移植物還包括包含細(xì)胞外基質(zhì)材料和/或以顆粒形式存在的細(xì)胞生長基底。細(xì)胞外基質(zhì)材料可包括對于細(xì)胞外基質(zhì)材料的來源組織是天然的(native)保留的生物學(xué)活性組分。保留的生物學(xué)活性組分可以是生長因子、糖胺聚糖和/或蛋白聚糖。當(dāng)使用時(shí)，顆粒狀細(xì)胞生長基底可包含片層形 式的顆粒。為了這些目的，天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的片層形式的顆粒可例如通過切割片層材料以形成顆粒例如具有緊湊形狀(例如圓形、橢圓形和/或多邊形形狀)的顆粒來制備。在其它實(shí)施方案中，提供了包括內(nèi)皮祖細(xì)胞群和顆粒狀細(xì)胞生長基底的細(xì)胞移植物。顆粒狀細(xì)胞生長基底可包括片層形式顆粒和/或可包括細(xì)胞外基質(zhì)材料。用于這些目的細(xì)胞外基質(zhì)顆?？梢詾閺膭游飦碓捶蛛x的并且任選地經(jīng)處理以保留內(nèi)源生長因子、糖胺聚糖和/或蛋白聚糖的天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的顆粒。天然來源的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料的此類顆粒可以例如通過切割片層材料以形成緊湊形狀(例如圓形、橢圓形和/或多邊形形狀)的顆粒來制備，或可以為例如通過隨機(jī)粉碎片層材料而產(chǎn)生的片層材料的片段。另一個(gè)實(shí)施方案提供了用于給基質(zhì)接種細(xì)胞的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括用于將細(xì)胞與待接種細(xì)胞的細(xì)胞生長基底組合的小室。系統(tǒng)還包括用于評估細(xì)胞對基底的附著的機(jī)械裝置。用于評估的機(jī)械裝置可包括細(xì)胞計(jì)數(shù)器。用于接種基質(zhì)的相關(guān)方法包括如下步驟將細(xì)胞與待接種細(xì)胞的細(xì)胞生長基底組合，和評估細(xì)胞對基底的附著。在治療方法中，該方法還可包括給患者包括人患者施用接種有附著的細(xì)胞的基底。根據(jù)本文中的其他描述，本發(fā)明的另外的實(shí)施方案以及其特征和有利方面將變得顯而易見。附圖概述圖I提供了本發(fā)明的細(xì)胞生長基底的一個(gè)實(shí)施方案的側(cè)視圖。圖2提供了本發(fā)明的細(xì)胞生長基底的另一個(gè)實(shí)施方案的側(cè)視圖。圖3提供了圖I的基底的頂視圖。圖4顯示本發(fā)明的可選擇的細(xì)胞生長基底的頂視圖。圖5顯不細(xì)胞生長基底的其它實(shí)施方案的頂視圖。圖6顯不具有歧管進(jìn)料(manifold feed)的細(xì)胞生長基底的另Iv實(shí)施方案的頂視圖。圖7顯不細(xì)胞生長基底的另一個(gè)實(shí)施方案的頂視圖。
圖8提供了細(xì)胞生長基底的另一個(gè)實(shí)施方案的頂視圖，所述實(shí)施方案在基底中具有較大的主通道和較小的次級通道。圖9提供了用于將細(xì)胞組合物施用至細(xì)胞生長基底的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。圖9A舉例說明圖9的系統(tǒng)的某些亞組件的一個(gè)實(shí)施方。圖9B舉例說明圖9的系統(tǒng)的某些亞組件的另一個(gè)實(shí)施方案。

圖10提供用于將細(xì)胞組合物與細(xì)胞生長基底組合的裝置的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。圖11為其組合物可用作細(xì)胞生長基底的脫細(xì)胞ECM片層的緊湊片層顆粒的數(shù)字 圖像。圖IlA提供了與遞送裝置組合的本發(fā)明的可流動的細(xì)胞移植物材料的示意圖。圖12提供了本發(fā)明的細(xì)胞化的纖絲移植物的示意圖。圖12A提供了具有遠(yuǎn)端滯留倒鉤(retention barb)的本發(fā)明的細(xì)胞化的纖絲移植物的示意圖。圖12B提供了用于植入移植物的遞送針套管中接收的圖12A的移植物的示意圖。圖13提供了具有多個(gè)堆疊的細(xì)胞生長基底片層的本發(fā)明的細(xì)胞移植物的示意圖。圖14至16提供了本發(fā)明的細(xì)胞生長基底制品的示意圖。圖17和18提供了本發(fā)明的另外的細(xì)胞移植物構(gòu)建體的示意圖。詳細(xì)描述為了幫助理解本發(fā)明的原理，現(xiàn)參考實(shí)施方案(其中一些實(shí)施方案在附圖中進(jìn)行了舉例說明)，并且使用具體的語言來描述所述實(shí)施方案。然而應(yīng)理解，本發(fā)明的范圍無意受此限制。設(shè)想了所描述的實(shí)施方案的任何改變和其它改進(jìn)以及本文中描述的本發(fā)明原理的任何其它應(yīng)用，這對于本發(fā)明涉及的領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說是可想到的。如上文中所公開的，本發(fā)明的方面涉及用于將細(xì)胞與基底材料組合以制備可用于某些實(shí)施方案如用于患者的醫(yī)學(xué)植入物的組合物的方法、材料和系統(tǒng)。具有界定的內(nèi)部通道的細(xì)胞生長基底現(xiàn)參考圖1-8，顯示了對于與細(xì)胞組合物組合以形成包含細(xì)胞的移植物材料是特別有用的細(xì)胞生長基底構(gòu)建體的各種實(shí)施方案。具體地，圖I提供了基質(zhì)基底20的側(cè)視圖?；?0包括優(yōu)選包含適合于支持細(xì)胞生長的多孔基質(zhì)材料的基底主體21?；字黧w21包括延伸入基底主體21的內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)部界定的通道22。在描述的實(shí)施方案20中，基底主體21包括以這樣的方式連接至第二片層24的第一片層23，所述方式界定片層23與片層24之間的通道22。片層23與片層24沿著連接的區(qū)域25在環(huán)繞通道22的面中彼此連接。連接的區(qū)域25可以是例如在片層23與片層24的相對表面之間建立緊密連接的鍵合、融合、膠粘、交聯(lián)、縫合的安排或其它安排。管狀通道22因此包括具有由片層23的面界定的部分26和由片層24的相對面界定的部分27的通道壁。在示例性實(shí)施方案中，使區(qū)域26和27產(chǎn)生為圓形，從而為通道22提供大體上圓形或橢圓形橫截面。應(yīng)理解，其它安排也是合適的，包括具有多邊形或不規(guī)則橫截面形狀的通道。連接的區(qū)域25具有位于通道22的管腔處的末端區(qū)域28和29。末端區(qū)域28和29從而可用作沿通道22的壁的縫。為了制備基底20，可將通道形成元件置于片層23與片層24之間，隨后可將此類片層在連接區(qū)域25中彼此連接，從而將通道形成元件夾在片層之間。如上文中指出的，該連接可以是鍵合、融合、膠粘或另外的方式。當(dāng)期望通道22的開口位于基底20的最外部邊緣時(shí)，通道形成元件可延伸至或超出片層23和24的最外部邊緣，由于它們彼此層疊，從而在成品中提供這樣的開口。在此類制備方法中，通道形成元件可以是桿狀、棒狀、梳狀結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線、管或適用于維持片層23與24之間的空間以在成品中提供通道的任何其它元件。在其中通道形成元件在連接的區(qū)域25形成后將被移除的實(shí)施方案中，期望通道形成元件具有外部表面，所述外部表面能充分避免粘結(jié)或結(jié)合至片層23與24的相對面，從而通道形成元件在連接的區(qū)域25形成后可被除去以保持通道22完好無損。在某些實(shí)施方案中，通道形成元件或至少其部分將保留在成品中?，F(xiàn)參考圖2，顯示了一個(gè)這樣的實(shí)施方案?；?0包括與基底20相同的特征并且一般情況下可以以相同的方式構(gòu)建。因此，基底30包括主體31、至主體31的內(nèi)部區(qū)域的通道32和彼此連接的片層33和34。此外，基底30包括片層33與34之間接收的駐留管狀元件35。管狀元件35可由 生物相容性聚合物或其它適當(dāng)?shù)牟牧现圃?，并且可保留在基?0中以植入患者。管狀元件35可包含永久性聚合物(非生物可吸收的)或生物可吸收的聚合物。在某些實(shí)施方案中，管狀元件35包含生物可吸收的聚合物并且可在植入患者后被完全吸收。在基底30的制造中，可將管狀元件35置于片層33與34之間，隨后可如上文中對于基底20 (圖I)所描述的連接片層?；蛘?，可首先制備裝置例如基底20，此后可將管狀元件插入通道22。管狀元件35可包括多孔壁或在它們的壁中包括洞或穿孔，以允許可流動的細(xì)胞懸浮液傳輸通過管狀元件35的壁并且進(jìn)入移植物主體31的周圍區(qū)域。在某些形式中，管狀元件35由這樣的材料構(gòu)建，所述材料與主體31的材料相比，較不易被含水細(xì)胞懸浮液吸收，和/或潤濕時(shí)比主體31的材料保持更堅(jiān)硬以保留開口通道，從而可用于更好地將含水細(xì)胞懸浮液流沿著通道32傳輸以到達(dá)基底31的內(nèi)部區(qū)域。可控制管狀元件35中的穿孔的孔隙度，以在將含水細(xì)胞懸浮液流輸入通道32后，優(yōu)化基底31的潤濕和細(xì)胞接種?，F(xiàn)參考圖3，顯示了圖I的基底裝置20的頂視圖。通道22以幻影(虛線)顯示。如所描述的，基底20通常為矩形結(jié)構(gòu)，包括第一對通常平行的側(cè)面40和41，以及與其垂直的第二對通常平行的側(cè)面42和43。通道22具有暴露于基底20的側(cè)面40的開口。描述的實(shí)施方案中的通道22為盲孔(blind hole)，并且在主體21的內(nèi)部具有末端44，與主體21的側(cè)面41相距距離“d”。這樣，流體組合物例如含水細(xì)胞懸浮液可從側(cè)面40傳送入通道22，且不會通過通道22—直被輸送至對側(cè)面41。這可提供增強(qiáng)的在通道22內(nèi)產(chǎn)生流體壓力以更快地將細(xì)胞懸浮液和/或另一種流體例如基底預(yù)條件化介質(zhì)分散入主體21的相鄰區(qū)域的能力。在某些使用模式中，盲孔通道22可經(jīng)歷由通過開口引入側(cè)面40上的通道22的流體產(chǎn)生的流體壓力，以驅(qū)動流體和溶解的或懸浮的(例如細(xì)胞)材料進(jìn)入和通過主體21的內(nèi)部空間(volume)。參考圖4-8，顯示了界定內(nèi)部通道的基底裝置的可選擇的實(shí)施方案。特別地參考圖4，顯示了具有與圖I和3的基底20的特征相似的特征的細(xì)胞生長基底50，除了具有從基底的第一周界完全延伸至第二周界的通道外。具體地，基底50包括通常具有矩形形狀的主體51 (具有第一側(cè)面52、通常與側(cè)面52平行的第二側(cè)面53、第三側(cè)面54和通常與側(cè)面54平行的第四側(cè)面55)?；?0包括多個(gè)延伸通過主體51的材料的通道22。通道22具有存在于基底50的側(cè)面52上的第一組開口 56，和存在于基底50的與側(cè)面52相對的側(cè)面53上的第二組開口 57。這樣，通道22在基底主體51的間隔位置上(在舉例說明的實(shí)施方案中在相對的側(cè)面52和53中)提供了開口 56和57?？蓪?xì)胞的可流動的組合物從開口 56通過通道22輸送至開口 57，以允許細(xì)胞滲入、接觸和附著至主體51的材料，從而使細(xì)胞定殖在基底50上。參考圖5，顯示了與圖4的基底50相似的細(xì)胞生長基底60，除具有彼此交叉的第一和第二組通道外。因此，基底60包括具有第一側(cè)面62、第二側(cè)面63、第三側(cè)面64和第四側(cè)面65的基底主體61?；?0包括第一組多個(gè)通道22，通道22在主體61的側(cè)面62上具有開口 66并且在主體61的側(cè)面63上具有相對的開口 67。基底60包括第二組多個(gè)通道68，所述通道68以與通道22的方向相交的方向穿過主體61，在舉例說明的實(shí)施方案中與通道22的方向大主體上垂直。通道68包括存在于側(cè)面64中的開口 69,和存在于側(cè)65中的相對開口 70。在某些實(shí)施方案中，通道68在遍布主體61的通道交叉點(diǎn)71上流體連接至通道22并且與其相交。在使用中，可通過將細(xì)胞組合物流動通過通道22和通過通道 68來用細(xì)胞定殖基底60。在這一點(diǎn)上，在細(xì)胞定殖的操作過程中，可同時(shí)或在不同的時(shí)間或使用這兩種方式的組合將流體細(xì)胞組合物通過通道22和68。在其中通道22和68彼此相交并從而流體連接的實(shí)施方案中，細(xì)胞組合物或其它流體同時(shí)通過通道22和68的同時(shí)通過可在交叉點(diǎn)71上產(chǎn)生流體流動狀況(fluid flowcondition)例如瑞流、潤流或至少凈流動的部分再定向(沿著與通道22和通道68都不一致的矢量方向)，以幫助驅(qū)動流體流出通道并且進(jìn)入周圍的組成基底主體61的材料的內(nèi)部空間。這可提供了細(xì)胞或其它物質(zhì)在基底主體61的整個(gè)內(nèi)部空間上的更快速或高效的分配。參考圖6，顯示了具有通過共同的歧管結(jié)構(gòu)進(jìn)料的多個(gè)通道22的細(xì)胞生長基底
80。具體地，基底80包括具有多個(gè)延伸穿過其的通道22的主體81。共同的進(jìn)料通道82流體連接至多個(gè)通道22。共同的進(jìn)料通道82依次地流體連接至具有朝向主體81的外部的開口 84的輸入通道83。通道22各自具有朝向主體81的外部的開口 85。在使用中，流體例如細(xì)胞組合物可通過開口 84傳送入輸入通道83，然后流體組合物傳送入共同通道82，其依次將流體組合物分配至通道22中并且通過通道22，經(jīng)由開口 85排出。這樣，流體細(xì)胞或其它組合物可進(jìn)行循環(huán)并且潛在地通過基底80再循環(huán)以將細(xì)胞定殖在基底中。關(guān)于本文中描述的其它實(shí)施方案，為實(shí)現(xiàn)該目的，通道22以及潛在地還有通道82和83對于組合物是可滲透的，以允許逸出至相鄰的主體81的內(nèi)部空間中?，F(xiàn)參考圖7,顯不的是另一種細(xì)胞生長基底90?；?0包括王體91和第一、第_.>第三及第四側(cè)面，分別地92、93、94和95。主體91包括延伸通過主體91的材料并且具有第一外部開口 97和與其間隔的第二外部開口 98的曲折通道96。在示例性實(shí)施方案中，曲折內(nèi)部通道96包括與第二組多個(gè)彎管(bend) 100相對存在的第一組多個(gè)彎管99，彎管99與100相對而置。通常直通道段(straight passagesegment) 101互連彎管99和100。這樣，當(dāng)曲折通道96從開口 97遍歷至開口 98時(shí)，其采取通常重復(fù)的正弦波形狀。含有細(xì)胞的流體可從開口 97通過曲折通道96循環(huán)并且到達(dá)開口 98，在該過程中細(xì)胞和流體逸出通道96以向基底91的內(nèi)部空間提供細(xì)胞接種?，F(xiàn)參考圖8，顯示了與上述基底90共有許多共同特征的細(xì)胞生長基底110，所述特征進(jìn)行了相應(yīng)編號。然而，基底110還包括多個(gè)流體連接至主通道116并且從主通道116引導(dǎo)的次級通道122，次級通道具有比曲折通道116更小的直徑或橫截面積。次級通道122因此可接收通過主通道116傳輸?shù)募?xì)胞液流，并且?guī)椭鷮⒘黧w和其中的細(xì)胞分配在整個(gè)基底主體111中。應(yīng)理解，在圖I和3-8中描述的細(xì)胞生長基底的其它實(shí)施方案中，可在部分或所有界定的內(nèi)部通道內(nèi)接收單獨(dú)的管狀元件，如上文結(jié)合圖2描述的。此外，在優(yōu)選實(shí)施方案中，用于制備示例性基底的片層(例如23和24)可包含脫細(xì)胞的ECM組織片層(期望地保留天然的(內(nèi)源)生物學(xué)活性組分)，如在下文中所描述的。同樣地，圖1-8中舉例說明的基底主體可包含或由多孔海綿或泡沫基質(zhì)組成，其可以例如通過將基質(zhì)形成材料例如本文中描述的任何基質(zhì)形成材料圍繞通道澆鑄來形成，隨后將其除去或存留在成品中以促成通道，如上文中所描述的。 細(xì)胞/基底處理系統(tǒng)和方法在本發(fā)明的其它方面，提供了用于給基底自動接種細(xì)胞的裝置。圖9提供了自動·細(xì)胞接種系統(tǒng)200的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。系統(tǒng)200可任選地包括原始組織處理模塊201，其處理原始或早期組織樣品以提供來源于組織樣品的單細(xì)胞懸浮液的輸出。