组织移植的方法和装置的制作方法

专利名称：组织移植的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明公开涉及用来自供区的组织提供组织移植的方法和设备的示例性实施方案。
背景技术：
自体移植可指组织从个体的一部分(例如“供区”)移植到另一部分(例如“受 区”)，自体移植可用于例如恢复缺失的皮肤和其他组织和/或加速外伤、创伤、烧伤、手术和 出生缺陷的愈合。可用于自体移植的组织可能受候选供区的特性所限，包括组织移植的数 量和/或总面积、供区的愈合行为、供区和受区的相似性、美观的考虑等。皮肤移植术可以外科手术实施。例如，传统自体移植程序可包括切除或手术切除 烧伤组织，选择供区(从所述供区的区域取下健康皮肤用作清洗过的烧伤区域的覆盖)，然 后采集，用类似电动刮胡刀的工具从供区切除移植物。这种工具(例如皮刀)可构造成从 未烧伤供区的皮肤轻轻刮下一片组织(可以是例如约10/1000英寸厚的刃厚皮片移植)用 作皮肤移植物。然后所述皮肤移植物可以放在清洁过的伤口上以使其痊愈。在与二级烧伤 治疗类似的方法中，供体皮肤组织可以切除到能使供区可自我愈合的深度。两种可用于永久创伤覆盖的传统类型的自体移植包括整片移植(sheet graft)和 网孔移植(meshed graft)。整片移植是指在可称为采集的过程中从身体的未受损供区切下 一片皮肤。所用供体皮片的尺寸可以与受损面积的尺寸相当。整片移植物可铺设在切除伤 口上，然后订上或者以其他方式固定在适当位置。整片移植中所用的供体皮肤组织可以不 显著拉伸，并且获得的整片移植物可以稍微大于待覆盖的受损面积，因为在采集后移植组 织可能存在轻微的收缩。整片移植可提供修复组织部位的改善的外观。例如，整片移植物可优选用于大面 积受损的面部、颈部和手部，因此身体的这些更易可见部分在愈合后可出现较少伤疤。整片 移植物可用于覆盖皮肤的整个烧伤或受损区域，例如，如果受损部位较小。小面积的移植物 可能在布置之后丢失，因为在整片移植之后体液积累(例如血肿)可能在移植物下方发生。整片移植物可为全厚或刃厚(split-thickness)的。例如，刃厚皮片移植物可用 于覆盖烧伤和皮肤溃疡患者的伤口。传统的刃厚移植物可以通过例如类似削苹果的程序从 供区采集表皮和上真皮组织片来形成。然后刃厚移植物可以放置在烧伤或溃疡的部位上。 然后皮肤组织可以在通常延长的愈合时间内在供区处生长恢复。刃厚移植物比全厚移植物 更可取，因为从供区移取大量的全厚皮肤组织会导致供区的伤疤和延长愈合时间，并且增 加感染的危险。但是，从供区移取的用于刃厚皮片自体移植的皮肤组织可能仅包括薄上皮 层，可能缺少某些真皮的组分，而这些组分改善受区的结构稳定性和正常外观。
全厚皮移植物可利用组织片形成，包括整个表皮层和可变厚度的真皮组成。由于 真皮组成可以在全厚移植物中保存，因此在移植过程之后可以保留更多的正常皮肤的特 性。与刃厚移植物相比，全厚移植物可包括更多的胶原含量、真皮血管丛和上皮附件。但是， 全厚移植可能要求更精确的生存条件，因为更大量的组织需要血管再造。全厚皮片移植可优选用于修复例如局部皮瓣(local flaps)可能达不到的面部可 见区域，或用于忌用局部皮瓣的移植程序。与刃厚移植相比，这种全厚皮片移植可保留更多 的正常皮肤的特性，例如颜色、质地和厚度。全厚移植也可在愈合时经历较少收缩。这些特 性在更显见的区域如脸和手更为重要。另外，儿童中的全厚移植随着个体而更容易生长。但 是，传统全厚皮片移植的应用可能受限于小的、未受感染的、良好血管化的伤口，因此可能 不适用于像刃厚移植一样多类型的移植程序。另外，全厚移植的供区可能需要手术缝合或 用刃厚移植重新进行表面修饰。网孔皮移植物可用于覆盖由于例如缺乏足够的健康供区面积而可能难以用整片 移植覆盖的较大面积的开放伤口。网孔皮移植物可便于使来自供区的皮肤组织扩展以覆盖 较大面积。其也可有利于在将皮移植物放在伤口上时促进血液和体液从皮移植物下排出， 从而可有助于预防移植物丢失。网孔移植物的扩展比例(例如未拉伸移植物面积与拉伸 的移植物面积的比例)通常为约1 1至1 4。