修复软骨损伤之外科移植物制造技术

本发明专利技术关于一种包有类软骨细胞的胶原蛋白基质之移植物，其修复软骨损伤之用途及制备该移植物之方法。

Surgical grafts for repair of cartilage injuries

The present invention relates to a graft of a collagen matrix comprising a cartilage cell, its use in repairing cartilage lesions and methods of making such grafts.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种用于修复软骨损伤之外科移植物。
技术介绍
从1994年起，自体软骨细胞移植已被用于治疗软骨损伤，包括从正常软骨组织收集软骨细胞，尽可能地在体外于培养基中扩增这些细胞，接着藉由将此等扩增的细 胞移植于人工支架，以充填软骨损伤。然而，仍有许多问题；例如，自体软骨细胞的来源 有限，软骨细胞的增殖能力低下，以及它们独特的表型在扩增时可能会消失(Saadeh et al.，Human cartilageengineering :chondrocyte extraction, proliferation, and characterization forconstruct development. Ann Plast Surg 1999 ；42 :509_13)。间质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)能分化成结缔组织细胞系之细胞， 包括软骨，也因此成为软骨组织工程之受人瞩目的细胞来源。许多方法曾被用于MSCs的 软骨生成诱导。Kavalkovich等人提出团状培养法来模拟胚胎软骨发育之环境，其可获得 高细胞密度之细胞，但是带有大量细胞的紧密细胞团却只有小量的软骨组织出现。因此， 修复软骨缺损需要相当大量的细胞团块，然而大团块显示出周边有存活的细胞但团块中心 坏死(Kavalkovich et al. ,Chondrogenic differentiation of humanmesenchyma 1 stem cells within an alginate layer culture system. In Vitro CellDev Biol Anim 2002 ； 38 :457-66.)。此外，团块不易操作及塑型成多种形状以供损伤修复所需。有鉴于此，团状培 养并无法用于手术应用。再者，发现将人类MSCs (human MSCs，hMSCs)，包入洋菜胶或海藻酸 盐胶可被塑造成多种形状并且形成实质上的软骨新生(Huang et al.，Chondrogenesisof human bone marrow-derived mesenchymal stem cells in agarose culture. Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol 2004 ；278 :428-36 ；and Ma et al. ， Chondrogenesis of human mesenchymal stem cells encapsulated in alginatebeads. J Biomed Mater Res A 2003;64:273-81)。然而，海藻酸盐或洋菜胶支架用于软骨组织工程有其缺点细胞贴 附差，而且当二价阳离子扩散于周围的培养基时，无法控制海藻酸盐的降解。此外，海藻酸 盐基质过去曾用于活体内时，有报导指出当用于移植以治疗实验动物的软骨之全层损伤 (full-thickness defects)时，会有严重的异体性巨大细胞反应与免疫反应(Hunziker， Articular cartilage repair :basic science and clinical progress. Areview of the current status and prospects. Osteoarthritis Cartilage 2001 ；O :432_63)。因此，海 藻酸盐基质尚未曾用于人类患者的关节软骨修复。所以，仍有需要来发展一种外科移植物以修复病患的软骨损伤。
技术实现思路
本专利技术是基于两个非预期的新发现，即(1) 一种含包有类软骨细胞之胶原蛋白基质之移植物，当其移植到软骨损伤区时会修复软骨损伤，以及( 在移植物与移植位置的 组织间无空隙形成。因此，本专利技术一方面的特征是一种软骨损伤-修复移植物，其包括胶原蛋白基质， 其包入类软骨细胞并添加转化生长因子-β ICTransforminggrowth factor beta one, TGF-βΙ)。此移植物不具骨陷窝(Lacuna)，其制备方式是经由间质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)培养于含胶原蛋白之培养基，其添加转化生长因子-β 1 (Transforming growth factor beta one，TGF-B1)，条件为容许MSCs之分化成为类软骨细胞及移植物之形 成。该类软骨细胞分泌糖胺聚多糖。该MSC可从骨髓、脂肪组织、肌肉组织、脱落乳牙的牙 髓、脐带血、瓦顿氏凝胶、胎盘或脐带内膜中获得。在实例中，该培养步骤经以下达成将该MSCs培养于含胶原蛋白之培养基，添加 TGF- β 1，达7至21天，条件为容许该MSCs之分化成为类软骨细胞，该类软骨细胞包于胶原 蛋白基质中。该含胶原蛋白之培养基较佳具有约1至约10% (w/v)(例如，约3% (w/v)) 之胶原蛋白浓度。此培养步骤可实施于胶囊中。本专利技术的另一方面特征是一种修复软骨损伤的方法，其为在需要治疗的个体中将 上述移植物放置于软骨损伤位置。在一实例中，该移植物以一种类注射器活塞递送至缺陷 位置。在另一实例中，装载于胶囊内之移植物藉由将其从胶囊中挤出并施用于该位置而递 送至缺陷位置。以下将详细说明本专利技术之各种具体实施例。本专利技术的其它特征，将由以下的详细 说明与关于各种具体实施例的附图及权利要求书而清楚地呈现。附图说明为了说明本专利技术之目的，附图显示目前最佳具体实施例。然而，应了解的是，本发 明不受所示最佳实施例所示之限制。在附图中图1显示9位患者依照本专利技术方法处理后的IKDC分数，其中经由学生t检定发现， 术后6个月和12个月有显著改善。图2显示依本专利技术方法处理后的患者在移植12个月后的内视镜观察影像；在移植 位置与细胞-基质复合物所制作的手术移植物之间无空隙。具体实施例方式本专利技术的特征是一种用移植物修复患者软骨损伤的方法，该移植物包括胶原蛋白 基质，其包入类软骨细胞并添加转化生长因子-β ICTransforming growth factor beta one，TGF-β 1)，其中该类软骨细胞系从间质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)分化 而来并且分泌糖胺聚多糖，藉此软骨损伤得以修复且在移植物之间无任何空隙。除另有定义外，此处使用的所有技术与科学术语具有的意义为本领域技术人员所 公知。此处所用，除另外指明，以下的术语有它们所属之意义。此处所用的冠词“一”和“该”指的是一个或一个以上(例如，至少一种)之文法 上受词的冠词。举例来说，“该元素”指的是一个元素或一个以上的元素。此处所称“间质干细胞”或“MSCs”指的是从成体组织取得的多能性干细胞，包括 但不限于骨髓、脂肪组织、肌肉组织、脱落乳牙的牙髓、脐带血或瓦顿氏凝胶。此处所称“软骨细胞”指的是成熟软骨细胞，其被包入基质的骨陷窝(小空腔)内。4软骨细胞的产生为经由间质软骨生成细胞分化成软骨母细胞，其为产生软骨基质 的最早期细胞。成熟软骨细胞是大型分泌性细胞，带有球状细胞核与明显的核仁。因此，软 骨细胞之骨陷窝的形成被认为是成熟软骨细胞的特征。此处所称“类软骨细胞”指的是具有软骨分本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备用于修复软骨损伤之移植物的方法，其特征在于其包括：提供间质干细胞（ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ，ＭＳＣｓ）；以及将该ＭＳＣｓ培养于含胶原蛋白之培养基，其添加转化生长因子－β１（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ　ｂｅｔａ　ｏｎｅ，ＴＧＦ－β１），条件为容许该ＭＳＣｓ之分化成为类软骨细胞及移植物之形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘华昌，林峯辉，李幸懋，颜君哲，
申请(专利权)人：刘华昌，林峯辉，李幸懋，颜君哲，
类型：发明
国别省市：71