處理模塊201從而可被操作以進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)共同針對該目的的功能，包括例如組織的物理破壞(例如浸軟)、組織的酶促(例如膠原酶、胰蛋白酶)或其它化學(xué)離解和/或利用鹽水或其它適當(dāng)?shù)南礈旖橘|(zhì)進(jìn)行的組織或細(xì)胞組分的洗滌。組織處理模塊201還可進(jìn)行細(xì)胞分離或濃縮步驟，包括例如特定類型或種類的細(xì)胞的免疫化學(xué)選擇、分級分離、過濾、沉降或其它類似操作。模塊201還可包括擴(kuò)增細(xì)胞群的特征，例如提供生長基底或生長介質(zhì)和適當(dāng)?shù)臏赜龡l件以擴(kuò)增細(xì)胞數(shù)目。用于組織處理以輸出細(xì)胞懸浮液的示例性系統(tǒng)公開于2005年2月3日公布的美國專利公開案US2005/0025755、2007年I月18日公布的國際公開案W02007/009036.2008年I月17日公布的美國專利申請公開案US2008/0014181和2006年7月29日公布的美國專利申請公開案US2006/0141623中。針對其中的組織處理法和用于獲得單細(xì)胞懸浮液的設(shè)備(適用于系統(tǒng)200的模塊201)的教導(dǎo)，將這些公開案各自通過引用整體并入本文。將模塊201的細(xì)胞懸浮液輸出通過導(dǎo)管202轉(zhuǎn)移至細(xì)胞懸浮小室203。提供了用于檢測細(xì)胞懸浮液的至少一個(gè)狀況的裝置204，以提供用于在施用至基底之前潛在地調(diào)整細(xì)胞懸浮液和/或用于優(yōu)化將懸浮液施用至基底的參數(shù)的輸出。例如，裝置204可被操作以測定小室203中細(xì)胞懸浮液的細(xì)胞濃度，并且可操作地與小室203聯(lián)接。例如，裝置204可以為細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置例如Coulter計(jì)數(shù)器，其基于在細(xì)胞通過通道的過程中充滿液體的通道的電阻改變獲得細(xì)胞計(jì)數(shù)值。該電阻變化可被感知為電流或電壓脈沖，可將所述脈沖與細(xì)胞懸浮液中的細(xì)胞濃度相關(guān)。裝置204還可以是利用光散射(例如使用激光的前向光散射)計(jì)算細(xì)胞濃度值的裝置。裝置204還可以是使用流式細(xì)胞術(shù)測定細(xì)胞懸浮液中的細(xì)胞濃度的裝置。用于測量細(xì)胞濃度的其它工具對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯然的，應(yīng)理解用于測量細(xì)胞濃度的具體工具對于本申請公開的系統(tǒng)和方法而言不是至關(guān)重要的。為了促進(jìn)細(xì)胞濃度分析，裝置204可通過導(dǎo)管205獲取細(xì)胞懸浮液的樣品以用于分析。任選地，否則裝置204可在分析后通過導(dǎo)管206將細(xì)胞樣品送返回小室203，除非這在小室203內(nèi)引起細(xì)胞懸浮液的不期望的污染，在該情況下可通過廢物管線(未顯示)棄去獲取的樣品。裝置204和/或小室203可包括用于將細(xì)胞樣品移動通過導(dǎo)管205、206的適當(dāng)?shù)拈y門和任選的泵(未顯示)，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。此類閥門和/或泵可在過程控制器229的控制之下，如在下文中更詳細(xì)地描述的。系統(tǒng)200還可包括通過導(dǎo)管208流體連接至小室203的處理介質(zhì)單元207。與系統(tǒng)200中的將在其中轉(zhuǎn)移流體介質(zhì)的所有其它導(dǎo)管一樣，可將導(dǎo)管208與任選的閥門(未顯示)和可被操作以驅(qū)動流體從介質(zhì)單元207轉(zhuǎn)移至小室203的泵209聯(lián)接。應(yīng)理解，泵209可由其中單個(gè)泵驅(qū)動系統(tǒng)200的一些或所有不同小室或其它組件間的流體轉(zhuǎn)移的共享的值勤泵(pump duty)提供。因此，雖然結(jié)合系統(tǒng)200描述了幾個(gè)單獨(dú)的泵，但應(yīng)理解，這些泵操作在系統(tǒng)200的操作內(nèi)可以是共享的或單獨(dú)的，或其組合。此類閥門和/或泵可在過程控制器229的控制之下，如下文中更詳細(xì)描述的。處理介質(zhì)單元207可包括一個(gè)或多個(gè)小室，所述小室裝有用于處理或加工從模塊201輸出的細(xì)胞懸浮液組合物的多種介質(zhì)的任一種或可向其中充滿所述介質(zhì)。此類介質(zhì)可包括例如洗滌介質(zhì)、細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)或用于準(zhǔn)備施用至細(xì)胞生長基底的細(xì)胞的其它材料，包括例如用于細(xì)胞擴(kuò)增期的不同階段的不同介質(zhì)。系統(tǒng)200還包括通過導(dǎo)管211，任選的閥門(未顯示)和聯(lián)接的泵212與第一細(xì)胞懸浮液小室203流體連接的優(yōu)化的細(xì)胞制劑小室210。此類閥門和/或泵212可在下文中更詳細(xì)地描述的過程處理器229的控制之下。因此，在于小室203中進(jìn)行任何初步處理后，可通過操作泵212以通過導(dǎo)管211轉(zhuǎn)移懸浮液來將細(xì)胞懸浮液組合物轉(zhuǎn)移至小室210用于進(jìn)一步處理。提供了用于測定小室210內(nèi)優(yōu)化的細(xì)胞制劑的細(xì)胞濃度的裝置213。裝置213可具有與上述裝置204類似的設(shè)計(jì)。導(dǎo)管214可用于將細(xì)胞懸浮液組合物的樣品從小室210轉(zhuǎn)移至裝置213以進(jìn)行分析。任選地，可提供用于在適當(dāng)時(shí)將樣品送回小室210的導(dǎo)管215?；蛘撸缟纤?，可在分析后通過廢物管線棄去樣品。將配制介質(zhì)單元216通過導(dǎo)管217流體連接至小室210。可通過任選的閥門(未顯示)和泵218來促進(jìn)材料從單元216的一個(gè)或多個(gè)小室轉(zhuǎn)移至小室210。此類閥門和/或泵218可在下文中更詳細(xì)地描述的過程控制器229的控制之下。配制介質(zhì)單元216可包含待與細(xì)胞懸浮液組合并且對于給患者施用是生理上可接受的材料。配制介質(zhì)可以例如包括鹽水、細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)、藥物例如抗生素、被設(shè)計(jì)來引發(fā)特定細(xì)胞反應(yīng)例如分化或靜息的物質(zhì)或其它材料。在一種情況中，裝置213用于測定小室210內(nèi)的細(xì)胞懸浮液的細(xì)胞濃度。如果細(xì)胞濃度高于期望的用于給細(xì)胞生長基底施用的細(xì)胞濃度，則可從小室216添加配制介質(zhì)以稀釋細(xì)胞懸浮液，獲得期望的細(xì)胞濃度?？苫谛∈?10內(nèi)的組合物的總體積和通過裝置213測定的細(xì)胞濃度計(jì)算待添加的配制介質(zhì)的體積。待施用至細(xì)胞生長基底的小室210中的優(yōu)化的細(xì)胞制劑的有益細(xì)胞濃度可在約IO5至約IO8個(gè)細(xì)胞/ml的范圍內(nèi)，但也可使用其它濃度。在其中細(xì)胞濃度低于期望的濃度的可選擇的情形中，則可以可操作地將小室210與用于增加細(xì)胞濃度(例如通過除去一定量的介質(zhì))的裝置聯(lián)接。在一個(gè)實(shí)施方案中，可為小室210的排出口 238提供具有被選擇來防止細(xì)胞通過但允許懸浮細(xì)胞的流體介質(zhì)通過的孔徑的濾器239。可提供任選的閥門(未顯示)和泵240來對著該濾器驅(qū)動或推動一定量的細(xì)胞懸浮液以選擇性從小室210除去一定量的流體介質(zhì)，從而濃縮小室210內(nèi)的細(xì)胞懸浮液。需要時(shí)可提供震動裝置241來震動濾器以在操作過程中避免細(xì)胞對濾器的堵塞。此外或可選擇地，系統(tǒng)可配置適當(dāng)?shù)谋煤?或閥門來指導(dǎo)液體逆流通過濾器，以倒沖洗的模式清洗濾器。此類操作和任何伴隨的閥門、泵240和/或震動裝置241可在于下文中更詳細(xì)地描述的過程控制器229的控制之下。通過排出口 238從小室210除去的材料可以例如去向廢物單元“W”。必要時(shí)，還可將廢物單元W流體連接至小室203或系統(tǒng)200中的其它流體來源，以從其接收廢物至單個(gè)廢物小室或單獨(dú)的廢物小室中。在作為先前起始的濃度測量的結(jié)果或另外地作為將介質(zhì)引入小室210或從小室210撤出介質(zhì)的結(jié)果而上調(diào)或下調(diào)小室210內(nèi)的細(xì)胞濃度后，可將額外的樣品抽取至裝置213中并且進(jìn)行評估以確認(rèn)細(xì)胞懸浮液在期望的細(xì)胞濃度范圍內(nèi)。如有必要，可進(jìn)行另外的調(diào)整以獲得期望的細(xì)胞濃度。在細(xì)胞懸浮液經(jīng)確認(rèn)具有期望的細(xì)胞濃度后，可使用任選的閥(未顯示)并且通過泵220驅(qū)動，將細(xì)胞懸浮液通過導(dǎo)管219從小室210轉(zhuǎn)移至施用裝置221。此類閥門和/或泵220可在下文中更詳細(xì)描述的過程處理器229的控制之下。施用裝置221可以是用于將細(xì)胞懸浮液組合物施用至接種小室222內(nèi)接收的細(xì)胞生長基底223的多種裝置的任一種。施用裝置221在操作過程中可以是固定的，或在操作過程中可以是可移動的以橫跨更廣的面積或內(nèi)部空間(與其固定時(shí)可能的面積或內(nèi)部空 間相比)施用材料。施用裝置221可在下文中更詳細(xì)描述的過程控制器229的控制之下。 施用裝置221在一個(gè)實(shí)施方案中可以為噴霧裝置，例如噴嘴或與在噴墨打印機(jī)中發(fā)現(xiàn)的相似的噴射噴霧器?？膳帕写祟悋婌F裝置以將細(xì)胞懸浮液組合物施用至基底(通過從固定位置或在一、二或三個(gè)維度中移動后將組合物噴霧至基底上)。在另一個(gè)實(shí)施方案，施用裝置221可以為具有至少一個(gè)套管，優(yōu)選多個(gè)套管的插套管的裝置，其用于將細(xì)胞組合物從固定位置或在于一、二或三個(gè)維度中移動的過程中施用至細(xì)胞生長基底223的表面和/或其內(nèi)。一些實(shí)施方案整合了插套管的施用裝置221，所述裝置具有一個(gè)或多個(gè)在施用細(xì)胞組合物(例如通過在始于插入在基底223的內(nèi)部空間內(nèi)的遠(yuǎn)端位置上的套管的拉回操作過程中從套管壓出細(xì)胞組合物)的過程中插入基底223的套管。在具體實(shí)施方案中，這樣的施用裝置包括線性排列或其它方式排列的用于將細(xì)胞組合物施用至基底223的針。其它施用模式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯而易見的。期望地，施用裝置221將細(xì)胞組合物大體上均勻地施用至基底，施用至基底的表面或通過基底的內(nèi)部空間。然而，在其它實(shí)施方案中，施用裝置221可選擇性地接種基底的某些部分，從而施用裝置221可被構(gòu)造來將細(xì)胞組合物施用至基底223的特定區(qū)域，而同時(shí)使基底的其它區(qū)域不含細(xì)胞組合物?？蓪⒉煌愋偷氖┯醚b置221的組合整合入系統(tǒng)200，例如其中系統(tǒng)包括噴霧施用裝置和插套管的施用裝置。在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，系統(tǒng)200具有構(gòu)造來將細(xì)胞接種至界定了用于接收細(xì)胞組合物流的內(nèi)部通道的細(xì)胞生長基底(例如基底例如圖1-8中描述的基底)上和/或其內(nèi)的施用裝置221。期望地，這樣的實(shí)施方案中的施用裝置221包括至少一個(gè)套管和優(yōu)選多個(gè)套管。在某些實(shí)施方案中，套管流體連接至基底中的界定的通道(例如圖1-8的通道
22、68、83、84、96和/或116)并且可操作地將一定量的細(xì)胞組合物傳輸至通道中。在其它實(shí)施方案中，在施用裝置221上為朝向細(xì)胞生長基底的外部的通道的每一個(gè)開口提供了套管，其中套管相應(yīng)于此類開口并且相對于此類開口定位。在細(xì)胞組合物施用過程中是固定的施用裝置221中，套管可在壓力下指導(dǎo)細(xì)胞組合物進(jìn)入通道，所述壓力將引導(dǎo)細(xì)胞組合物流動通過通道，流出通道的側(cè)壁，并且進(jìn)入周圍的基底材料的內(nèi)部空間。對于包括在基底上的間隔位置上具有開口的單獨(dú)通道的細(xì)胞生長基底，例如具有間隔的開口 56和57的圖4的基底的通道22，分別具有間隔的開口對66、67和69、70的圖5的基底的通道22和68，具有間隔的開口 84和85的圖6的基底的通道83、84和22，以及分別地具有間隔的開口對97,98和117、118的圖7和8的基底的通道96和116，施用裝置221可具有流體連接至每一個(gè)開口的套管。這樣的施用裝置221可以例如以流通模式(flow-through mode)、相對流動模式(opposed flow mode)或其組合來操作。在流通模式中，輸入套管迫使細(xì)胞組合物進(jìn)入第一開口至通道中，輸出套管接收穿過通道的流體，使至少一部分輸出組合物的細(xì)胞沉積在細(xì)胞生長基底中。在相對流動模式中，輸入套管迫使細(xì)胞組合物進(jìn)入第一開口和第二開口至通道中，其中各自的輸入流動至彼此相對的通道。這可在通道內(nèi)產(chǎn)生壓力，從而驅(qū)動細(xì)胞流體流出通道并且進(jìn)入周圍的基底材料的內(nèi)部空間中，促進(jìn)更均勻的接種操作。上文提及的流通模式可以僅包括單個(gè)通過基底的細(xì)胞組合物的通道，但在有利的實(shí)施方案中可進(jìn)行該模式以將輸出套管中接收的材料傳輸回基底通道至少一次以沉積另外的細(xì)胞，這可以例如通過收集輸出流體并且逆轉(zhuǎn)流動方向通過通道，和/或通過提供其中輸出流體再次被導(dǎo)向相同輸入套管并且返回通過基底通道至輸出套管的循環(huán)回路來實(shí)現(xiàn)。在許多實(shí)施方案中，包含未接種的細(xì)胞的原始輸出流體將被多次傳輸返回通過基底通 道，以將更高百分比的細(xì)胞組合物中的原始細(xì)胞接種至基底中。在這一點(diǎn)上，結(jié)合圖9,參考圖9A,顯不了用于接種內(nèi)部探明的細(xì)胞生長基底50例如圖4中顯示的細(xì)胞生長基底的循環(huán)回路施用裝置221的一個(gè)實(shí)施方案。施用裝置221具有多個(gè)輸入套管221a和多個(gè)輸出套管221b，輸入套管221a流體連接至基底50的開口 56并且輸出套管221b流體連接至基底50的開口 57。將輸入套管221a安裝在輸入歧管221c中，其界定了具有開口 221e的內(nèi)部輸入歧管通道221d，歧管通道221d流體連接至每一個(gè)輸入套管221a并且給所述輸入套管進(jìn)料。開口 221e流體連接至導(dǎo)管219 (圖9)，所述導(dǎo)管從小室210提供細(xì)胞組合物的進(jìn)料。輸出套管221b被安裝在輸出歧管221f中，所述輸出歧管界定了具有輸出開口 221h的內(nèi)部輸出歧管通道221g，輸出套管221b流體連接至輸出歧管通道221g并進(jìn)料。提供了流體連接輸入歧管221c的輸入開口 221e和輸出歧管221f的輸出開口 221h的循環(huán)回路221i。細(xì)胞計(jì)數(shù)器221j，例如使用Coulter原理、光散射或流式細(xì)胞術(shù)以提供計(jì)算的細(xì)胞濃度的細(xì)胞計(jì)數(shù)器，可流體連接至循環(huán)回路221i。細(xì)胞計(jì)數(shù)器221 j可在線或通過提取并且評估樣品來測定在回路221中循環(huán)的流體的細(xì)胞濃度，如上文的描述中提及的。提供了任選的閥門(未顯示)和泵221k以在用于接種基底50的施用裝置221中驅(qū)動循環(huán)。這樣的細(xì)胞計(jì)數(shù)器221j、閥門和/或泵221k可在下文中更詳細(xì)描述的過程控制器229的控制之下。在使用時(shí)，將以分批操作、連續(xù)方式或間斷方式從導(dǎo)管219給施用裝置221的循環(huán)回路進(jìn)料的細(xì)胞組合物通過輸入歧管221c、輸入套管221a、基底50、輸出套管221b、輸出歧管221f和循環(huán)回路221i反復(fù)地循環(huán)。在該操作過程中，細(xì)胞將被接種至基底50中，而一些細(xì)胞將保留在循環(huán)流體中。細(xì)胞計(jì)數(shù)器221j可用于連續(xù)或周期性地測定在循環(huán)回路221i中循環(huán)的流體的細(xì)胞濃度。初始提供的細(xì)胞至基底50內(nèi)的可接受的百分比接種可利用系統(tǒng)200來測定，和/或當(dāng)利用細(xì)胞計(jì)數(shù)器221 j檢測的細(xì)胞濃度達(dá)到期望或預(yù)定的低值時(shí)，例如通過使用在下文中更詳細(xì)地描述的過程控制器229來給用戶發(fā)信號。隨后終止施用裝置221內(nèi)的循環(huán)，并且可立即或在進(jìn)一步的溫育或培養(yǎng)期后制備用于給患者施用的基底50。