例如，供体皮肤可网孔化至约1 1或 1 2的比例，但是更大的扩展比例可导致更脆弱的移植物，当其愈合时网孔移植物结疤和 /或愈合时间延长。传统网孔移植过程可包括使供体皮肤组织经过机器，该机器切割出穿透组织的切 口，这可以有利于扩展成类似渔网或防护网的图案。当拉伸的移植物的网孔之间的空间 (可称为间隙或空隙)填充新的上皮细胞皮肤生长时，可发生愈合。但是，网孔移植物较之 整片移植物可能较不耐用，而且大的网孔可导致移植愈合后的永久疤痕。为有助于移植愈合和变牢固，移植的区域可优选在每次手术后至少约五天不能移 动。在该固定过程中，血管可以从下面的组织生长到皮肤移植物中，并且有助于将两个组织 层连结到一起。在放置了移植物五天之后，可以恢复训练治疗方案、盆浴和其他正常日常活 动。深二度和全厚烧伤可能需要皮肤移植手术以快速愈合和最小的伤疤。大的烧伤尺寸可 导致在住院期间不止一次移植过程，为愈合可需要长时间的固定。作为自体移植的一种替代，从新近死亡的人获得的皮肤组织(可称为例如同种移 植物、同种异体移植物或尸体皮)可用作已清洗的伤口区域的暂时覆盖物。非网孔尸体皮 可放置切割的伤口上并固定在适当位置。手术后，尸体皮可以用敷料覆盖。然后，采用尸体 异体移植的伤口覆盖物可以在永久自体移植之前除去。异种移植物可指从各种动物之一如猪身上取得的皮肤。异种移植皮肤组织也可在 进行更永久的自体移植之前用于切割创伤的暂时覆盖物，并且因为人类皮肤组织的有限的 来源和/或高昂的费用而可能得以采用。在一些情况下，对使用人类尸体皮肤的宗教、财政 或文化异议也是导致使用异种移植的因素。用异种移植物或同种异体移植物覆盖伤口通常 是可以采用的临时程序，直到自体移植的采集和设置可行为止。在移植程序后可优选重生上皮附件。例如，毛发更易于从全厚移植物而不是刃厚 移植物中生长，但是这种毛发生长基于伤口的位置可能是不受欢迎的。因此，可以部分依据 例如手术时毛发生长的图案来小心选择用于全厚移植的供区。另外，某些毛囊可以不定向
5为垂直于皮肤表面，如果提供除去组织的切除没有正确定向的话，它们可能被横切断。位于移植组织的汗腺和皮脂腺可能在移植之后开始退化。这些结构在全厚移植物 中比在刃厚移植物更易于再生，因为全厚移植物可以转化成整个功能单元。例如，汗腺再生 可以部分依赖于具有受体床交感神经纤维的皮肤移植的神经移植术。一旦发生这种向内生 长，皮肤移植物可呈现受区的出汗特性，而不是保留供区的特性。相反地，皮脂腺的再生可 独立于神经移植术并且可保留供区的特性。在再生之前，皮肤移植组织可缺乏通过这些腺 体产生的皮脂正常润滑，这可使得这种移植更易受到损害。一般地，移植过程可能受限于可从供区移除而不会导致过多不利影响的组织的 量。全厚移植可在伤区提供改善的组织质量，但是供区可能会如上所述更严重地受损。刃 厚移植物是供体和受体的愈合时间和美观和功能特性的折中，然而网孔移植物可以以可见 疤痕的代价来提供更宽广的移植覆盖面积。从供区采集移植组织通常可产生对供区的不期望的大规模组织损害。另一方 面，与健康组织相邻的小面积受伤皮肤可具有良好耐受性并且可快速愈合。这种小伤 口的愈合可发生在如可在皮肤组织中产生小尺寸的伤型的“分次光热疗(fractional photothermolysis)(fractional resurfacing)，，白勺巾。歹ijf生 术在例如美国专利No 6，997，923和美国专利公布No. 2006/0155266中有描述。小规模伤 型可通过健康组织的再生而迅速愈合，并且可进一步提供期望效果例如皮肤紧致无可见疤 痕。考虑到上述组织移植的程序的缺点，可期望提供能够提供适用于移植的组织同时 使供区不必要的损伤最小化的方法和设备的示例性实施方案。

发明内容