如上文中所公開的，在其它實(shí)施方案中，施用裝置221可被構(gòu)造以在將細(xì)胞組合物施用至基底的過程中移動。結(jié)合圖9，參考圖9B，顯示了用于將細(xì)胞組合物施用至預(yù)先探明的細(xì)胞生長基底例如圖3的基底20或圖4的基底50 (以圖9B的幻影、虛線顯示)的一個(gè)這樣的施用裝置221。圖9B的施用裝置221包括多個(gè)安裝至輸入歧管托架(carriage) 2211的套管221k。輸入歧管托架2211界定了具有輸入開口 221η的內(nèi)部歧管通道221m，歧管通道221流體連接至套管221k并且進(jìn)料。輸入開口 221η流體連接至與系統(tǒng)200的導(dǎo)管219，所述導(dǎo)管進(jìn)料來自小室210的細(xì)胞組合物。輸入歧管托架2211連接至托架柱221ο，所述托架柱被可轉(zhuǎn)移地接收通過柱安裝支架(post feed mounts) 221p中的開口。電動機(jī)、螺線管或其它動力機(jī)械裝置(未顯示)機(jī)械地聯(lián)接至柱221ο并且可操作地通過支架221p，優(yōu)選地以恒定速率或以另一種預(yù)定的方式撤回柱221，從而引起歧管托架2211及其連接的套管221k的拉回運(yùn)動。在該拉回操作中，通過夾緊銜接基底20，50的至少部分邊緣的元件224a或用于維持基底相對于施用裝置221的定位的任何其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)械裝置(參見下文中關(guān)于定位裝置224的另外的描述)來將基底20，50保持在其起始位置。借助于基底20或50的通道22內(nèi)初始接收的套管221k (其遠(yuǎn)端尖端位于遠(yuǎn)側(cè))，可起始自動拉回運(yùn)動，在該過程中細(xì)胞組合物被泵動并且以預(yù)定的速率從套管221k的尖端壓出。這樣，通過控制拉回的速率 和從套管221k流動的速率，系統(tǒng)200可高度有效地用給定的可流動的細(xì)胞組合物接種細(xì)胞 生長基底?，F(xiàn)繼續(xù)參考圖9，如上所述，系統(tǒng)200可包括用于將細(xì)胞生長基底223保持在相對于施用裝置221的起始或進(jìn)行中的位置的預(yù)定位置或否則保留在小室222內(nèi)的定位裝置224。這樣，可容易地操作裝置221以將細(xì)胞組合物以期望的方式沉積至基底223。定位裝置224可以例如包括直立壁、夾子、栓(pin)或與基底223的材料或形狀相關(guān)以將所述基底原位保持在小室222內(nèi)的其它特征。此外，基底223可配備有在裝載至小室222內(nèi)的過程中與定位裝置224協(xié)作的機(jī)械元件。例如，基底223可具有臨時(shí)(非可植入的)或永久性地連接的(可植入的)具有相對堅(jiān)硬的可塑性的條帶或棒，以與定位裝置224的剛性結(jié)構(gòu)可靠地協(xié)作，從而將基底223穩(wěn)定地安置在小室222內(nèi)。在接種后并且在植入前，如果不希望或不適合于植入此類機(jī)械元件，則可從基底223取出此類機(jī)械元件。系統(tǒng)200還可具有用于促進(jìn)細(xì)胞通過或穿過基底223的分配的分配輔助裝置225。因此，分配輔助裝置225可被操作以將力傳遞至小室222內(nèi)和/或駐留在基底223上的細(xì)胞組合物。分配輔助裝置225可以例如可被操作以產(chǎn)生真空以拉動細(xì)胞組合物，從而使細(xì)胞通過基底223的厚度，以更均勻地將細(xì)胞分配在基底223內(nèi)?；蛘?，分配輔助裝置225可以是磁鐵例如永久性磁鐵或電磁鐵，且可賦予涵蓋基底223的磁場。這，結(jié)合與細(xì)胞結(jié)合的磁性材料例如細(xì)胞所附著至的磁性脂質(zhì)體，可用于驅(qū)動細(xì)胞通過和/或沿著基底223，以分配細(xì)胞。或者，分配輔助裝置225可被操作以賦予基底223運(yùn)動例如震動或旋轉(zhuǎn)，從而幫助將細(xì)胞組合物分配通過基底223。在一個(gè)實(shí)施方案中，分配輔助裝置225可賦予快速旋轉(zhuǎn)以通過離心力驅(qū)動細(xì)胞組合物，并且可將基底223安排在驅(qū)動的細(xì)胞組合物的路徑中(例如，當(dāng)在水平面中旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著大體上垂直或否則直立的壁)。通過使用該安排，可驅(qū)動細(xì)胞組合物朝向基底223并且進(jìn)入其中。還可使用將力傳遞至細(xì)胞組合物和/或至基底223以增強(qiáng)兩者的組合的其它裝置225，包括例如可將脈動和/或雙向流動傳遞至小室222內(nèi)的液體的裝置225。在某些實(shí)施方案中，可將片層形式的基底223安裝在小室222內(nèi)以將小室222分隔成第一和第二內(nèi)部空間，除橫跨基底外，第一和第二內(nèi)部空間彼此流體密封。隨后可通過借助分配裝置225產(chǎn)生壓力差來在小室222內(nèi)引起雙向流動，從而提供細(xì)胞懸浮液橫跨基底223的透壁流動，以將細(xì)胞分配至基底223上和潛在地也分配入基底223中。小室222的所有功能可在下文中更詳細(xì)地描述的過程控制器229的控制之下。在其它實(shí)施方案中 ，細(xì)胞外基質(zhì)水解物或凝膠材料，包括例如本文中描述的那些，可與細(xì)胞一起被裝至小室222中，并且可將固體的、三維上穩(wěn)定的細(xì)胞生長基底在一定體積的水解物/凝膠與細(xì)胞的混合物中溫育，包括完全浸沒于其中?？扇绫疚闹兴鲞M(jìn)行組合的材料的攪拌。固體的三維上穩(wěn)定的基底可以為本文中描述的ECM材料，其優(yōu)選保留至少一種天然的(內(nèi)源)生物學(xué)活性組分或其組合(如本文中描述的)和/或可以以片層、纖絲或線或顆粒的形式存在。可如本文中所述溫育組合的材料，隨后將其給患者施用。在其它實(shí)施方案中，施用裝置221可具有一個(gè)或多個(gè)本文中描述的套管，并且套管的排出開口可內(nèi)置于固體細(xì)胞生長基底223例如海綿、泡沫或其它類似的纖維性基底的內(nèi)部空間內(nèi)。隨后細(xì)胞流體可被注射入基底材料223的內(nèi)部空間，并且可在壓力下朝向基底223外表面遷移(和潛在地遷移出外表面)，在途中將細(xì)胞沉積在基底內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，套管及其開口和基底223可被構(gòu)造來弓I起流體材料在所有方向上從基底內(nèi)通常中心的位置大體上均勻流動通過基底223，從而促進(jìn)細(xì)胞在基底223內(nèi)的均勻分配。在接種基底223和溫育如本文所述的時(shí)間的過程中和/或之后，系統(tǒng)200可評估接種的基底223以確定是否大量的非附著細(xì)胞保留在基底223之上或之中。這可以例如通過下述來實(shí)現(xiàn)用液體的探測脈沖(probing pulse)沖洗全部或部分基底223以排出非附著或未充分附著的細(xì)胞，隨后收集液體脈沖并且評估細(xì)胞的存在(在一些實(shí)施方案中，包括進(jìn)行定量評估)。可以例如通過管線227將探測脈沖從介質(zhì)單元226的小室(在下文中進(jìn)一步描述)注入小室222，或可提供另一個(gè)獨(dú)立來源和進(jìn)料管線。測試脈沖液體可以例如為生理鹽水、預(yù)條件化介質(zhì)、細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)、或允許置換和隨后檢測基底223上非附著或未充分附著的細(xì)胞的任何其它液體。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將具有排出的細(xì)胞的收集的脈沖體積導(dǎo)向本文中描述的檢測器213，例如利用Coulter原理的細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置或用于計(jì)數(shù)細(xì)胞的另一種裝置。如果過度大量的細(xì)胞被探測脈沖排出，則可將基底223和細(xì)胞再溫育一段時(shí)間以允許細(xì)胞附著。如果無細(xì)胞或充分少的細(xì)胞被收集在測試脈沖中，則可從小室222取出接種的基底223，將其給患者施用。系統(tǒng)200可任選地產(chǎn)生信號例如可視和/或可聽信號，以指示小室222內(nèi)接種的基底223已可用于給患者施用。所有這些操作可在下文中進(jìn)一步描述的過程控制器229的控制之下。系統(tǒng)200還可包括具有通過導(dǎo)管227流體連接至施用裝置221的一個(gè)或多個(gè)小室并且由泵228驅(qū)動的預(yù)條件化介質(zhì)單元226。施用裝置221可共享將細(xì)胞組合物和預(yù)條件化介質(zhì)施用至基底223的職責(zé)，或可整合單獨(dú)的施用裝置。預(yù)條件化單元226可包含和提供用于預(yù)處理基底223以條件化所述基底以接收細(xì)胞組合物的介質(zhì)。小室226內(nèi)的預(yù)條件化介質(zhì)可以例如為細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)，或可包含對細(xì)胞有益或使得基底223與細(xì)胞的存活更相容的蛋白質(zhì)或其它物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，單元226中的預(yù)條件化介質(zhì)包括血清，優(yōu)選來自接收使用系統(tǒng)200產(chǎn)生的細(xì)胞移植物的患者的自體血清?？墒褂檬┯醚b置221將預(yù)條件化介質(zhì)施用至基底223。還任選地，系統(tǒng)200的預(yù)條件化單元226或其它組件可包括用于在用其它預(yù)條件化介質(zhì)處理后漂洗基底223，用于測試基底或其它操作的材料。為了此類目的，在某些實(shí)施方案中小室222可包括連接至廢物管線的排液裝置。系統(tǒng)200優(yōu)選是自動化的，從而包括過程處理器229，其可被操作以控制系統(tǒng)200中的各種機(jī)械裝置例如泵、閥門、溫度控制單元、檢測器例如裝置204和213、施用裝置221、分配輔助裝置225和系統(tǒng)200的其它組件以實(shí)現(xiàn)本文中敘述的功能。過程控制器229可以為用于控制(完全自動化或通過輔助用戶控制)系統(tǒng)200的所有各種機(jī)械裝置的基于處理器的系統(tǒng)。雖然為了明晰起見而未在圖9中舉例說明，但過程控制器229被偶聯(lián)至它控制的或它通過適當(dāng)?shù)妮斎牒?或輸出通訊路徑從其接收傳感數(shù)據(jù)的系統(tǒng)200的各種機(jī)械裝置，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯然的。過程控制器229可包括通過連接231連接的電子用戶輸入裝置230例如鍵盤和/或鼠標(biāo)。可提供通過連接233連接的顯示裝置232以給用戶顯示狀態(tài)輸入、分析結(jié)果、提示(prompt)和需要的其它信息。可提供通過連接243連接的打印機(jī)裝置242以產(chǎn)生細(xì)胞接 種操作的當(dāng)前狀態(tài)，分析結(jié)果的打印記錄和/或在細(xì)胞接種操作過程中由系統(tǒng)200完成的操作的記錄，和需要的其它信息。連接此類控制裝置以允許將用戶控制指令輸入過程控制器229，以便系統(tǒng)200可按當(dāng)前細(xì)胞接種操作的需要進(jìn)行操作，并且可由用戶顯示、打印或處理各種形式的信息?？稍趥€(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)、具有計(jì)算能力的無線終端(例如手機(jī)或具有Windows CE、Palm操作系統(tǒng)的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等)上或利用整合入系統(tǒng)200的微控制器執(zhí)行過程控制器229。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然的是，還可使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并且所選擇的特定體系結(jié)構(gòu)對于本申請公開的系統(tǒng)和方法不是至關(guān)重要的。一般地，此類過程控制器229，當(dāng)使用計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，包含用于互通信息的總線、與總線偶聯(lián)用于處理信息的處理器、偶聯(lián)至總線用于存儲信息和處理器指令的主存儲器、偶聯(lián)至總線用于存儲靜態(tài)信息和處理器指令的只讀存儲器。顯示裝置232偶聯(lián)至總線以用于給用戶顯示系統(tǒng)200的信息，輸入裝置230偶聯(lián)至總線以用于與處理器互通信息和用戶命令選擇。還可在過程控制器229中包括用于與包含數(shù)字信息的數(shù)據(jù)存儲裝置交流的大容量存儲器接口，以及用于與網(wǎng)絡(luò)通信的網(wǎng)絡(luò)接口。處理器可以是多種通用處理器或微處理器的任一種,例如由Intel Corporation制造的 PENTIUM，CORE和 XEON微處理器、由 IBMCorporation 制造的 POWER PC或POWER ISA、由Sun Corporation制造的SPARC處理器等。然而,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員很明顯的是,還可在任何特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用其它種類的處理器。顯示裝置232可以為液晶裝置(LCD)、陰極射線管(CRT)、等離子體監(jiān)視器、發(fā)光二極管(LED)裝置或其它適當(dāng)?shù)娘@示裝置。大容量存儲接口可允許處理器通過總線訪問數(shù)據(jù)存儲裝置上的數(shù)字信息。大容量存儲接口可以是偶聯(lián)至總線以用于轉(zhuǎn)移信息和指令的通用串行總線(USB)接口、電子集成驅(qū)動器(IDE)接口、串行高級技術(shù)附件(SATA)接口等。數(shù)據(jù)存儲裝置可以是常規(guī)硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、閃存裝置(例如U盤(jump drive)或SD卡)、光學(xué)驅(qū)動器例如光盤(⑶)驅(qū)動器、數(shù)字多功能光碟(DVD)驅(qū)動器、HD DVD驅(qū)動器、藍(lán)光DVD驅(qū)動器或另一種磁性固體狀態(tài)或光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置以及相關(guān)介質(zhì)(軟盤、CD-ROM、DVD等)。通常，處理器使用大容量存儲接口從數(shù)據(jù)存儲裝置取回處理指令和數(shù)據(jù)，并且將該信息下載至隨機(jī)存取存儲器以進(jìn)行執(zhí)行。處理器隨后執(zhí)行來自隨機(jī)存取存儲器或只讀存儲器的指令流。在輸入裝置230上輸入的命令選擇和信息用于指導(dǎo)由處理器執(zhí)行的指令流。該處理執(zhí)行的結(jié)果隨后可用于控制系統(tǒng)200中的各種機(jī)械裝置。過程控制器229被構(gòu)造來產(chǎn)生用于在顯示裝置232上顯示和/或用于驅(qū)動打印機(jī)242打印硬拷貝的輸出。優(yōu)選地，顯示裝置232也是圖形用戶界面，允許用戶與顯示的信息交互。過程控制器229還可被構(gòu)造來通過網(wǎng)絡(luò)例如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或因特網(wǎng)與一個(gè)或多個(gè)外部系統(tǒng)(未顯示)通信。過程控制器229和外部系統(tǒng)都可被構(gòu)造來用作網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、客戶或兩者，并且可使得能夠被瀏覽。因此，系統(tǒng)200可遠(yuǎn)程訪問和/或存取信息，可被遠(yuǎn)程控制和/或監(jiān)控，可進(jìn)行過程控制器229與其它系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。為了在轉(zhuǎn)移操作過程中使細(xì)胞的損失最小化，可期望在細(xì)胞懸浮液的處理過程中利用盡可能少的小室。因此，在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)200可省略優(yōu)化的細(xì)胞制劑小室210 及其連接的檢測器213，而在第一小室203內(nèi)將細(xì)胞懸浮液處理成期望的狀態(tài)以用于施用至基底。因此，幻影中顯示了該可選擇的實(shí)施方案的將小室203流體連接至施用裝置221的導(dǎo)管234。導(dǎo)管234可在泵235的驅(qū)動下將優(yōu)化的細(xì)胞懸浮液轉(zhuǎn)移至裝置221。在該更加簡化的形式中，系統(tǒng)200還可包括由泵218驅(qū)動的通過小室216將制劑給細(xì)胞懸浮小室203進(jìn)料的導(dǎo)管236。因此，可利用來自小室207的處理介質(zhì)和利用來自小室216的配制介質(zhì)處理細(xì)胞懸浮液組合物，全部都在單個(gè)小室203內(nèi)。對于利用各種介質(zhì)的隨后的處理步驟，可給小室203配備用于除去施用的介質(zhì)的裝置，例如上述濾器，或可在施用一定體積的來自小室207和/或216的處理介質(zhì)后除去液體或另外地濃縮細(xì)胞的其它裝置。在小室203內(nèi)處理和調(diào)整細(xì)胞懸浮液組合物后，可將裝置204用于確認(rèn)細(xì)胞懸浮液組合物具有在期望的范圍內(nèi)的細(xì)胞濃度，隨后可將組合物傳送至施用裝置221以施用至基底223。為了便于處理和操作，系統(tǒng)200可包括內(nèi)置有一些或全部本文中描述的組件的外殼237。參考圖10，顯示了另一種自動化細(xì)胞接種系統(tǒng)250的示意圖。系統(tǒng)250可用于制備可流動的細(xì)胞移植物，所述細(xì)胞移植物在某些實(shí)施方案中可利用微創(chuàng)技術(shù)例如通過針、導(dǎo)管或其它經(jīng)皮引入的遞送裝置來遞送。系統(tǒng)250包括與上文中描述的系統(tǒng)200 (圖9)共同的許多組件，所述組件在圖10中等同地編號，并且在此處不必再次描述。關(guān)于其它組件，系統(tǒng)250包括用于接收顆粒形式的基底、凝膠形式的基底或其前體材料或此類形式的組合(潛在地還與用于移植物的其它材料一起)的細(xì)胞生長基底輸入小室251。使用任選的閥門(未顯示)和在泵220的驅(qū)動下，通過導(dǎo)管219將處理的細(xì)胞懸浮液組合物與小室251中的細(xì)胞生長基底組合。使用任選的閥門(未顯示)和通過泵253驅(qū)動，將包含細(xì)胞和基底材料的來自小室251的制備的組合物通過經(jīng)由導(dǎo)管252的流動轉(zhuǎn)移至容器254。此類閥和/或泵220和253可在過程控制器229的控制之下。容器254可以是暫時(shí)連接至和流體連接至導(dǎo)管252的小室裝置，其可被移走以將細(xì)胞移植物材料轉(zhuǎn)移出系統(tǒng)250。容器254因此可以為小瓶、袋子或流體連接至導(dǎo)管252的其它容器。在某些實(shí)施方案中，容器254可以包含用于將細(xì)胞移植物組合物遞送至患者的遞送裝置或其組件。在一個(gè)實(shí)施方案中，容器254包括小室，示例性地，通過流體連接的針、導(dǎo)管或其它微創(chuàng)裝置將細(xì)胞移植物組合物從其強(qiáng)有力地排出以遞送至患者組織的注射器筒。系統(tǒng)250可以以流體連接至導(dǎo)管252以接收制備的可流動的細(xì)胞移植物材料的方式包括用于插入和配對此類容器254的結(jié)構(gòu)配對特征。小室251可配備有在小室251內(nèi)混合材料的裝置255。裝置255可包含完全位于小室251的外部但賦予小室251或其部分運(yùn)動以混合其中的組分的機(jī)械裝置。例如，這樣的裝置可以包括振動器、搖床、旋轉(zhuǎn)元件例如渦旋器或位于待混合的組分的流動路徑中的靜態(tài)混合器。裝置255還可包含位于小室251內(nèi)的機(jī)械裝置例如槳、攪棒或葉輪，這樣的機(jī)械裝置由馬達(dá)或其它裝置驅(qū)動，以攪拌小室251內(nèi)接收的可流動的組合物。裝置255還可包含在小室251內(nèi)部和外部的組件，例如驅(qū)動小室251內(nèi)的磁耦合的漿、攪拌棒或其它元件的外部移動(例如轉(zhuǎn)動式)磁體。裝置255可在過程控制器229的控制之下。除了提供小室251內(nèi)的 混合外，系統(tǒng)250可包括與小室251聯(lián)接的熱控制裝置256和/或與容器254聯(lián)接的熱控制裝置257，所述熱控制裝置可被操作以控制其中各自材料的溫度。熱控制裝置256、257可在過程控制器229的控制之下，并且可包括適當(dāng)?shù)臏囟葌鞲性蕴峁┊?dāng)前的溫度反饋?zhàn)x數(shù)來幫助調(diào)控溫度。熱控制裝置256可以是加熱元件和/或冷卻元件。在某些模式中，熱控制裝置256可被操作來控制小室251內(nèi)的材料的溫度，從而調(diào)節(jié)其粘度。舉例來說，小室251內(nèi)接收的細(xì)胞生長基底組合物可包含可膠凝的材料，并且熱控制裝置256可被操作來在材料與從導(dǎo)管219注入的細(xì)胞懸浮液組合之前和期間使材料維持在未膠凝的狀態(tài)。這樣，基底材料的較不粘的狀態(tài)將允許與細(xì)胞懸浮液材料更容易地混合。在該情形中，對于粘度隨溫度下降而增加的可膠凝材料，可操作熱控制裝置256以加熱小室251內(nèi)的材料。在這一點(diǎn)上，期望控制加熱以避免對細(xì)胞的任何顯著的熱損傷，例如當(dāng)細(xì)胞存在時(shí)加熱至低于約42°C的溫度。在某些實(shí)施方案中，選擇基底組合物內(nèi)的可膠凝材料以便其在37°C或略微更高的溫度下膠凝。為了與細(xì)胞懸浮液混合以獲得大體上均一的組合物，可將材料加熱至高于其膠凝點(diǎn)的溫度，但低于細(xì)胞將受到明顯損傷時(shí)的溫度(例如低于約42°C )。混合后，在遞送至患者之前和期間，可以例如使用熱控制裝置257將細(xì)胞/基底組合物維持在高于基底材料的膠凝溫度。這樣，在例如利用針或其它套管的遞送過程中提供了不太粘的(和更加可流動的)遞送狀態(tài)，但在遞送至患者(例如具有約37°C的正常體溫的人患者)后材料將膠凝，從而粘度增加，以促進(jìn)遞送的移植物材料在施用位置的維持?；蛘?，在混合以提供大體上的均一性后，可允許或引起細(xì)胞/基底材料在患者的外部膠凝(例如通過利用裝置256和/或257冷卻)，隨后可將其作為更粘的移植物進(jìn)行遞送。對于隨溫度升高而膠凝或另外地粘度增加的可膠凝的基底材料，可操作熱控制裝置256以冷卻小室251內(nèi)的材料。在這一點(diǎn)上，期望控制冷卻以避免對細(xì)胞的任何明顯的凍傷，例如冷卻至高于約0°C的溫度。在某些實(shí)施方案中，選擇基底組合物中的可膠凝材料以便其在約37°C的溫度下，與更低的溫度(例如約室溫(約25°C)或更低)相比較，膠凝或另外地粘度增加。為了與細(xì)胞懸浮液混合以獲得大體上均一的組合物，可利用裝置256冷卻材料以保持較不粘的狀態(tài)?；旌虾?，可在遞送之前和期間使用熱控制裝置256和/或257將細(xì)胞/基底組合物維持在冷卻狀態(tài)。這樣，在例如通過針或其它套管的遞送過程中提供更加可流動的狀態(tài)，但在遞送至患者(例如具有約37°C的正常體溫的人患者)后材料的粘度將增加，以促進(jìn)遞送的移植物材料在施用位置的維持?；蛘撸诨旌弦蕴峁┐篌w上的均一性后，可以例如使用裝置256和/或257加溫細(xì)胞/基底材料，或允許其在環(huán)境條件下加溫，以作為較粘的移植物進(jìn)行遞送。當(dāng)需要時(shí)(例如在與細(xì)胞的混合操作后)，除溫度外的條件也可用于使細(xì)胞生長基底材料膠凝。例如，可選擇隨PH增加而膠凝的膠原性材料。在小室251中進(jìn)行的混合操作過程中，可將基底/細(xì)胞組合物的PH維持在相對較低的水平上，在該水平上組合物維持更加可流動，且在該水平上細(xì)胞至少在混合期間可存活。舉例來說，這樣的pH可以在約4至約6. 5的范圍內(nèi)。在混合后,可增加組合物的pH以引起膠原性材料膠凝和增加移植物材料的粘度。這樣的PH調(diào)整可通過添加生物相容性堿或緩沖劑或兩者來實(shí)現(xiàn)。此類添加劑可從單元226中的小室提供，或從系統(tǒng)250提供的另一個(gè)試劑小室提供。組合物的混合后的PH可以例如在高于約6. 5直至約8的范圍內(nèi)。期望地，混合后pH將為適用于給患者施用的pH，在某些特定實(shí)施方案中其為約7至約7. 5。在將細(xì)胞生長基底材料與上述系統(tǒng)200或250中的細(xì)胞組合物組合后，可將接種的移植物材料立即給患者施用。在其它實(shí)施方案中，可將接種細(xì)胞的移植物材料離體溫育 至少一段足以實(shí)現(xiàn)至少一些細(xì)胞(期望地，顯著百分比的細(xì)胞，例如大于約20%的初始提供的細(xì)胞)附著至細(xì)胞生長基底的時(shí)間。這樣的細(xì)胞-附著溫育期可具有I分鐘直至約5小時(shí)，在特定的實(shí)施方案中約5分鐘直至約3小時(shí)的持續(xù)時(shí)間。在此期間，將組合物維持在這樣的條件下，在所述條件下組合物中的細(xì)胞，至少部分地通過其天然能力附著至表面，附著至細(xì)胞生長基底片層、顆?；蚪M合的組合物中的其它材料?？蛇M(jìn)行細(xì)胞附著期或周期，在此期間初始提供的細(xì)胞的數(shù)目未經(jīng)歷顯著擴(kuò)增，例如其中相比于最初與細(xì)胞生長基底組合的組合物，組合物具有不超過10%更多的活細(xì)胞，以及在某些實(shí)施方案中，其中與最初與細(xì)胞生長基底組合的數(shù)目相比較，組合物具有基本上相同數(shù)目的細(xì)胞或更少的細(xì)胞。在自動化系統(tǒng)250中制備可流動的移植物材料時(shí)，在上述細(xì)胞附著期中，可以任選地連續(xù)或周期性攪拌組合物，例如使用混合裝置255。在具體的實(shí)施方案中，混合裝置255可用于在細(xì)胞附著周期中周期性溫和地?cái)嚢杞M合物，且相對靜止的細(xì)胞附著期可在攪拌期之間發(fā)生。例如，多個(gè)非攪拌期可各自具有約3分鐘至約20分鐘的持續(xù)時(shí)間，被溫和進(jìn)行的更短的例如約10秒至5分鐘的攪拌期中斷，從而使另外的懸浮的游離細(xì)胞與細(xì)胞生長基底顆?；虿牧辖佑|但避免已附著至基底材料的細(xì)胞顯著排出。在上述小室251內(nèi)接種基底和溫育一段時(shí)間的過程中和/或之后，系統(tǒng)250可評估可流動的基底細(xì)胞/基底混合物，以確定是否大量的非基底附著的細(xì)胞保留在混合物的懸浮介質(zhì)中。這可以例如通過在收集后過濾樣品以除去具有附著的細(xì)胞的基底材料，僅留下游離地懸浮在懸浮介質(zhì)中的細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)。隨后可將游離懸浮的細(xì)胞轉(zhuǎn)移至檢測器213或另一個(gè)獨(dú)立地檢測器，并利用Coulter原理、光散射或用于計(jì)數(shù)細(xì)胞的另一種裝置計(jì)數(shù)細(xì)胞，如本文中所描述的。在另一種模式中，可獲取來自小室251的完整介質(zhì)的樣品，并利用Coulter原理、光散射或另一種裝置來進(jìn)行測試(例如包括顆?；住腋〗橘|(zhì)和細(xì)胞)。介質(zhì)的評估值(例如，散射或電阻)將根據(jù)附著的(例如附著至基底顆粒)對游離懸浮的細(xì)胞的百分比而變化，從而評估值可與可接受水平的細(xì)胞至基底的附著相關(guān)聯(lián)。如果過度多的細(xì)胞在懸浮介質(zhì)中保持游離，則可將基底和細(xì)胞再溫育一段時(shí)間以使細(xì)胞附著。如果無細(xì)胞或足夠少的細(xì)胞在懸浮介質(zhì)中保持游離，則可將接種的基底材料從小室251取出，將其給患者施用。與系統(tǒng)200 —樣，系統(tǒng)250可任選地產(chǎn)生信號，例如可視(例如在顯示裝置232上)和/或可聽信號，以指示小室251內(nèi)的接種的基底材料已可以用于給患者施用。所有這些操作可在過程控制器229的指導(dǎo)之下。在上文中公開的系統(tǒng)200和250中，所述的小室可以通過任何適當(dāng)?shù)陌才艁硖峁?，包括例如袋、小瓶、通道、塑料容器等。所述的?dǎo)管可以由適當(dāng)?shù)墓艿?、通過系統(tǒng)的更大的塑料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的管腔或任何其它適當(dāng)?shù)陌才艁硖峁Ｍ瑯拥?，?yīng)理解，可在小室和/或?qū)Ч軆?nèi)提供閥門，以與泵或其它材料轉(zhuǎn)移裝置協(xié)同作用以選擇性允許或阻止流動(視情況而定)。鑒于本文中的公開內(nèi)容，此類和其它物理系統(tǒng)特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是易于想到的。系統(tǒng)200和250可被構(gòu)造來在植入患者之前提供細(xì)胞移植物材料的相對短的停留時(shí)間(例如直至約3小時(shí))。此類構(gòu)造通常被設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞至基底的附著而無細(xì)胞數(shù)目的任何顯著擴(kuò)增(例如無細(xì)胞數(shù)目的擴(kuò)增，或少于10%的細(xì)胞數(shù)目的增加)。然而，系統(tǒng)200和250可在某些實(shí)施方案中被構(gòu)造來進(jìn)行細(xì)胞移植物材料的更長時(shí)間的溫育和培養(yǎng)以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞數(shù)目的擴(kuò)增(與最初接種至基底的數(shù)目相比較)，例如大于20 %的細(xì)胞數(shù)目的增力口，在一些實(shí)施方案中大于100%的增加。為了這些目的，系統(tǒng)200和250還可包括用于在培養(yǎng)期中對基底施加力例如剪切力、應(yīng)變力(strain force)或張力的機(jī)械裝置。這些力可在溫育/培養(yǎng)期中影響接種的細(xì)胞的生長和分化，導(dǎo)致與在所述力不存在的情況下溫育/培養(yǎng)的相同細(xì)胞相比，不同的蛋白質(zhì)表達(dá)模式。這樣，可增強(qiáng)細(xì)胞移植物在患者中的給定的終用途。