本发明公开的示例性实施方案提供用于获得小部分的移植组织同时伴随着供区 快速愈合的方法和设备。例如，可提供该方法的示例性实施方案，以通过从供区采集小部分 的组织如微移植物来获得皮肤移植组织。这种微移植物可包括皮肤组织，所述皮肤组织可包括表皮和真皮组织，和/或从 其他体器官获得的组织。微移植物可具有至少一个相对小的尺寸，例如小于约Imm或小于 约0. 5mm,或可选约0. 3mm以下，或约0. 2mm。这种示例性小尺寸的微移植物可通过允许微移 植组织的更大扩散滋养促进在采集后的供区痊愈和微移植物的生存能力。由移除组织部分 所引起的供区中小区域损伤可快速痊愈而几乎不或不形成可见伤疤。从皮肤组织获得的微 移植物可包括例如表皮和真皮组织，也可包括可位于真皮/脂肪层边界附近的干细胞。微 移植物也可从其他类型组织例如各种内部器官等获得。尽管可使用其他部分，但是从供区移除的真皮组织的部分(分数)可为例如小于 约70%，或小于约50%。采集的组织部分可以是可具有至少一个小尺寸的圆柱形、伸长的 带状物或其他几何形状。在某些示例性实施方案，在供区的部分组织可以冷冻或者部分冷 冻。这种冷冻可有利于采集组织部分的切割、移除和/或生存能力。可提供装置的示例性实施方案用于采集微移植物，其可包括中空管。中空管的内 径可具有与待采集的微移植物大约相同的尺寸或宽度。中空管的远端可具有两个或多个尖 端以促进从周围组织分离微移植物。
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微移植物可通过将示例性装置插入供区的组织到特定深度然后移除管来从供区 采集。可在管上提供止动器以控制或限制插入管的深度。可在管的近端提供轻微抽吸或压 力以促进微移植物的采集和/或它们从管的移除。可提供装置的另一示例性实施方案，包括多个这种管，用于同时采集多个微移植 物。可提供与管的近端连通的外壳和/或压力源例如泵等，以有利于将压力和/或吸力施 加到所述多个管。振动设备可连接到该装置以有利于管插入供区中。示例性微移植物可放在生物相容性的基质中例如以形成移植物或直接放入受区 的组织中。所述生物相容性的基质可利用可负载采集微移植组织部分和促进它们生长的胶 原、聚乳酸、透明质酸和/或其他物质来形成。基质可任选地包括例如营养素和/或其他物 质以促进组织生长。采集的组织部分可利用如光化学组织接合的技术接合到基质以提供结 构稳定性。然后基质可应用到受区，这可促进组织部分的生长和血管再生以形成移植组织 的连续片。示例性微移植物也可聚集成紧凑的结构以形成可直接应用到受区的移植组织。示 例性微移植物也可利用例如本文中所述示例性中空管直接插入到受区的组织例如疤痕组 织中。在阅读了本发明的下列详细示例性实施方案的描述后，结合所附权利要求，本发 明公开的这些和其他目标、特性和优点将变得显而易见。


结合附图，从下列显示本发明示例性实施方案的说明性实施方案、结果和/或特 性的详细描述中，本发明公开的其他目标、特性和优点将变得显而易见，其中图IA是在圆柱形微移植组织部分从其上采集之后的示例性供区的示意图；图IB是图IA中所示示例性供区在痊愈后的示意图；图IC是可从图IA中所示示例性供区移除的示例性微移植物的示意图；图2A是通过在生物相容性基质中提供采集的微移植组织部分来准备的示例性移 植物的剖面图；图2B是图2A所示的示例性移植物在放在伤口上并且发生了部分再生之后的剖面 图；图3A是从其上采集伸长的组织条之后的另一个示例性供区的示意图；图;3B是图3A中所示示例性供区在痊愈后的示意图；图3C是可从图3A中所示的供区移除的示例性组织条的示意图；图4A是多个示例性圆柱状微移植组织部分设置为紧密排列结构以形成移植物的 平面示意图；图4B是图4A中所示的示例性微移植组织部分的侧视图；图5A是根据本发明公开的第一示例性实施方案的可用于采集微移植组织的示例 性装置的示意图；图5B是根据本发明公开的第二示例性实施方案的可用于采集微移植组织的示例 性装置的示意图；图6A是图5A中所述的示例性装置插入示例性供区以采集示例性微移植物的示意图；图6B是含有采集的微移植物的图5A所示示例性装置的示意图；图6C是显示收集的微移植物从其上移除的图5A所示示例性装置的示意图；图7是根据本文公开的第三示例性实施方案的可用于采集微移植组织的示例性 装置的示意图；图8A是包括两个尖端的示例性装置的远端的示意图；图8B是图7A中所示示例性装置的远端的示意图；和图9是用图7-8B中所示示例性装置获得的微移植物的示意图。在所有附图中，除非另有说明，相同的参考数字和符号用于表示相似的示例性实 施方案的特征、元件、组分或部件。另外，下面将参考附图详细描述本发明公开内容，这将结 合说明性实施方案进行，但是不限于图中所示特定实施方案。