同樣地，在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)200或250可包括與小室222分離的第二細(xì)胞溫育小室?？稍诘诙∈抑信囵B(yǎng)與在小室222中溫育的細(xì)胞不同的細(xì)胞，以分泌信號分子例如激素、細(xì)胞因子、生長因子等，所述信號分子被轉(zhuǎn)移至小室222。信號分子可與于小室222中培養(yǎng)的細(xì)胞接觸，例如以調(diào)節(jié)它們的生長或分化。信號分子從第二溫育小室轉(zhuǎn)移至小室222的轉(zhuǎn)移可以例如通過將它們泵送通過導(dǎo)管，通過流動穿過膜或其它方式來實(shí)現(xiàn)。在一些形式中，信號分子可有效地驅(qū)動更高百分比的在小室222中培養(yǎng)的干細(xì)胞或祖細(xì)胞沿著給定的分化途徑進(jìn)行。第二細(xì)胞溫育小室的控制可通過過程控制器229或通過任選地與過程控制器229通信的分開的過程控制器來實(shí)現(xiàn)，如上文中所描述的。顆粒狀多細(xì)胞/基底移植物材料在某些實(shí)施方案中，提供了可流動的細(xì)胞移植物材料，所述材料包括懸浮在液體介質(zhì)中的多細(xì)胞主體，其中所述主體各自包含具有附著至其上的細(xì)胞的細(xì)胞生長基底顆粒。基底顆?？删哂屑s20微米至約2000微米，在某些實(shí)施方案中約100至約1000微米的最大橫截面尺寸?；最w?？稍诔叽缟媳舜讼鄬Φ卮篌w上均一，例如具有彼此相差在約20%或10%內(nèi)的最大橫截面尺寸，或在尺寸上彼此相對地可發(fā)生變化(例如具有一些較小的顆粒和一些較大的顆粒，通過混合兩種或更多種大體上均一的顆粒群體而產(chǎn)生的潛在受控的總?cè)后w，其中群體具有相對于彼此不同的尺寸)。在有利的變體中，基底顆粒以片層形式存在，并且可具有約20至約2000，更優(yōu)選約20至約500微米的片層厚度，和/或大于片層厚度并且在約25至約2500微米，更優(yōu)選約100至約1000微米的范圍內(nèi)的在片層的平面中考慮的最大橫截面軸長度(例如高度或?qū)挾?。片層厚度可在約20至1000微米的范圍內(nèi)，和/或在某些實(shí)施方案中，在片層的平面中考慮的最大橫截面軸長度可在約100至約1500微米的范圍內(nèi)。此外或可選擇地，當(dāng)在片層的平面中考慮時(shí)，基底顆粒可以是相對圓的或緊湊的，與長的和纖維狀的相反?；最w粒可具有彼此規(guī)則的或彼此不規(guī)則的形狀。在某些實(shí)施方案中，顆?？梢允蔷哂写篌w上圓形、橢圓形和/或多邊形(例如具有3至10條邊，例如三角形、正方形或另外地矩形、五邊形、六邊形等)形狀的片層形式顆粒。例如，組合物中的基底顆粒或顯著百分比的基底顆粒(例如，高于約25% )，當(dāng)在片層的平面中考慮時(shí)，可具有這樣的最大橫截面尺寸軸，該軸不超過在與最大橫截面尺寸軸垂直并且以最大橫截面尺寸軸為中心的線上獲取的橫截面尺寸軸的長度的約2倍；優(yōu)選，至少約50%的基底顆粒具有該特征，更優(yōu)選至少約70%的基底顆粒具有該特征。此類顆粒狀細(xì)胞生長基底材料也構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方案，其單獨(dú)地(例如作為無細(xì)胞組織移植物材料)或與本文中描述的細(xì)胞組合物組合使用。可從基底材料的更大片層切取上述小的片層形式的基底顆粒。在某些實(shí)施方案中，基底材料的更大片層為從組織來源收獲的并且脫細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)片層材料，如本文中描述的?？墒褂脵C(jī)械工具例如穿孔器或模具，或通過使用激光切割，或使用任何其它適當(dāng)?shù)难b置從更大的ECM片層切取具有上述特征的片層形式的顆粒。在期望的實(shí)施方案中，所使用的切割方法將不會消除天然生物學(xué)活性ECM的特征或天然生物學(xué)活性ECM分子，當(dāng)該特征或此類分子存在于待加工的更大的起始ECM片層中時(shí)，如在本文中更詳細(xì)地描述的。此外，待加工的ECM片層和所得的ECM片層顆?？稍谄瑢硬牧系囊粋?cè)或兩側(cè)具有保留的天然上皮基底膜和/或在片層的一側(cè)或兩側(cè)具有生物合成地沉積的基底膜組分。為了在片層的兩側(cè)上提供天然上皮基底膜，可將兩個(gè)分離的脫細(xì)胞ECM層(各自具有單個(gè)基底膜側(cè)和
對側(cè))以基底膜側(cè)朝外的方式彼此堆疊并且融合或鍵合。隨后可處理所得的雙層片層以形成如上所述的片層形式的顆粒。為了制備具有沉積的非天然基底膜組分的顆粒，可通過在兩側(cè)上生長上皮、內(nèi)皮或其它細(xì)胞以沉積基底膜組分來?xiàng)l件化脫細(xì)胞的ECM片層。隨后可除去細(xì)胞，而留下基底膜組分，隨后處理片層以制備如上所述的片層形式的顆粒。圖11提供了示例性的極小的ECM “點(diǎn)”(從更大的ECM片層激光切割的)的數(shù)字圖像。在該特定的實(shí)例中，使用的ECM片層為單層豬小腸粘膜下層，這可從Cook BiotechIncorporated, West Lafayette, Indiana, USA獲得。如可以看到的，片層平面中的最大橫截面軸的長度為約505微米，而在與所述最大橫截面軸垂直并且以其為中心的線上獲取的橫截面軸的長度為約413微米。因此，這兩個(gè)長度尺寸彼此相差在約25 %以內(nèi)，從而提供了緊湊的片層顆粒結(jié)構(gòu)。其中大于約50%的顆粒在長度尺寸上顯示該水平的對應(yīng)性的ECM顆粒組合物在使用時(shí)可以是特別有益的，特別地在大于約50%的顆粒在片層平面中具有在約100至約1000微米的范圍內(nèi)的最大橫截面軸的情況下。為了制備接種細(xì)胞的移植物組合物，可以例如使用上述系統(tǒng)250將上述顆粒狀生長基底與細(xì)胞制劑組合。對于可流動的移植物，可將顆粒狀生長基底懸浮在液體介質(zhì)例如含水介質(zhì)中。在施用之前，可在細(xì)胞附著周期例如上述的任何周期中溫育移植物組合物。顆粒狀細(xì)胞生長基底的尺寸和相對平的緊湊形狀提供了有利的懸浮和細(xì)胞附著特征，所述特征在使用柔軟基底材料例如細(xì)胞外基質(zhì)片層材料時(shí)也可得到增強(qiáng)。為了給患者施用，可將可流動的接種細(xì)胞的移植物載入注射器或其它遞送裝置，且移植物被遞送至被靶向以進(jìn)行移植的組織。舉例來說，參考圖11，顯示了包括裝載在注射器302中的可流動的細(xì)胞移植物組合物301的醫(yī)療裝置300。細(xì)胞移植物組合物301包括多個(gè)脫細(xì)胞主體303，所述主體303包括基質(zhì)顆粒304(如此處和上文中描述的)和附著至每一個(gè)基質(zhì)顆粒304的細(xì)胞305的群體。在某些實(shí)施方案中，細(xì)胞305形成覆蓋基質(zhì)顆粒304的基本上匯合的細(xì)胞層。細(xì)胞化的主體303懸浮在液體介質(zhì)306例如任選地包含用于細(xì)胞的營養(yǎng)物的含水介質(zhì)(其在生理上與人或其它患者相容)中。細(xì)胞移植物組合物301是可流動的并且接收于注射器302的筒307中。柱塞308接收于筒307內(nèi)并且可按照線性驅(qū)動操作來驅(qū)動組合物301通過流體連接的針309并且流出其開口 310。醫(yī)療裝置300因而可用于將組合物301施用入患者的組織。在某些優(yōu)選實(shí)施方案中，靶組織需要血管重建，細(xì)胞移植物主體303包括能夠形成血管的細(xì)胞305，例如內(nèi)皮細(xì)胞或內(nèi)皮祖細(xì)胞，在某些實(shí)施方案中包括本文中描述的內(nèi)皮集落形成細(xì)胞。在注射入靶組織后，基質(zhì)顆粒304將幫助細(xì)胞305保留在靶區(qū)域中。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，顆粒304是本文中描述的細(xì)胞外基質(zhì)顆粒。具有凝膠包被的基質(zhì)基底的細(xì)胞移植物本發(fā)明的細(xì)胞移植物可具有多孔基質(zhì)細(xì)胞生長基底，其至少部分被凝膠例如細(xì)胞外基質(zhì)凝膠包被，且細(xì)胞被摻入凝膠內(nèi)部，凝膠表面上或兩者?？稍谂c細(xì)胞混合之前、之后或過程中或這些時(shí)間的任意組合中將凝膠應(yīng)用于多孔基質(zhì)基底。凝膠可包含增強(qiáng)細(xì)胞附著至基底的能力的物質(zhì)，例如纖連蛋白、層粘連蛋白、膠原I或其它材料。當(dāng)用于具有細(xì)胞的混合物時(shí)，可以以較不粘的形式(例如未膠凝的狀態(tài))施用凝膠或凝膠的前體材料以促進(jìn)對基底的施用，并且需要時(shí)，與細(xì)胞一起滲透入基底的多孔網(wǎng)絡(luò)。因此，凝膠或可膠凝的前體可被允許或使得能夠膠凝，或另外地增加粘度以促進(jìn)凝膠和其中攜帶的細(xì)胞快速附著至多孔基質(zhì)基底。在某些實(shí)施方案中，凝膠包含細(xì)胞外基質(zhì)凝膠，例如2007年4月12日公 布的美國專利申請公開案US20070082060、2004年8月25日提交的公布的美國專利申請No. 10/569，218 (所述專利申請通過引用整體并入本文)中描述的。因此，凝膠可包括通過用酸和/或酶降解ECM組織(例如本文中描述的)而制備的ECM水解物組合物，該組合物可在將PH升高至約6. 8至約8和/或在將材料的溫度升高至約37°C后膠凝。此類組合物可包含起始ECM材料的天然膠原和天然(內(nèi)源)生物學(xué)活性非膠原組分例如生長因子、糖胺聚糖、蛋白聚糖和/或其它材料，如在下文中結(jié)合ECM材料描述的。上文描述的系統(tǒng)200可用于制備此類具有凝膠包被的基質(zhì)基底的細(xì)胞移植物。例如，可使用施用裝置221將凝膠或凝膠前體施用至基底223。為了在細(xì)胞之前施用凝膠材料，可從預(yù)條件化介質(zhì)單元226給料凝膠或凝膠前體，將其施用至基底223。為了在施用至基底之前將細(xì)胞與凝膠或凝膠前體組合，可通過在從施用裝置221釋放之前組合來自導(dǎo)管219和227的進(jìn)料來在線混合細(xì)胞與凝膠材料，或可在注入至施用裝置221之前將細(xì)胞材料與凝膠或凝膠前體在預(yù)條件化介質(zhì)單元226的小室內(nèi)或另一個(gè)小室內(nèi)組合。需要時(shí)，還可通過系統(tǒng)220提供溫度和/或pH控制以在施用的材料與基底223接觸后促進(jìn)所述材料的粘度增加。舉例來說，為了進(jìn)行PH調(diào)整，可緊在施用至基底223之前將一定量的堿性物質(zhì)例如NaOH與細(xì)胞/凝膠前體組合物組合，由此材料的完全膠凝化可被充分延遲以便施用至基底223和隨后硬化?；蛘撸衫脡A性物質(zhì)或緩沖物質(zhì)預(yù)條件化基底223以在與基底223接觸后中和和升高較酸性的細(xì)胞/凝膠前體材料的pH。此外，可在對基底223施用之前和/或之后通過加熱元件來升高細(xì)胞/凝膠前體材料的溫度。此類和其它凝膠形成條件的調(diào)整可由系統(tǒng)200自動化進(jìn)行。細(xì)胞移植物纖絲在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了細(xì)胞移植物，其包括以伸長的纖絲形式存在的細(xì)胞生長基底(細(xì)胞群沿纖絲附著)。在此類實(shí)施方案中，纖絲可具有至少約1mm，例如在某些實(shí)施方案中在約I至約30mm，或約5至約30mm的范圍內(nèi)的長度。纖絲還可具有約20微米至約2mm或約100微米至約Imm的最大橫截面尺寸。本文中描述的細(xì)胞外基質(zhì)基底對于此類目的是優(yōu)選的。為了制備此類細(xì)胞移植物，可以例如在自動化系統(tǒng)例如本文中描述的系統(tǒng)200或系統(tǒng)250中，在包含期望的細(xì)胞的細(xì)胞懸浮液存在的情況下溫育伸長的基底，進(jìn)行至少足以使細(xì)胞附著至基底的一段時(shí)間。參考圖12，顯示了顯示幾個(gè)細(xì)胞化的纖絲移植物的示意圖。每一個(gè)細(xì)胞化的纖絲移植物320包括伸長的細(xì)胞生長基底321和一群附著至基底321的細(xì)胞322。細(xì)胞322在某些實(shí)施方案中可形成覆蓋細(xì)胞生長基底321的基本上匯合的層。為了實(shí)現(xiàn)該目的，可將充足的初始提供的細(xì)胞附著至基底321以形成層，或可接種基底纖絲320，隨后將其充分培養(yǎng)以形成基本上匯合的層。在使用時(shí)，可以將細(xì)胞化的纖絲移植物320逐個(gè)地引入進(jìn)行治療的部位，例如通過將每一根細(xì)胞化的纖絲移植物320縱向保持在針腔中，將針插入期望的靶組織，隨后利用流體壓力從針驅(qū)動移植物320。移植物320從而將細(xì)胞322分配在靶組織的整個(gè)伸長的區(qū)域。這可以是有用的，例如在期望該區(qū)域的脈管壁血管發(fā)育的情況下。為了此類目的，可使用形成血管的細(xì)胞，例如內(nèi)皮細(xì)胞或內(nèi)皮祖細(xì)胞，包括ECFC細(xì)胞，如本文中描述的。在可選擇的實(shí)施方案中，可在注射器內(nèi)提供包含多個(gè)伸長的纖絲移植物320的可流動的細(xì)胞移植物懸浮液，并將其注射入靶組織。除使用伸長的移植物320而非相對更緊湊的顆粒狀細(xì)胞移植物主體303或使用兩者外，此類懸浮液和用于遞送其的醫(yī)療產(chǎn)品可與圖11中描述的產(chǎn)品300相似。
現(xiàn)參考圖12A，顯示了本發(fā)明的另一個(gè)細(xì)胞化的纖絲移植物320A。移植物320A可具有與上述移植物320相同的特征，包括伸長的纖絲基底321A和一群附著至基底的細(xì)胞322A。移植物320A還包括患者組織-嚙合錨定元件，其在示例性實(shí)施方案中顯示為具有莖324A和組織嚙合倒鉤末端325A的倒鉤或鉤323A。示例性實(shí)施方案中的倒鉤323A或其它錨定元件連接至纖絲基底321A的末端上或其附近。該連接可以是通過系(tying)、熔接(welding)、粘合、與其形成整體或任何其它適當(dāng)?shù)姆绞?。在某些?shí)施方案中，錨定元件例如倒鉤323A在一個(gè)方向上比在相反方向上更大地阻礙通過組織。這可以例如利用定向倒鉤325A來實(shí)現(xiàn)。倒鉤323A或其它錨定元件可由永久性材料或由生物可吸收的材料制造。舉例來說，永久性或生物可吸收的材料可由金屬或聚合物材料制造。適當(dāng)?shù)纳锟晌盏木酆衔锇ㄒ掖妓岬木酆衔?、乳酸的聚合物或乙醇酸與乳酸的共聚物，聚己酸內(nèi)酯，以及其它已知的材料。在使用時(shí)，倒鉤323A或其它錨定元件將在移植物320A植入患者的組織例如肌肉或其它組織后阻礙移植物320A的遷移。現(xiàn)參考圖12B，在一個(gè)使用模式中，可將移植物320A與遞送套管326A例如針套管組合。在一個(gè)形式中，移植物320A可具有在套管326A的管腔328A中接收的全部或部分纖絲基底320A。同樣地，倒鉤元件323A可部分或完全地接收在套管326A中，或者，倒鉤323A可完全存在于套管326A外，例如在其遠(yuǎn)端攜帶。在示例性實(shí)施方案中，莖324A或至少其部分接收在套管326A的遠(yuǎn)端區(qū)域的管腔內(nèi)，并且倒鉤末端325A位于套管326A的穿透組織的遠(yuǎn)端尖端327A (例如針尖)之外。通過利用在該條件下組合的裝置，可將套管326A和倒鉤325A用于穿透入患者的被靶向以接收移植物320A的組織(通過穿透患者皮膚“S”，隨后驅(qū)動其至下面組織的期望深度)。此后，當(dāng)對套管326A施用撤回力時(shí)，例鉤尖端325A將嚙合患者的組織并且阻止回撤，然而套管326A被撤出，從而當(dāng)撤出套管326A時(shí),從管腔328A遞送了移植物320A。移植物320A隨后被留下植入患者，并且在某些實(shí)施方案中細(xì)胞群體322A可在患者的治療中增殖。在一些發(fā)明變型中，細(xì)胞群體322A包括內(nèi)皮細(xì)胞和/或內(nèi)皮祖細(xì)胞，包括例如本文中描述的內(nèi)皮集落形成細(xì)胞。待治療的和其中植入移植物320A的組織可以是需要血管發(fā)育的組織，例如心肌的局部缺血組織或因臨界性肢體缺血導(dǎo)致的局部缺血組織。在此類使用中，可將細(xì)胞群體322A植入定位在沿著基底321A的伸長的區(qū)域中，并且所述細(xì)胞群體可沿著伸長的植入?yún)^(qū)域產(chǎn)生血管。然而，應(yīng)理解，可使用其它類型的細(xì)胞群體322A，并且可使用纖絲移植物320A治療其它疾病、缺陷或病況。具有堆疊的基底層的細(xì)胞移植物本發(fā)明的細(xì)胞移植物還可包括以堆疊的構(gòu)型存在的多個(gè)細(xì)胞生長基底片層(細(xì)胞群體插在堆疊的片層之間)，并且潛在地還提供構(gòu)建體的最外層。為了制備此類移移植物，可以用細(xì)胞接種第一細(xì)胞生長基底層，例如通過將包含細(xì)胞懸浮液的液體薄膜施用至片層的至少一側(cè)。隨后可將第二基底層堆疊在第一基底層的已接收液體薄膜的一側(cè)上，然后將另一個(gè)細(xì)胞液體薄膜施用至第二基底層的暴露的側(cè)面。必要時(shí)可重復(fù)該過程以提供堆疊的基底構(gòu)建體，細(xì)胞均勻地或區(qū)域性分配在構(gòu)建體的整個(gè)厚度中。圖13提供了一個(gè)這樣的堆疊的移植物構(gòu)建體330的示意圖。構(gòu)建體330包括多個(gè)堆疊的細(xì)胞生長基底層331，期望地收獲、純化的細(xì)胞外基質(zhì)組織片層，如本文所述。堆疊的層331可部分或完全地彼此重疊。在片層331之間提供了各自包含一群細(xì)胞333的細(xì)胞層332，并且任選地還在構(gòu)建體330的最外表面提供細(xì)胞層332。在植入之前，可將構(gòu)建體330溫育至少足以使細(xì)胞附著至片層331的一段時(shí)間，這可促成構(gòu)建體作為整體移植物單位的穩(wěn)定性。在一個(gè)可選擇的實(shí) 施方案中，在培養(yǎng)期間溫育構(gòu)建體330以擴(kuò)增初始接種的細(xì)胞群體。同樣地，在構(gòu)建體330的制造過程中，在將細(xì)胞333施用至片層331之前，可用血液組分例如血清或血清蛋白質(zhì)和/或用其它培養(yǎng)介質(zhì)組分例如營養(yǎng)物、鹽等預(yù)條件化片層331?？稍谧詣踊到y(tǒng)例如圖9的系統(tǒng)200中制備堆疊的細(xì)胞移植物構(gòu)建體例如構(gòu)建體330。為此，可在小室222中提供第一基底片層331，隨后可將施用裝置221用于將經(jīng)處理的細(xì)胞懸浮液施用至片層331的上表面。隨后可將第二基底片層331覆蓋至第一片層上，隨后將施用裝置221用于將額外量的細(xì)胞懸浮液施用至第二片層331?？芍貜?fù)該過程多次，例如2、3、4或5次。此外，可從介質(zhì)單元226提供預(yù)條件化介質(zhì)，將其施用至各個(gè)片層331，隨后施用細(xì)胞懸浮液。可由用戶手工地或使用由系統(tǒng)200提供的自動化進(jìn)料機(jī)械裝置依次將第一、第二和隨后的片層地置于小室222內(nèi)。圖17顯示了本發(fā)明的具有堆疊的生長基底片層的細(xì)胞移植物的另一個(gè)實(shí)施方案。細(xì)胞移植物380包括第一細(xì)胞生長基底片層381 (期望地本文描述的任何細(xì)胞外基質(zhì)層)和沉積在片層381的表面上的細(xì)胞材料382。細(xì)胞材料382可包括本文描述的任何細(xì)胞以及可流動的細(xì)胞生長材料或基底例如本文中描述的顆粒狀細(xì)胞生長基底和/或本文中描述的凝膠細(xì)胞生長基底材料。在材料382沉積在片層381的表面上后，將第二細(xì)胞生長基底片層383覆蓋在材料382上以產(chǎn)生堆疊的或夾心的細(xì)胞移植物。圖18舉例說明了本發(fā)明的細(xì)胞移植物的另一個(gè)實(shí)施方案。移植物390包括具有多個(gè)其中界定的并且僅延伸通過片層391的部分厚度的孔392的第一細(xì)胞生長基底片層391。細(xì)胞材料393沉積在孔392內(nèi)。細(xì)胞材料393可以例如僅為細(xì)胞群體或可以為與可流動的細(xì)胞生長材料(例如顆?；谆蛐纬赡z的基底或其組合)組合的細(xì)胞，如在本文中進(jìn)一步描述的。將第二細(xì)胞生長基底片層394覆蓋在第一片層391上以覆蓋填充的孔392和任選地至少暫時(shí)將細(xì)胞材料391捕獲在孔392內(nèi)。細(xì)胞生長基底片層391和/或394以及某些實(shí)施方案為本文中描述的ECM層的任一種。具有導(dǎo)流層的細(xì)胞生長基底制品本發(fā)明還提供了包括被第二材料覆蓋或封裝的細(xì)胞生長基底材料的制品，所述第二材料對流體例如含水細(xì)胞組合物的滲透性不如細(xì)胞生長基底材料高，其中覆蓋或封裝材料可幫助指導(dǎo)細(xì)胞流體流動通過細(xì)胞生長基底材料的長度或厚度以幫助將細(xì)胞分配在整個(gè)材料中。參考圖14，顯示了細(xì)胞生長基底制品340，其包括細(xì)胞生長基底材料341例如本文中公開的任何細(xì)胞生長基底材料，和包封細(xì)胞基底材料341的滲透性或半透性封裝材料342。封裝材料342可界定第一開口 343和與第 一開口 343間隔的第二開口 344。在某些實(shí)施方案中，開口 343和344存在于細(xì)胞生長基底材料341的相對側(cè)。此外，在可選擇的實(shí)施方案中可提供多個(gè)開口 343和/或344。在使用中，可將制品340連接至液體細(xì)胞懸浮液的來源，使懸浮液在壓力下進(jìn)入開口 343，從而驅(qū)動細(xì)胞懸浮液材料通過細(xì)胞生長基底341，以使細(xì)胞能夠附著或駐留在基底341內(nèi)。細(xì)胞懸浮液的流體可通過開口 344離去，減少至少一些初始細(xì)胞。任選地，可將離開開口 344的流體通過開口 343再循環(huán)回來以將至少一些剩余的細(xì)胞接種在基底341內(nèi)。細(xì)胞生長基底材料341可以是本文中描述的任何整體的、顆粒的或其它細(xì)胞生長基底材料。封裝材料342可植入在患者中，或可以是可在接種細(xì)胞后植入細(xì)胞生長基底341前移除的不期望用于植入的材料。封裝材料342可以例如是天然或合成的聚合材料，其可以是永久性的或植入后生物可吸收的。生物可吸收的合成的聚合物例如本文中其它地方公開的那些，可用于封裝材料342。參考圖15,顯不的是本發(fā)明的另一種細(xì)胞生長基底制品。制品350包括細(xì)胞生長基底351例如本文中公開的任何細(xì)胞生長基底，和其中接收材料351的第一封裝材料352。封裝材料352對其中懸浮細(xì)胞或?qū)⒁獞腋〖?xì)胞的液體例如水或另一種含水介質(zhì)的滲透性不如基底材料351高。封裝材料352可以例如是其中接收材料351的塑料或其它聚合物托盤。托盤或其它封裝材料352可界定第一開口 353和與第一開口 353間隔的第二開口 354。第二封裝材料355覆蓋并且密封由托盤或其它材料352界定的開口。封裝材料355可以例如為可從托盤或其它封裝材料352剝離的聚合薄膜。為了這些目的，薄膜或其它材料355可包括暴露的和可抓住的部分356 (期望地在其外周)，該部分可被抓住并且用于將材料355剝離托盤或其它材料352以打開由托盤和其它材料352界定的開口，并暴露細(xì)胞生長基底351以便取出。這樣，在細(xì)胞接種操作(例如上文結(jié)合圖14描述的操作)的過程中，材料355將維持對材料352的密封，從而封閉細(xì)胞生長基底351以幫助將流體從開口 353導(dǎo)向開口 354，以將細(xì)胞接種在材料351的內(nèi)部空間。在接種過程后，可將封裝材料355從材料352剝離，將接種的基底351取出以植入患者?，F(xiàn)參考圖16,顯不了細(xì)胞生長基底制品360的另Iv實(shí)施方案。制品360在許多方面與上述制品350相似，從而具有相應(yīng)地編號的特征(除在“360”系列中外)。制品360還包括與至少流體入口 363相關(guān)，優(yōu)選地與該入口和流體出口 364都相關(guān)的流體分配特征。期望地，這些特征促進(jìn)流體大體上活塞式流動通過制品360，塞子具有大體上以基底361的橫截面的形狀存在的橫截面尺寸。這可幫助將細(xì)胞均勻地分配通過基底361。為了這些目的，托盤或其它封裝材料362界定導(dǎo)水壁(diverting wall) 367和368，所述導(dǎo)水壁，隨著它們離開開口 363并且朝向細(xì)胞生長基底361的周圍，岔開。期望地，導(dǎo)水壁367和368的內(nèi)表面在細(xì)胞生長基底361的外周上大體上岔開至兩個(gè)點(diǎn)。這樣，流體進(jìn)口 363將充滿基底361的近端的確定的空隙369，隨后流體進(jìn)口 363的壓力將均勻地分配并且引起在其整個(gè)橫截面尺寸上通過基底361的明顯的活塞式流動。隨后通過基底361的流體將在由壁371和372界定的空隙373中收集，所述壁371和372會聚于出口 364的方向。根據(jù)本發(fā)明，涉及了這些和其他特征，用于促進(jìn)穿過制品360內(nèi)的基底361的明顯的活塞式流動。用于本發(fā)明實(shí)施方案中的細(xì)胞生長基底材料如上文中所指出的，本發(fā)明的和用于本發(fā)明的細(xì)胞生長基底可包含細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)組織。ECM組織可獲自溫血脊椎動物例如羊、牛或豬動物。例如，適當(dāng)?shù)腅CM組織包括，含有粘膜下層、腎小囊膜(renalcapsule membrane)、真皮膠原、硬膜、心包膜、闊筋膜、漿膜、腹膜或基底膜層(包括肝基底膜)的那些。用于此類目的的適當(dāng)?shù)恼衬は聦硬牧习ɡ?，腸粘膜下層包括小腸粘膜下層、胃粘膜下層、膀胱粘膜下層和子宮粘膜下層。用于本發(fā)明的包含粘膜下層(潛在地與其它伴隨的組織一起)的ECM組織可通過收獲此類組織的來源，并將包含粘膜下層的基質(zhì)與平滑肌層、粘膜層和/或在組織來源中存在的其它層分層來獲得。豬組織來源是從其收獲ECM組織包括含有粘膜下層的ECM組織的優(yōu)選來源。ECM組織，當(dāng)用于本發(fā)明時(shí)，優(yōu)選地進(jìn)行脫細(xì)胞和高度純化，例如，如Cook等人的美國專利No. 6，206, 931或注明日期2008年11月20日的美國專利申請公布·No. US2008286268，2008年7月23日提交的公布的美國專利申請系列No. 12/178，321 (其全部通過引用整體并入本文)中所描述的。優(yōu)選的ECM組織材料將顯示低于約12個(gè)內(nèi)毒素單位(EU)/克，更優(yōu)選低于約5EU/克，最優(yōu)選低于約IEU/克的內(nèi)毒素水平。作為另外的參數(shù)選擇，粘膜下層或其它ECM材料可具有低于約I個(gè)集落形成單位(CFU)/克，更優(yōu)選低于約O. 5CFU/克的生物負(fù)荷量。類似地期望真菌水平較低，例如低于約ICFU/克，更優(yōu)選低于約O. 5CFU/克。核酸水平優(yōu)選低于約5 μ g/mg，更優(yōu)選低于約2 μ g/mg，病毒水平優(yōu)選低于約50噬斑形成單位(PFU)/克，更優(yōu)選低于約5PFU/克。美國專利No. 6，206, 931或美國專利申請公布No. US2008286268中教導(dǎo)的粘膜下層或其它ECM組織的此類和另外的特征可以是本發(fā)明中使用的任何ECM組織的特征。在某些實(shí)施方案中，用作或用于細(xì)胞生長基底的ECM組織材料為從組織來源分離的具有片層結(jié)構(gòu)的膜組織。ECM組織可以，如所分離的，具有約50至約250微米(當(dāng)完全水合時(shí))，更常見地約50至約200微米(當(dāng)完全水合時(shí))的層厚度，雖然也可獲得和使用具有其它厚度的分離的層。這些層厚度可隨用作組織來源的動物的種類和年齡而變化。同樣地，這些層厚度可隨獲自動物來源的組織的來源而變化。期望地，所使用的ECM組織材料保留來自來源組織的結(jié)構(gòu)性微結(jié)構(gòu)，包括非隨機(jī)取向的結(jié)構(gòu)性纖維蛋白例如膠原和/或彈性蛋白。此類非隨機(jī)膠原和/或其它結(jié)構(gòu)性蛋白纖維在某些實(shí)施方案中可提供這樣的ECM組織，其在拉伸強(qiáng)度上不是各向同性的，從而在一個(gè)方向上具有與在至少一個(gè)其它方向上的拉伸強(qiáng)度不同的拉伸強(qiáng)度。ECM組織材料可包括一種或多種對于ECM組織材料的來源來說是天然的并且通過處理保留在ECM組織材料中的生物學(xué)活性試劑。例如，粘膜下層或其它可重塑的(remodelable) ECM組織材料可保留一種或多種天然生長因子，例如但不限于堿性成纖維細(xì)胞生長因子(FGF-2)、轉(zhuǎn)化生長因子β (TGF-β)、表皮生長因子(EGF)、軟骨源性生長因子(⑶GF)和/或血小板源性生長因子(I3DGF)。同樣地，粘膜下層或其它ECM材料，當(dāng)用于本發(fā)明時(shí)，可保留其它天然生物學(xué)活性試劑，例如但不限于蛋白質(zhì)、糖蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖。例如，ECM材料可包括肝素、硫酸肝素、透明質(zhì)酸、纖連蛋白、細(xì)胞因子等。因此，一般說來，粘膜下層或其它ECM材料可從來源組織保留一種或多種生物學(xué)活性組分，所述組分直接或間接誘導(dǎo)細(xì)胞反應(yīng)例如細(xì)胞形態(tài)學(xué)、增殖、生長、蛋白質(zhì)或基因表達(dá)的改變。
本發(fā)明中使用的包含粘膜下層的ECM材料或其它ECM材料可來源于任何適當(dāng)?shù)钠鞴倩蚱渌M織來源，通常而言包含結(jié)締組織的來源。經(jīng)處理用于本發(fā)明的ECM材料通常包括豐富的膠原，最常見地包含按重量計(jì)算(基于干重)至少約80%的膠原。此類天然來源的ECM材料大多包括非隨機(jī)取向的膠原纖維，例如以通常單軸或多軸但有規(guī)則取向的纖維形式存在的膠原纖維。當(dāng)經(jīng)處理以保留天然生物學(xué)活性因子時(shí)，ECM材料可將此類因子作為固體散布在膠原纖維之間、之上和/或之內(nèi)。用于本發(fā)明的特別期望的天然來源的ECM材料可包括顯著量的此類散布的非膠原性固體，所述固體在光學(xué)顯微鏡檢查下通過適當(dāng)?shù)娜旧扇菀椎卮_定。此類非膠原性固體在某些本發(fā)明的實(shí)施方案中可構(gòu)成顯著百分比的ECM材料的干重，例如在本發(fā)明的不同實(shí)施方案中構(gòu)成按重量計(jì)至少約1%,至少約3%和至少約5%的ECM材料的干重。用于本發(fā)明的包含粘膜下層的ECM材料或其它ECM材料還可顯示血管生成特征，從而有效地誘導(dǎo)植入了該材料的宿主的血管生成。在這一點(diǎn)上，血管生成是身體通過其制造新血管以給組織提供增加的血液供給的過程。因此，血管生成材料，當(dāng)與宿主組織接觸 時(shí)，增進(jìn)或促進(jìn)新血管至材料內(nèi)的形成。最近已開發(fā)了用于測量響應(yīng)生物材料植入的體內(nèi)血管生成的方法。例如,一個(gè)這樣的方法使用皮下植入模型來測定材料的血管生成特征。參見，C. Heeschen 等人，NatureMedicine 7 (2001), No. 7,833-839。當(dāng)與突光微血管造影術(shù)結(jié)合時(shí)，該模型可提供生物材料內(nèi)的血管生成的定量和定性測量。C. Johnson等人，Circulation Research 94(2004), No.2,262-268。此外，作為包含此類天然生物學(xué)活性組分的補(bǔ)充或替代，可將非天然生物學(xué)活性組分例如由重組技術(shù)或其它方法(例如，遺傳物質(zhì)例如DNA)合成產(chǎn)生的那些組分摻入本發(fā)明使用的ECM材料中。此類非天然生物學(xué)活性組分可以是天然來源的或重組產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)相應(yīng)于天然存在于ECM組織中的蛋白質(zhì)，但可能來自不同物種。此類非天然生物學(xué)活性組分還可以是藥物。可添加至材料中的示例性藥物包括例如.抗凝血劑例如肝素、抗生素、消炎藥、血栓促進(jìn)物質(zhì)(thrombus-promoting substance)例如凝血因子例如凝血酶、血纖蛋白原等，以及抗增殖試劑例如紫杉醇衍生物例如紫杉酚?？梢砸匀魏芜m當(dāng)?shù)姆绞?，例?僅舉幾例)，通過表面處理(例如，噴霧)和/或浸潰(例如，浸泡)將此類非天然生物學(xué)活性組分摻入ECM材料中和/或其上。同樣地，還可在即將進(jìn)行方法前(例如，通過將材料浸潰在包含適當(dāng)?shù)目股乩珙^孢唑林的溶液中)，或在將材料移植入患者的過程中或之后，將此類物質(zhì)在預(yù)制造步驟中施用至ECM材料。 本發(fā)明的移植物組合物可摻入異種移植ECM材料(即，交叉物種材料，例如給人受體的來自非人供體的組織材料)、同種異體移植ECM材料(即，種內(nèi)材料，來自與受體相同的物種的供體的組織材料)和/或自體移植ECM材料(即，其中供體與受體為相同個(gè)體)。此夕卜，任何摻入ECM材料的外源生物學(xué)活性物質(zhì)可來自與ECM材料所源自的動物相同的物種(例如相對于ECM材料是自體的或同種異體的)或可來自與ECM材料來源不同的物種(相對于ECM材料是異種的)。在某些實(shí)施方案中，ECM組織材料相對于接受移植物的患者是異種的，并且任何添加的細(xì)胞或其它外源材料可來自與接受移植物的患者相同的物種(例如自體或同種異體的)。舉例來說，可利用已用外源人細(xì)胞和/或血清蛋白質(zhì)和/或本文中描述的其它材料修飾的異種ECM材料(例如豬、?；蜓蜓苌?來治療人患者，此類外源材料為天然來源的和/或重組產(chǎn)生的。