具体实施方案本发明公开的一些示例性实施方案提供产生自体移植物的方法和装置，尤其可促 进供区更快愈合同时提供改善的受区组织特性的这种方法和装置。本发明公开的一些示例 性实施方案可包括多个可用于提供自体移植物的小规模组织部分(即微移植物)。这种微 移植物可避免对供区的显著的永久性损害，同时提供可快速愈合和在受区产生具有期望特 性的皮肤组织的移植组织。在本发明公开的一些示例性实施方案中，可提供一种产生自体移植物的方法，其 中具有至少一个小尺寸的组织部分(例如微移植物)是从如图IA所示的示例性供区100 中采集的。图IA中所示的孔110表示其中组织部分(例如微移植物)已经移除的示例性 供区100的区域。这些示例性孔110可具有大致圆的剖面形状，但也可采用其他形状。在采集组织愈合之后，示例性供区100示出于图IB中。通过移除组织而在供区100 产生的小区域损伤可快速愈合和/或无可见伤口。例如，图IB中所示的愈合的供区100的 残余图形在正常观察条件下用肉眼不能轻易察觉。图IC示出示例性微移植物120，其可通过例如从供区100采集或移除一部分组织 以在其中形成孔110来形成。示例性微移植物120可具有大约为圆柱形的伸长的形状。微 移植物120可包括得自示例性供区100的表皮组织130和真皮组织140。例如，示例性微 移植物120可为约3mm的长度，其可对应于典型的皮肤层(例如表皮和真皮层)的总深度。 基于供区100的特定皮肤或组织特性可采用不同深度。一般地，可优选避免采集大量的皮 下组织，这样采集的微移植物200可主要包括表皮组织130和真皮组织140。示例性微移植 物120的下部150也可包括可存在于供区100的真皮层的下部(例如接近真皮/脂肪层边 界)的干细胞。在采集过程中产生的孔110的宽度或尺寸(其可大约对应于采集的微移植物120 的部分的尺寸)可为小于约1mm，或小于约0. 5mm。在某些示例性实施方案中，直径或宽度 可为小于约0. 3mm或约0. 2mm。示例性孔110的尺寸可以例如基于在供区100中产生可快 速愈合和/或没有疤痕的小损伤区域的影响以及基于产生可足够大以形成足够量的移植 组织的组织部分进行选择。例如，可以通过扩散传输在约0. Imm的距离为活组织提供营养素。因此，具有至少一个小于约0. 3mm例如0. 2mm尺寸的示例性微移植物120可显示改善的生存能力和存活可 能性，并且当用于移植中时生长。当置于受区时，在组织血管再生成之前，这种示例性微移 植物120能更好地接受营养素(包括例如氧气)。更大的微移植物120也可从这种营养素 的扩散传输中受益，也可比显著更大的移植组织部分(例如传统的全层厚、刃厚或网状移 植物)更易于存活。通过采集从供区100移除的表面组织的部分(分数)(可对应于孔110所占的示 例性供区100部分表面积)可为小于约70%，或更优选为小于约50%。移除的组织部分可 足够大以提供足够采集的微移植物120从而形成合适尺寸的移植物，但是要足够小以促进 基于剩余完好组织的生长的供区100的快速愈合。其他可从供区100移除的组织部分取决 于例如下列因素，如供区100的特定特征、所需移植物的尺寸和可用供区组织的总量。在另一个本发明公开的示例性实施方案，移植物200可通过将多个微移植物120 埋入或插入到生物相容性基质210中来提供，如图2A中所示。含有微移植物120的示例性 基质210可暴露于营养素以促进采集的微移植物120的生长，例如在生长发生之后在移植 物200中形成连续或近似连续的组织层。可包括基质210和微移植物120的示例性移植物 200可直接放在受区220(例如清洁过的伤口区域)上，如图2B所示。示例性微移植物120 也可包括上述干细胞，其也可促进示例性微移植物120移植到受区220时的愈合和整合。受 区220可提供营养素和/或促进采集的微移植120的血管再生，从而可通过基质210进一 步增强它们的生长以最终填满分隔它们的空间。例如，图2B示出开始生长到周围基质210 中之后的微移植物120。在一个示例性实施方案中，当从供区100移除时，微移植物120可以大约相同的间 隔(例如相似面密度)放入基质210中。