當(dāng)用于本發(fā)明時(shí)，ECM材料可不含或基本上不含另外的非天然交聯(lián)，或可包含另外的交聯(lián)。這樣的另外的交聯(lián)可通過光交聯(lián)技術(shù)，通過化學(xué)交聯(lián)劑，或通過由脫水或其它方法誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)交聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。然而，因?yàn)槟承┙宦?lián)技術(shù)、某些交聯(lián)試劑和/或某些程度的交聯(lián)可破壞可重塑材料的可重塑性，因此在可重塑性質(zhì)的保持是期望的情況下，可重塑ECM材料的任何交聯(lián)可進(jìn)行至這樣的程度或以這樣的方式進(jìn)行，所述程度或方式允許材料保持至少一部分其可重塑性質(zhì)。可使用的化學(xué)交聯(lián)劑包括例如醛類例如戊二醛、二酰亞胺例如碳二亞胺例如I-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽、核糖或其它糖類、?；B氮、磺基-N-羥基琥珀酰胺或聚環(huán)氧化物化合物，包括例如多縮水甘油醚例如可在商品名稱 DENACOL EX810 下從 Nagese Chemical Co. , Osaka, Japan 獲得的乙二醇二縮水甘油醚和可在商品名稱DENACOL EX313下從Nagese Chemical Co.獲得的甘油聚縮水甘油醚。通常，當(dāng)使用時(shí)，聚縮水甘油醚或其它聚環(huán)氧化物化合物可具有2至約10個(gè)環(huán)氧化物基團(tuán)/分子。在另外的實(shí)施方案中，本發(fā)明的基底可由已經(jīng)歷擴(kuò)張材料的處理的ECM或其它膠原性材料制造。在某些形式中，此類擴(kuò)張的材料可通過ECM材料與變性劑例如一種或多種堿性物質(zhì)的受控接觸(直至材料擴(kuò)張)以及擴(kuò)張的材料的分離來形成。舉例來說，接觸可 足以將ECM材料擴(kuò)張至其初始總體積的至少120% (即I. 2倍)或在一些形式中擴(kuò)張至其原始體積的至少約2倍。此后，可任選地從堿性介質(zhì)分離擴(kuò)張的材料，例如通過中和和/或漂洗?？梢砸匀魏芜m當(dāng)?shù)姆绞綄⑹占臄U(kuò)張的材料用于制備基底。舉例來說，可富集具有生物學(xué)活性組分的擴(kuò)張的材料，在具有期望的形狀或構(gòu)型的基底的形成中，將其進(jìn)行粉碎、干燥和/或模塑等。在某些實(shí)施方案中，用擴(kuò)張的ECM材料形成的干燥基底可以是高度可壓縮的和/或可擴(kuò)張的。用變性劑例如堿性物質(zhì)處理ECM材料可引起材料的物理結(jié)構(gòu)的改變，這反過來引起其擴(kuò)張。此類變化可包括材料中膠原的變性。在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選將材料擴(kuò)張至其初始總體積的至少約3倍、至少約4倍、至少約5倍或至少約6倍或甚至更多倍。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很顯然的是，擴(kuò)張的量級與幾個(gè)因素相關(guān)，包括例如堿性介質(zhì)的濃度或pH、堿性介質(zhì)對材料的暴露時(shí)間以及處理待擴(kuò)張的材料所用的溫度等等。鑒于本文中的公開內(nèi)容，可通過常規(guī)實(shí)驗(yàn)來改變這些因素，以獲得具有期望的擴(kuò)張水平的材料。膠原原纖維包含原膠原分子的四交錯陣列(quarter-staggeredarray)。原膠原分子本身由通過分子內(nèi)共價(jià)鍵和氫鍵連接在一起形成三螺旋的三條多肽鏈形成。此外，在膠原原纖維內(nèi)的不同原膠原分子之間形成分子間共價(jià)鍵。經(jīng)常地，多個(gè)膠原原纖維彼此裝配以形成膠原纖維。據(jù)信，可控制堿性物質(zhì)至本文中描述的材料的添加以不顯著破壞分子內(nèi)和分子間鍵，但使材料變性至這樣的程度，其為材料提供增加的處理的厚度例如至少2倍于天然存在的厚度。可經(jīng)處理以產(chǎn)生用作基底的擴(kuò)張的材料的ECM材料可包括本文中公開的任何此類ECM材料或其它適當(dāng)?shù)腅CM。通常，此類ECM材料可包括具有天然發(fā)生的分子內(nèi)交聯(lián)和天然發(fā)生的分子間交聯(lián)的膠原原纖維的網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行如本文中描述的擴(kuò)張過程后，可將天然存在的分子內(nèi)交聯(lián)和天然存在的分子間交聯(lián)充分地保留在處理的膠原性基質(zhì)材料中，以維持膠原性基質(zhì)材料作為完整膠原性片層材料；然而，可使膠原性片層材料中的膠原原纖維變性，并且膠原性片層材料可具有大于起始材料厚度的堿處理的厚度，例如為起始厚度的至少120%，或起始厚度的至少2倍。隨后可處理擴(kuò)張的ECM材料以提供泡沫或海綿基底，例如通過粉碎、澆鑄和干燥處理的材料。關(guān)于擴(kuò)張的ECM材料及其制備的另外的信息可見于2009年12月31日公布的美國專利申請公布No. US20090326577.2009年6月22日提交的已公布的美國專利申請系列No. 12/489，199 (它們通過引用整體并入本文)中。除ECM材料外或作為對ECM材料的替代選擇，本發(fā)明中使用的細(xì)胞生長基底可包含其它適當(dāng)?shù)牟牧?。示例性材料包括例如包含天然或合成的聚合物的合成產(chǎn)生的基底。示例性合成的聚合物可包括不可吸收的合成的生物相容性聚合物，例如醋酸纖維素、硝酸纖維素、硅酮、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、聚原酸酯、聚酸酐、聚醚砜、聚碳酸酯、聚丙烯、高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯或其混合物或共聚物；或可吸收的合成的聚合物材料，例如聚乳酸、聚乙醇酸或其共聚物，聚酸酐、聚己酸內(nèi)酯、聚羥基丁酸戊酸酯、聚羥基鏈烷酸酯或另一種生物可降解的聚合物或其混合物。包含此類或其它材料的優(yōu)選細(xì)胞生長基底可以為多孔基質(zhì)材料，其被構(gòu)造以允許細(xì)胞侵入基質(zhì)并且向內(nèi)生長。用于本發(fā)明實(shí)施方案的細(xì)胞
廣泛細(xì)胞類型的任一種或任意組合可用于本發(fā)明的細(xì)胞移植物-相關(guān)的組合物和方法。例如，細(xì)胞可以為皮膚細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、心肌細(xì)胞、肺細(xì)胞、腸系膜細(xì)胞或脂肪細(xì)胞。脂肪細(xì)胞可來自網(wǎng)膜脂肪、腹膜前脂肪、腎周圍脂肪、心包脂肪、皮下脂肪、乳房脂肪或附睪脂肪。在某些實(shí)施方案中，細(xì)胞包含間質(zhì)細(xì)胞、干細(xì)胞或其組合。如本文中所使用的，術(shù)語“干細(xì)胞”以廣義使用，包括常規(guī)干細(xì)胞、脂肪衍生的干細(xì)胞、祖細(xì)胞、前祖細(xì)胞(preprogenitor cell)、忙藏細(xì)胞(reserve cell)等。示例性干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞、成體干細(xì)胞、多潛能干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、肝干細(xì)胞、肌肉干細(xì)胞、肌肉前體干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、骨髓干細(xì)胞、軟骨形成干細(xì)胞、淋巴干細(xì)胞(lymphoidstem cell)、間充質(zhì)干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、中樞神經(jīng)系統(tǒng)干細(xì)胞、周圍神經(jīng)系統(tǒng)干細(xì)胞等?？墒褂玫牧硗獾氖纠约?xì)胞包括肝細(xì)胞、上皮細(xì)胞、枯否細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、神經(jīng)元、心肌細(xì)胞、肌細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、胰腺腺泡細(xì)胞、胰島(islets of Langerhans)、骨細(xì)胞、成肌細(xì)胞、衛(wèi)星細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、前脂肪細(xì)胞、膽道上皮細(xì)胞和任何此類細(xì)胞類型的祖細(xì)胞。在一些實(shí)施方案中，包含在細(xì)胞移植物中的細(xì)胞為內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPC)或包括內(nèi)皮祖細(xì)胞。用于本發(fā)明的優(yōu)選EPC為內(nèi)皮集落形成細(xì)胞(ECFC)，特別地具有高增殖潛能的ECFC。適當(dāng)?shù)拇祟惣?xì)胞描述于例如2005年12月I日公布的美國專利申請公布No. 20050266556、2005年2月9日提交的公布的美國專利申請系列No. 11/055，182和2008年I月I日公布的美國專利申請公布No. 20080025956、2007年8月13日提交的公布的美國專利申請No. 11/837,999中，其各自通過引用整體并入本文。此類ECFC細(xì)胞可以為克隆性群體和/或可獲自人或其它動物的臍帶血。此外或可選擇地，內(nèi)皮集落形成細(xì)胞具有下列特征(a)表達(dá)細(xì)胞表面抗原⑶31、⑶105、CD 146和CD 144 ;和/或(b)不表達(dá)CD45和CD14 ;和/或(c)攝取乙酰化LDL ;和/或(d)當(dāng)從個(gè)單細(xì)胞涂鋪時(shí)，重新涂鋪成至少2000個(gè)細(xì)胞的至少次級集落；和/或(e)表達(dá)高水平的端粒酶(HeLa細(xì)胞表達(dá)的端粒酶水平的至少 34% );和 / 或(f)顯不大于 O. 8 的核質(zhì)比(nuclear to cytoplasmic ratio);和 /或(g)具有小于約22微米的細(xì)胞直徑。此類特征(a)-(g)的一些或全部特征的任意組合可表征用于本發(fā)明的ECFC。在其它實(shí)施方案中，摻入細(xì)胞移植物的細(xì)胞為或包括，肌肉來源的細(xì)胞，包括肌肉來源的成肌細(xì)胞和/或肌肉來源的干細(xì)胞。適當(dāng)?shù)拇祟惛杉?xì)胞和用于獲得它們的方法描述于例如美國專利No. 6，866，842和美國專利No. 7，155，417中，其各自通過引用整體并入本文。肌肉來源的細(xì)胞可表達(dá)結(jié)蛋白、M-鈣粘蛋白、MyoD、肌形成蛋白、⑶34和/或Bcl-2，并且可缺乏⑶45或c-Kit細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)。在其它實(shí)施方案中，摻入細(xì)胞移植物的細(xì)胞為或包括，來源于脂肪組織的干細(xì)胞。適當(dāng)?shù)拇祟惣?xì)胞和用于獲得它們的方法描述于例如美國專利No. 6，777，231和美國專利No. 7, 595, 043中，其各自通過引用整體并入本文。細(xì)胞群體可包括脂肪來源的干細(xì)胞和再生細(xì)胞，有時(shí)也稱為血管基質(zhì)部分細(xì)胞，其可以為包括干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的混合群體，其可以是成體來源的。在某些形式中，本發(fā)明的細(xì)胞移植物可利用脂肪來源的細(xì)胞制備并且可包括脂肪來源的細(xì)胞，所述脂肪來源的細(xì)胞 可分化成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞或肌肉細(xì)胞的兩種或更多種。利用細(xì)胞移植物的醫(yī)學(xué)治療根據(jù)本發(fā)明的以及根據(jù)本發(fā)明制備的細(xì)胞移植物可用于多種臨床應(yīng)用以治療損傷的、患病的或不充足的組織，并且可用于人或非人動物。待治療的此類組織可以例如為肌肉組織、神經(jīng)組織、腦組織、血液、心肌組織、軟骨組織、器官組織例如肺、腎或肝組織、骨組織、動脈或靜脈血管組織、皮膚組織等等。在某些實(shí)施方案中，細(xì)胞移植物可用于增強(qiáng)患者的血管形成，例如以緩和組織的局部缺血。血管形成細(xì)胞移植物(例如包含內(nèi)皮集落形成細(xì)胞或其它內(nèi)皮祖細(xì)胞的移植物)至局部缺血部位的直接施用可增強(qiáng)新血管在受影響的區(qū)域的形成以及改善血流或其它結(jié)果。待治療的局部缺血組織可以例如為局部缺血心肌組織(例如在梗塞后)，或腿或其它肢體中的局部缺血組織(例如在臨界性肢體缺血中發(fā)生的)。施用至局部缺血組織的細(xì)胞移植物可以為可流動的移植物材料，特別是可注射的移植物材料，如本文中公開的。細(xì)胞移植物還可用于增強(qiáng)部分或完全厚度的真皮傷口(例如皮膚潰瘍例如糖尿病性潰瘍和燒傷)的愈合。舉例來說，包含內(nèi)皮集落形成細(xì)胞或其它內(nèi)皮祖細(xì)胞的移植物至此類傷口的施用可增強(qiáng)傷口愈合。在其它應(yīng)用中，細(xì)胞移植物可用于在靶部位上產(chǎn)生肌肉組織，例如在骨骼肌組織、平滑肌組織、心肌組織或其它組織的治療中。舉例來說，可以將包含肌肉來源的成肌細(xì)胞的本發(fā)明的細(xì)胞移植物遞送入(例如通過注射)括約肌例如膀胱括約肌的肌肉組織內(nèi)以治療失禁。應(yīng)理解，可使用本文中描述的細(xì)胞接種裝置和系統(tǒng)制備和進(jìn)行所有本文中描述的包含細(xì)胞的移植物材料實(shí)施方案和本文中描述的方法實(shí)施方案，例如通常包括步驟將基底材料加載至細(xì)胞接種裝置中，將細(xì)胞組合物加載至細(xì)胞接種裝置中，和通過操作細(xì)胞接種裝置至少部分地和潛在完全地組合基底材料與細(xì)胞。當(dāng)使用本文中描述的其它組分例如預(yù)條件化介質(zhì)、凝膠或可膠凝材料等時(shí)，可將它們裝載至細(xì)胞接種裝置的適當(dāng)?shù)男∈一蛲ǖ?，以在?xì)胞接種裝置的作用下進(jìn)行操作和與其它材料組合，如通常所描述的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于理解，構(gòu)成本發(fā)明其它方面的本文中描述的特征和實(shí)施方案的此類組合。隨后可從細(xì)胞接種裝置獲得接種細(xì)胞的移植物材料，并任選地將其給患者包括人患者施用，例如以治療本文中描述的醫(yī)學(xué)適應(yīng)癥。在描述本發(fā)明的背景中(特別地在下列權(quán)利要求的背景中)，術(shù)語“一個(gè)/ 一種(a和an) ”和“所述/該(the) ”以及類似描述的使用，除非本文中另外指出或根據(jù)上下文明顯矛盾，否則將被解釋為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)。除非本文中另外指出，否則本文中引述的數(shù)值范圍僅意在用作逐個(gè)提及落在該范圍內(nèi)的每一個(gè)單獨(dú)的數(shù)值的速記法，并且每一個(gè)單獨(dú)的數(shù)值并入本說明書中，就如同其在本文中被逐個(gè)地引述一樣。除非在本文中另外指出或另外地根據(jù)上下文明顯矛盾，否則本文中描述的所有方法可以以任何適當(dāng)?shù)捻樞騺磉M(jìn)行。除非另外要求，否則本文中提供的任何和所有實(shí)例或示例性語言(例如，“例如”)的使用僅意在更好地闡明本發(fā)明并且不對本發(fā)明的范圍加以限制。本說明書中的語言都不應(yīng)當(dāng)解釋為，任何未要求的元素都是實(shí)施本發(fā)明所必需的。
雖然已在附圖和上述描述中詳細(xì)地舉例說明和描述了本發(fā)明，但所述附圖和上述描述被認(rèn)為是對特征的示例而不是限制；應(yīng)理解，僅顯示和描述了優(yōu)選實(shí)施方案，并且期望保護(hù)落在本發(fā)明的精神內(nèi)的所有改變和變動。此外，本文中引用的所有參考資料表示本領(lǐng)域技術(shù)人員的水平，并且因此通過引用整體并入本文。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)胞生長基底，其包含 用于支持細(xì)胞生長的細(xì)胞生長基底，所述細(xì)胞生長基底包括至少一個(gè)伸長的管狀通道，所述伸長的管狀通道具有界定管腔的通道壁，所述管腔從所述細(xì)胞生長基底主體的表面上的第一管腔開口延伸至所述細(xì)胞生長基底的內(nèi)部區(qū)域，所述管腔被構(gòu)造來接收包含細(xì)胞的液體介質(zhì)流，以將細(xì)胞分配入所述細(xì)胞生長基底的內(nèi)部區(qū)域。
2.權(quán)利要求I的細(xì)胞生長基底，其中所述基底包含膠原，并且還包含在所述基底外部且流體連接至所述管腔開口的合成的聚合管狀元件。
3.權(quán)利要求I或2的細(xì)胞生長基底，其包含多個(gè)所述管狀通道。
4.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的細(xì)胞生長基底，其中至少一個(gè)伸長的管狀通道包括至少一個(gè)主管狀通道，所述主管狀通道具有至少一個(gè)從所述主管狀通道分枝的次級管狀通道。
5.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的細(xì)胞生長基底，其中所述管狀通道從所述第一管腔開口延伸至所述基底上與所述第一管腔開口間隔的第二管腔開口。
6.權(quán)利要求1-4的任一項(xiàng)的細(xì)胞生長基底，其中所述管狀通道在基底內(nèi)終止。
7.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的細(xì)胞生長基底，其中所述基底包含可重塑的膠原性細(xì)胞外基質(zhì)片層材料。
8.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的細(xì)胞生長基底，其中所述片層材料保留來自所述片層材料的動物來源組織的生長因子、糖胺聚糖和蛋白聚糖。