这个示例性构型可在微移植物120生长和用新组 织填充它们之间空间之后，产生一定量的移植组织，其可以是大约与供区100的总采集面 积相同尺寸。也可增加基质210中的微移植物120的平均间隔以形成大于采集的供区100 的总面积的移植组织。在特定移植物200中的微移植物120的特定间隔可基于以下因素选 择例如供区100的尺寸和部分损害，要被皮肤移植物200覆盖的受区220的尺寸，微移植 物120再生长和形成连续组织层所需的时间，移植受区的期望外形等等。例如，示例性微移 植物120在特定移植中可间隔很远，这可提供更大的移植面积但是也需要更长的愈合时间 并且在愈合的移植物200中可能存在一些可见疤痕或质地。在另一个示例性实施方案中，如图3C中示出的组织部分320可以以伸长的窄条型 形状采集。一个或更多个示例性组织条320可包括表皮组织130以及真皮组织140，其可与 图IC中所示的微移植物120相似。例如，示例性组织条320的高度可为约3mm，或者可以是 可对应于在供区100处的真皮层局部深度的另一个长度。当基于例如供区和受区的特性、 要通过移植修复的伤口等来采集组织条320时，也可选择更大和/或更小的深度。这种示例性组织条320的采集可在供区100中留下窄长的沟槽310，如图3A中所 示。沟槽310的宽度(和因此采集的组织条320的宽度)可为小于约1mm，或小于约0. 5mm。 在某些示例性实施方案中，这种组织条的宽度可为小于约0. 3mm，或约0. 2mm。如文中所述， 这种小尺寸可促进营养素扩散传输到移植组织，并且可改善采集的组织的生存能力。沟槽 310从皮肤表面的深度可对应于采集的条320的高度。移除以形成组织条320的示例性供区310的表面积部分(分数)可为小于约70%，或约50%，或更小。支配与采集的伸长组织条320有关的参数选择的因素(例如从供区移 除的宽度和面积部分)可与上述关于基本为圆柱形微移植物120的相类似。采集的条320 的长度可基于例如薄组织条320的切割、移除和处理的难易度、供区100的尺寸等来选择。 形成于供区中伸长的沟槽310也能够快速愈合而很少或没有可见疤痕，如图:3B所示，这是 因为横向尺寸小和存在可支持局部组织再生的相邻健康组织。采集的条320可放置在例如类似于图2A中所示的基质210的生物相容性基质中。 组织条320可布置为大约平行的构型，例如对应于它们从其上移除的供区沟槽310的构型。 条320间的间隔可根据需要相对于供区100中的沟槽310增加或下降，例如以分别提供或 者更大的移植组织总面积，或者更紧密排列的移植组织。这种采集的组织条320可用于某 些移植过程，因为长尺寸可保留采集的皮肤组织中的结构，这可促进血管再生和改善由其 形成的移植物的愈合。收集的组织部分可以其他形状从供区移除，包括瓷砖图案或类不规则碎片形状。 一般地，每一片移除的组织(例如各自对应于供区中的孔或空隙)可具有至少一个小于约 Imm或小于0. 5mm的小尺寸。在某些示例性实施方案中，该小尺寸可为小于约0. 3mm，或约 0. 2mm。在另一个示例性实施方案中，采集的组织部分可以密集构型放置在受区。例如，图 4A是可聚集成示例性密集构型的多个基本圆柱状微移植物120的示意顶视图；例如其中各 相邻的示例性微移植物120互相至少部分直接接触。图4B是图4A中所示的微移植物120 的侧面图。该示例性密集构型可提供比采集的供区100的总面积小的移植物，而其可倾向 于更快愈合并且比使用间隔分离的采集的组织部分120，320而形成的移植物更不易产生 可见疤痕。类似的收集的组织的示例性密集构型可利用例如图3C中所示组织320的伸长 条等来形成。示例性生物相容性基质210可利用一种或多种材料形成，其构造成为采集的微移 植200提供机械稳定性和/或支撑，和/或其可促进组织再生。可用于形成基质210的材 料的实例包括聚乳酸(PLA)、胶原或透明质酸(例如乙酰透明质酸)。也可在基质210中提 供营养素或其他添加剂以促进组织再生。红光或近红外光也可用于在组织采集和移植组织 放置之后照射供区和/或受区以进一步促进组织的愈合。