9.用于制備接種細(xì)胞的材料的方法，包括 將根據(jù)權(quán)利要求I的細(xì)胞生長基底連接至液體細(xì)胞懸浮液的來源，所述連接包括將所述伸長的通道與所述來源的運(yùn)輸管腔流體連接；和 運(yùn)輸一定量的液體細(xì)胞懸浮液通過所述運(yùn)輸管腔并且進(jìn)入所述伸長的通道，以將細(xì)胞遞送至所述基底的內(nèi)部區(qū)域。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述連接包括將所述生長基底插入細(xì)胞接種小室，所述細(xì)胞接種小室具有流體連接至所述液體細(xì)胞懸浮液的來源的輸入管，并且將所述輸入管流體連接至所述基底的第一管腔開口。
11.制備用于給患者遞送的接種細(xì)胞的組合物的方法，包括 提供包含細(xì)胞外基質(zhì)顆粒和液體介質(zhì)的流體細(xì)胞外基質(zhì)顆粒組合物； 將所述流體細(xì)胞外基質(zhì)組合物與液體細(xì)胞懸浮液組合以形成細(xì)胞流體組合物；和 混合所述細(xì)胞流體組合物。
12.權(quán)利要求11的方法，其還包括引起所述細(xì)胞流體組合物膠凝。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述引起包括改變所述細(xì)胞流體組合物的pH。
14.權(quán)利要求12的方法，其中所述引起包括改變所述細(xì)胞流體組合物的溫度。
15.—種用于制備和施用細(xì)胞移植物的方法,包括 提供適用于給患者施用的生物相容性基底； 將血清蛋白質(zhì)組合物應(yīng)用至所述基底以制備預(yù)條件化的基底，所述預(yù)條件化的基底包括所述血清蛋白質(zhì)組合物和所述生物相容性基底； 將細(xì)胞添加至所述預(yù)條件化的基底以制備細(xì)胞移植物；和 給患者施用所述細(xì)胞移植物。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述應(yīng)用包括噴霧應(yīng)用。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述添加細(xì)胞包括，將液體細(xì)胞懸浮液噴霧至預(yù)條件化的基底上。
18.權(quán)利要求15的方法，其中所述基底具有至少一個(gè)伸長的管狀通道，并且其中所述添加細(xì)胞包括，將液體細(xì)胞懸浮液傳輸進(jìn)入所述管狀通道。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述傳輸包括，將遞送套管的遠(yuǎn)端開口推進(jìn)至管狀通道內(nèi)的遠(yuǎn)端位置，并且將一定量的液體細(xì)胞懸浮液從遠(yuǎn)端開口注入，同時(shí)向近端撤回管狀通道內(nèi)的遞送套管。
20.用于給基質(zhì)接種細(xì)胞的裝置，所述裝置包括 用于接收液體細(xì)胞懸浮液的第一小室； 用于接收待接種細(xì)胞的細(xì)胞生長基質(zhì)材料的第二小室； 用于將一定量的液體細(xì)胞懸浮液從第一小室轉(zhuǎn)移至第二小室的通道； 用于檢測所述液體細(xì)胞懸浮液的至少一個(gè)狀況的裝置；和 用于將所述量的液體細(xì)胞懸浮液應(yīng)用至第二小室中接收的基質(zhì)材料的施用裝置。
21.權(quán)利要求20的裝置，其中所述施用裝置包括至少一個(gè)噴嘴。
22.權(quán)利要求20的裝置，其中所述施用裝置包括至少一個(gè)具有管腔的套管。
23.權(quán)利要求21的裝置，其還包括用于移動所述噴嘴的機(jī)械裝置。
24.權(quán)利要求22的裝置，其還包括用于移動所述套管的機(jī)械裝置。
25.權(quán)利要求24的裝置，其中所述機(jī)械裝置可被操作以向近端撤回套管，同時(shí)從遠(yuǎn)端開口分配液體細(xì)胞懸浮液。
26.權(quán)利要求21的裝置，其還包括用于將所述基質(zhì)材料保持在相對于所述施用裝置的預(yù)定位置的定位結(jié)構(gòu)。
27.權(quán)利要求21的裝置，其還包括在所述第二小室中接收的細(xì)胞生長基質(zhì)材料。
28.權(quán)利要求27的裝置，其中所述細(xì)胞生長基質(zhì)材料界定了至少一個(gè)用于接收一定量的液體細(xì)胞懸浮液的伸長的管狀通道。
29.權(quán)利要求27的裝置，其還包括在第一小室中接收的液體細(xì)胞懸浮液。
30.權(quán)利要求21的裝置，其還包括與所述第二小室聯(lián)接的分配輔助裝置，所述分配輔助裝置可被操作以在利用所述施用裝置將細(xì)胞施用至所述基質(zhì)材料后，促進(jìn)細(xì)胞在所述基質(zhì)材料內(nèi)的分配。
31.權(quán)利要求30的裝置，其中所述分配輔助裝置可被操作以產(chǎn)生穿過所述基質(zhì)材料的磁場。
32.權(quán)利要求31的裝置，其中所述分配輔助裝置為可被操作以在第二小室接收的液體中產(chǎn)生流動的混合器。
33.權(quán)利要求32的裝置，其中所述混合器可被操作以在第二小室接收的液體中產(chǎn)生脈動的雙向流動。
34.權(quán)利要求32或33的裝置,其還包括在第二小室中接收的并且將第二小室分成第一和第二內(nèi)部空間的細(xì)胞生長基質(zhì)材料，除穿過所述細(xì)胞生長基質(zhì)材料外，所述第一和第二內(nèi)部空間彼此流體密封。
35.權(quán)利要求30的裝置，其中所述分配輔助裝置可被操作以在第二小室內(nèi)產(chǎn)生壓力梯度。
36.權(quán)利要求30的裝置，其中所述分配輔助裝置可被操作以移動第二小室中接收的細(xì)胞生長基底。
37.權(quán)利要求36的裝置，其中所述分配輔助裝置可被操作以旋轉(zhuǎn)第二小室，從而至少部分地通過離心力將細(xì)胞分配在所述細(xì)胞生長基質(zhì)材料內(nèi)。
38.權(quán)利要求37的裝置，其還包括第二小室中接收的并且倚靠第二小室內(nèi)的直立壁放置的細(xì)胞生長基質(zhì)材料。
39.用于制備可流動的接種細(xì)胞的移植物的裝置，所述裝置包括 包含液體細(xì)胞懸浮液的第一小室； 包含待接種細(xì)胞的可流動的細(xì)胞生長基底材料的第二小室，所述第二小室流體連接至第一小室，從而所述液體細(xì)胞懸浮液能夠與所述可流動的細(xì)胞生長基底材料組合以形成可流動的接種細(xì)胞的移植物材料；和 可被操作以混合可流動的接種細(xì)胞的移植物材料的混合器。
40.權(quán)利要求39的裝置，其中所述混合器為置于可流動的接種細(xì)胞的移植物材料的流動路徑內(nèi)的靜態(tài)混合器。
41.權(quán)利要求39的裝置，其中所述混合器為旋轉(zhuǎn)混合器。
42.權(quán)利要求39的裝置，其中所述第一小室為通道。
43.權(quán)利要求39或42的裝置，其中所述第二小室為通道。
44.用于治療患者的方法，包括 處理所述患者的組織樣品以獲得所述患者的細(xì)胞懸浮液； 將細(xì)胞生長基底裝載入細(xì)胞接種裝置的溫育小室； 起始所述細(xì)胞接種裝置的運(yùn)行，所述運(yùn)行引起所述細(xì)胞懸浮液的至少一個(gè)狀況的檢測和懸浮液細(xì)胞與所述細(xì)胞生長基底的組合，以形成接種細(xì)胞的基底；和給所述患者施用所述接種細(xì)胞的基底。
45.用于制備接種細(xì)胞的基質(zhì)的方法，包括 將細(xì)胞與具有第一粘度的可膠凝的組合物混合以形成可膠凝的細(xì)胞混合物； 將所述可膠凝的細(xì)胞混合物施用至細(xì)胞生長基底；和 引起所述可膠凝的細(xì)胞混合物膠凝，以形成與所述細(xì)胞生長基底接觸的細(xì)胞凝膠。
46.接種細(xì)胞的移植物，其包括 細(xì)胞外基質(zhì)基底材料； 施用至所述基底材料的膠原性凝膠；和 附著至所述基底材料、所述凝膠或兩者的細(xì)胞。
47.權(quán)利要求46的移植物，其中所述膠原性凝膠包含細(xì)胞外基質(zhì)水解物，所述水解物包含天然膠原和至少一種來自所述細(xì)胞外基質(zhì)水解物的來源組織的另外的天然生物學(xué)活性物質(zhì)。
48.權(quán)利要求47的移植物，其中所述生物學(xué)活性物質(zhì)為生長因子。
49.一種利用細(xì)胞移植物治療患者的方法，包括 從所述患者獲得血清； 處理所述患者的組織樣品以獲得所述患者的細(xì)胞群； 將所述血清施用至基質(zhì)基底以制備血清預(yù)條件化的基質(zhì)基底；將所述細(xì)胞群施用至所述預(yù)條件化的基質(zhì)基底以形成細(xì)胞移植物；和 給所述患者施用所述細(xì)胞移植物。
50.一種用于治療患者的方法，包括 將細(xì)胞懸浮液與顆粒狀細(xì)胞生長基底組合； 溫育與所述顆粒狀細(xì)胞生長基底接觸的細(xì)胞懸浮液以形成細(xì)胞化的顆粒體，所述顆粒體具有附著至顆粒狀細(xì)胞生長基底的顆粒的細(xì)胞，其中在細(xì)胞數(shù)目不發(fā)生顯著擴(kuò)增的條件和持續(xù)時(shí)間下進(jìn)行所述溫育；和 給所述患者施用所述細(xì)胞化的顆粒體。
51.權(quán)利要求50的方法，其中在有效地實(shí)現(xiàn)至少20%的所述懸浮液中的細(xì)胞附著至所述顆粒但無細(xì)胞數(shù)目的擴(kuò)增的條件和持續(xù)時(shí)間下進(jìn)行所述溫育。
52.一種用于治療患者的方法，包括 將細(xì)胞移植物引入所述患者，其中所述細(xì)胞移植物包括含有附著至細(xì)胞外基質(zhì)顆粒的細(xì)胞的細(xì)胞化的顆粒體。
53.—種細(xì)胞移植物，其包括 包含細(xì)胞外基質(zhì)材料的纖絲；和 附著至所述纖絲的細(xì)胞群。
54.—種細(xì)胞移植物，其包括 以纖絲形式存在的細(xì)胞生長基底；和 附著至所述纖絲的細(xì)胞群，所述細(xì)胞包括內(nèi)皮祖細(xì)胞。
55.一種用于血管化患者的組織的方法，包括 將權(quán)利要求54的細(xì)胞移植物引入所述組織。
56.—種細(xì)胞移植物材料，其包含 顆粒狀細(xì)胞生長基底材料，和附著至所述細(xì)胞生長基底材料的顆粒的細(xì)胞，其中所述細(xì)胞包括內(nèi)皮祖細(xì)胞、肌肉來源的細(xì)胞或其組合。
57.一種用于制備細(xì)胞移植物的方法，包括 提供第一細(xì)胞生長基底片層； 將細(xì)胞組合物第一次施用至所述第一細(xì)胞生長基底片層以形成第一接種細(xì)胞的表面；和 在所述第一次施用后，將第二細(xì)胞生長基底片層堆疊在所述第一接種細(xì)胞的表面上。
58.權(quán)利要求57的方法，其還包括將細(xì)胞組合物第二次施用至所述第二細(xì)胞生長基底片層的表面上。
59.—種細(xì)胞移植物，其包含 第一細(xì)胞生長基底片層； 堆疊在第一片層上的第二細(xì)胞生長基底片層；和 在所述第一片層與所述第二片層之間的一層接種的細(xì)胞。
60.用于制備接種細(xì)胞的移植物的裝置，所述裝置包括 用于接收細(xì)胞生長基底的溫育小室； 用于將液體細(xì)胞懸浮液施用至所述細(xì)胞生長基底的施用裝置，所述施用裝置包括多個(gè)用于分配一定量的所述懸浮液的套管。
61.權(quán)利要求60的裝置，其被構(gòu)造來撤回多個(gè)套管，同時(shí)從其分配一定量的所述懸浮液。
62.一種細(xì)胞生長基底組合物，其包含 包含具有緊湊形狀的片層形式的細(xì)胞生長基底顆粒的顆粒狀材料。
63.權(quán)利要求62的基底組合物，其中至少25%的片層形式的基底顆粒，當(dāng)在所述片層的平面中考慮時(shí)，具有第一最大橫截面尺寸軸，該軸不超過在與最大橫截面尺寸軸垂直并且以最大橫截面尺寸軸為中心的線上獲取的第二橫截面軸的長度的約2倍。
64.權(quán)利要求62或權(quán)利要求63的組合物，其中所述基底顆粒具有在約20微米至約2000微米的范圍內(nèi)的最大橫截面尺寸。
65.一種細(xì)胞外基質(zhì)組合物，其包含 包含具有緊湊形狀的片層形式的細(xì)胞外基質(zhì)顆粒的顆粒狀細(xì)胞外基質(zhì)材料。
66.權(quán)利要求65的組合物，其中至少25%的片層形式的細(xì)胞外基質(zhì)顆粒，當(dāng)在所述片層的平面中考慮時(shí)，具有第一最大橫截面尺寸軸，該軸不超過在與最大橫截面尺寸軸垂直并且以最大橫截面尺寸軸為中心的線上獲取的第二橫截面軸的長度的約2倍。
67.權(quán)利要求65或權(quán)利要求66的組合物，其中所述細(xì)胞外基質(zhì)顆粒具有在約20微米至約2000微米的范圍內(nèi)的最大橫截面尺寸。
68.權(quán)利要求66或權(quán)利要求67的組合物，其中所述細(xì)胞外基質(zhì)顆粒具有在約20微米至約2000微米的范圍內(nèi)的最大橫截面尺寸。
69.權(quán)利要求62至68的任一項(xiàng)的組合物，其還包含附著至所述顆粒的細(xì)胞。
70.權(quán)利要求69的組合物，其中所述細(xì)胞大體上覆蓋所述顆粒的整個(gè)外表面。
71.權(quán)利要求70的組合物，其中所述細(xì)胞形成覆蓋所述顆粒的整個(gè)外表面的大體上匯合的單層。
72.權(quán)利要求71的組合物，其中所述細(xì)胞包括內(nèi)皮細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞或其混合物。
73.權(quán)利要求72的組合物，其中所述細(xì)胞是克隆性的。
74.權(quán)利要求72或73的組合物，其中所述細(xì)胞由內(nèi)皮細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞或其混合物組成。
75.一種細(xì)胞生長基底制品，其包含 細(xì)胞生長基底材料；和 封裝所述細(xì)胞生長基底材料并且被構(gòu)造來指導(dǎo)流體介質(zhì)流動通過所述基底材料的封裝材料。
76.權(quán)利要求75的制品，其中所述封裝材料界定了至少一個(gè)第一開口，和至少一個(gè)與所述第一開口間隔的第二開口。
77.上述任一權(quán)利要求中所述的細(xì)胞移植物或用于制備細(xì)胞移植物的方法，其中所述細(xì)胞為或包括，來源于脂肪組織并且包括干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的混合的細(xì)胞群體。
78.—種細(xì)胞移植物，其包含 來源于脂肪組織并且包括干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的混合的細(xì)胞群體；和 包含細(xì)胞外基質(zhì)材料的細(xì)胞生長基底。
79.權(quán)利要求78的細(xì)胞移植物，其中所述細(xì)胞外基質(zhì)材料包含對于所述細(xì)胞外基質(zhì)材料的來源組織是天然的保留的生物學(xué)活性組分。
80.權(quán)利要求78或權(quán)利要求79的細(xì)胞移植物，其中所述細(xì)胞生長基底以顆粒形式存在。
81.一種細(xì)胞移植物，其包含 來源于脂肪組織并且包括干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的混合的細(xì)胞群體；和 顆粒狀細(xì)胞生長基底。
82.權(quán)利要求81的細(xì)胞移植物，其中所述顆粒狀細(xì)胞生長基底包含片層形式的顆粒。
83.—種細(xì)胞移植物，其包含 內(nèi)皮祖細(xì)胞群體；和 顆粒狀細(xì)胞生長基底。
84.權(quán)利要求83的細(xì)胞移植物，其中所述顆粒狀細(xì)胞生長基底包含片層形式的顆粒。
85.權(quán)利要求83或84的細(xì)胞移植物，其中所述基底包含細(xì)胞外基質(zhì)材料。
86.一種用于給基質(zhì)接種細(xì)胞的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于將細(xì)胞與待接種細(xì)胞的細(xì)胞生長基底組合的小室； 用于評估所述細(xì)胞至所述基底的附著的機(jī)械裝置。
87.權(quán)利要求86的系統(tǒng)，其中所述機(jī)械裝置包括細(xì)胞計(jì)數(shù)器。
全文摘要
描述了用于制備給患者施用的包含細(xì)胞的移植物材料的方法、細(xì)胞生長基底和裝置?？稍诩?xì)胞生長基底中界定管狀通道以促進(jìn)細(xì)胞至基底的分配。還描述了用于制備接種細(xì)胞的移植物組合物的方法和裝置，用于在施用細(xì)胞之前預(yù)條件化細(xì)胞生長基底的方法和裝置，以及具有新型基底的接種細(xì)胞的移植物，以及其用途。
文檔編號A61L27/24GK102946915SQ201180031363
公開日2013年2月27日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者M·C·希爾斯, C·E·約翰遜, N·E·菲爾諾特, T·佩恩, R·延科夫斯基 申請人:庫克生物技術(shù)股份有限公司, 瑪芬股份有限公司, 庫克醫(yī)藥技術(shù)有限責(zé)任公司