在某些示例性实施方案中，例如光化学组织接合的技术可用于改善基质210中的 微移植物120和/或组织条320的机械稳定性。例如，用于光化学组织接合的技术在美国 专利No. 7，073，510中描述。该技术包括对组织应用光敏剂，然后用电磁能辐照以产生组织 密封。例如，光敏剂如RoseBengal可应用到含有示例性微移植物120和/或组织条320的 基质210中，然后将基质暴露于绿光约2分钟。光化学组织接合可催化聚合反应，其可使微 移植物120和/或组织条320更强地接合到基质210，其中基质210可包括蛋白质如例如透 明质酸或胶原。在另一个本发明公开的示例性实施方案中，可提供装置500，例如图5A中所示，其 可促进如本文所述从供区100采集示例性微移植物120。示例性装置500可包括可由金属 或其他结构刚性材料制成的中空管510。例如管510可用不锈钢、活检针或类似结构形成。 管510可涂覆润滑剂或低摩擦材料，如Teflon ，以进一步促进管510在供区组织100组 织通行。
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管510的内径可选择为大约对应于本文所述的待从供区100移除的微移植物120 的特定直径。例如，18或20规格的活检针(例如分别具有内径0. 838mm和0. 564mm)等可 用于形成管。也可使用具有较大规格(和更小内径)的活检管。采集的微移植物120的直 径或宽度可稍小于用于采集的装置500的内径。管510的远端可成型为构成多个尖端520。例如，图5A所示两个示例性尖端或延 伸部分520可通过相对于管510的长轴以一定的角度研磨管510的对侧来形成。在如图5B 所示的另一个示例性实施方案中，可提供示例性装置阳0，其包括具有在其远端提供的三个 尖端或延伸部分520的管510。该示例性构型可通过相对于管510的长轴以一定的角度研 磨管510的三部分来形成，其中所述三部分可通过绕着管510的周长约120度的间距分隔。 在另一个示例性实施方案中，可提供采集微移植物的装置，其包括具有在其远端提供的多 于三个尖端或延伸部分520的管，例如管510具有四个、五个、六个、七个或八个尖端520。示例性尖端或延伸部分520可有利于装置500，550插入到供区100的组织。例如 通过研磨管510的远端部分而形成的示例性尖端或延伸部分520可具有沿其侧面的斜边， 这可进一步有利于装置500，550插入到供区组织中。示例性装置500也可包括在管510的外表面上提供的轴环或止动器M0。示例性 止动器540可附加到管510，远离尖端520特定距离，或者该距离可例如通过沿着管510的 轴移动止动器540而在某个长度范围调整。图6A说明插入供区100的组织后的示例性装置500，例如直到止动器540接触供 区100的表面。组织部分600可存在于管510的下部内。当管510刺入供区组织100时， 该组织部分600的横侧面可通过管510的远端和/或尖端520而与周边组织切割或割断。 这种组织600可保留在管510中，并且离开供区100以形成微移植120，例如当管510如图 6B所示从供区100移除。由此形成的示例性微移植物120可包括表皮组织130和真皮组织 140。示例性微移植物120可例如通过在管510的近端的开口 620提供压力而从装置中 移除，如图6C所示。这种压力可例如通过对开口吹气、通过挤压所附的柔性球形物、通过打 开通向例如小泵的升压源的阀等来提供。或者，示例性微移植物120可通过将示例性装置 500插入供区100的多个位置来采集。然后管510内的每个微移植物120将其上的微移植 物推向开口 620。一旦管520填满采集的组织，示例性装置500向供区100的每次额外插入 可促使管510内最上面的微移植物120推出近端开口 620。示例性装置500可插入到供区组织100至大约对应于采集的微移植物120的期望 长度的深度。这个距离可例如通过适当地放置或调整示例性装置500上的止动器540来确 定和/或控制。例如，示例性装置500可配置或构造为使得尖端或延伸部分520延伸到位于 或靠近真皮/脂肪层交界610处，如图6A所示。例如，微移植120可通过将装置500从供 区移除而不沿其轴转动管510来从供区100移除。相比之下，常规活检针等可能要求沿长 轴旋转以促进组织样品从周围组织上移除。示例性装置500上提供的尖端或延伸部分520 可促进微移植物120从供区100的周围组织的这种移除。在某些示例性实施方案中，在供区的一些或所有组织可以在采集微移植物120之 前进行冷却、冷冻或部分冷冻。这种冷冻可有利于微移植物120的切割、移除、处理和/或生 存能力。供区组织100可用常规冷却技术进行冷却或冷冻，例如应用冷冻喷雾(crypspray)或者使供区100的表面与冷却的物体接触适当时间。示例性装置500也可在采集微移植物 120之前冷却。这种冷却和/或冷冻可例如提高微移植物120在采集和/或放置在基质210 中时的机械稳定性。示例性微移植物120可采用多种技术提供到基质210中。例如，单个微移植物120 可利用如镊子等插入基质210的特定位置。如图6B所示的含有采集的微移植物120的示 例性装置500也可插入到基质210的一定位置，并且可对近端开口 620施加压力将微移植 物120推入基质210。然后可从基质210移除示例性装置500，重复该程序以将多个微移植 物120放入基质210中。可覆盖近端开口 620同时将装置500插入基质210以防止微移植 物120被进一步推入装置500。例如，管510的上部可填充液体例如水或生理盐水，以提供 可以进一步防止微移植物120再上升到管510中的不可压缩的体积。这种流体也可通过在 近端开口 620提供压力促进从示例性装置500移除微移植物120。本文中描述的采集和移植微移植物120的示例性过程可用于将微移植物120直接 提供到例如基本上整个受区组织中。例如，微移植物120可从可包含黑素细胞的供区100 采集，并且直接插入缺乏足够黑素细胞的受区的组织中。这种示例性过程可用于使皮肤组 织再上色，例如处理白斑或类似情况。如本文所述，受区组织也可以在向其中插入微移植物 120之前冷冻或部分冷冻。示例性微移植物120也可从健康供区采集，并直接放入疤痕组织以促进健康组织 在疤痕中的生长。可选地，组织部分可在将微移植物放入通过移除这些组织部分形成的受 区孔中之前从受区移除。孔可以具有与要插入其中的微移植物120的尺寸大约相同或稍大 的尺寸，以有利于这种插入。孔可例如使用如上所述的一个或多个管510通过用例如烧蚀 激光等移除或烧蚀组织而在受区形成。在本发明公开另一个示例性实施方案中，可提供示例性装置700，如图7所示。装 置700可包括例如附着或机械连接到基底710的多个管510。管510可以各种构型例如以 线性阵列或以各种二维图案的任意一种沿着基底710来提供。在示例性装置700中提供的 管510的数目可为例如大于五个管510，大于约10个管，或大于约30个管510。可提供外壳720，与管510的近端开口 620相连通。外壳720也可提供为与例如压 力源730相连通。例如，压力源730可包括泵或可变形球形物等。压力源730可包括例如 与外壳720相连通的柔性膜，从而当膜变形时在外壳720内提供升高的压力。这种构型可 有利于向近端开口 620施压，用于除去和/或插入本文中所述的可在管510中采集的微移 植物120。在装置700中可任选地提供振动设备740。振动设备740可机械连接到基底710和 /或管510，以促进管510插入基质材料的组织中以采集或放置微移植物120。振动设备740 可具有约50-500 μ m的振幅，或约100-200 μ m。引发的振动频率可为约IOHz至约IOkHz， 或约500Hz至约2kHz，或甚至约1kHz。特定振动参数可基于示例性装置700的尺寸、平均 间隔和管510的材料、管510的数目、和/或处理的组织来选择。振动设备740可包括配置 为调整振幅和/或振动频率的电路。示例性装置700可用于在多个管510中同时获得多个微移植物120。利用示例性 装置700获得和移除这种微移植物120的示例性过程可以与本文中所述利用图6A-6C所示 的示例性装置500获得单个微移植物120的过程相似。
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振动也可有助于在管全部插入供区100之后将临近管510的远端的组织割断。这 可促进管510内的组织部分从供区100的分离和/或提取。这些组织部分也可在当管510 从供区100收回时通过在管510内的摩擦而保持。在另一个实施方案中，供区组织可在管510插入前预冷却，例如使用对流或传导 技术例如使用冷冻喷雾或使冷却物体接触组织表面。供区100的冷却可在当管510插入供 区组织100中时降低痛觉，并且可使得组织100更刚性和方便更精确地用管510割断组织 部分(例如微移植物120)。在示例性装置700中管510的位置和间隔可例如基于要获得的微移植物120特 性、对供区100的伤型和/或本文上述的其他因素的来确定。示例性装置700中提供的管 510的数目可基于多种因素进行选择。例如，可能期望大量的管510以允许从供区100同 时采集更多的微移植物120。这种示例性构型可有助于更有效的采集过程。更小数目的管 510可更易于同时插入供区组织100中。另外，具有非常大数目的管510的示例性装置500 可能难以制造和/或维护。采集的组织部分可从管510直接沉积到生物相容性基质材料210中。管510和其 中所含组织部分可在组织部分移除之前冷却。这可以使管510内的组织变硬，并使它们易 于操纵和放置。在另一个实施方案中，可提供包括多个基本平行刀片的装置。某些相邻刀片的端 部可连接或闭合以提供例如在相邻刀片间的窄长方形开口。例如可使用这种示例性装置以 形成如图3C示出的组织条320。该示例性装置的间隔、长度和其他特征可基于类似于本文 中所述例如对于实施例装置500、700的那些因素进行选择。在本发明公开的另一个示例性实施方案中，本文中所述示例性方法和装置可应用 到皮肤组织之外的其他组织，例如内部器官如肝或心等。因此，可形成移植物，用于各种组 织，同时对供区产生小损伤和有助于其快速愈合，并且产生适合于在受区放置的移植组织。实施例图8A示出包括2个尖端的示例性装置的远端图像。该装置与图5A所示的示例性 装置500类似。图8B中示出该示例性装置的另一个旋转图像。示例性装置用具有约Imm 外径和约0. 5mm的内径的管形成。尖端或延伸部分通过相对于管的轴以合适的角度研磨管 的远端的两个相对侧面而形成。所用角度为约30度，尽管也可用其他角度。沿着尖端或延 伸部分的侧面可以看见管壁的斜边。这些尖端的形状可有助于装置插入到供区的组织和/ 或从供区分离一部分微移植组织，如本文中详述的那样。例如，可通过将装置插入供区组织 和从供区组织收回而不沿其轴旋转管来从供区分离和移除这种微移植物。图9是用图8A至8B所示的装置从活体外皮肤组织的供区获得的多个微移植物的 图像。微移植物被拉伸为基本相似的形状，尽管形状的细节可以一定程度的不规则。这些 微移植物的上部包括表皮组织，而这些微移植物的下部包括从供区移除的真皮组织。这些 微移植物的宽度稍小于用于采集它们的图8A-8B的管的内径。图9中所示的微移植物通过将示例性装置插入供区中多次直到管中填满收集的 组织而从装置移除。然后每次后续的装置插入供区组织迫使最上面的微移植物离开管的近 端，其在此处分别取回用于分析。也可通过对含有微移植物的管的近端施加压力以迫使其 离开所述管的远端而移除这种微移植物。
前述仅仅说明本方面公开的原理。通过本文的教导，对于所述实施方案的各种修 改和代替对于本领域技术人员是显而易见的。因此将理解本领域技术人员能够修改各种技 术，尽管没有明确在文中描述，但是说明了本发明公开的原理，因此是在本方面公开的精神 和范围内的。本文中引用的所有专利和文献都通过引用全文并入本文。
权利要求
1.一种用于移植至少一种生物组织的方法，包括 从供区移除多个组织部分；和将移除的组织部分提供到受区，其中所述移除的组织部分中的至少两个具有至少一个小于约Imm的尺寸。
2.权利要求1的方法，其中所述移除的组织部分的每一个具有至少一个小于约0.5mm 的尺寸。
3.权利要求1的方法，其中所述移除的组织部分的每一个具有至少一个小于约0.3mm 的尺寸。
4.权利要求1的方法，其中所述移除的组织部分的每一个具有至少一个小于或等于约 0. 2mm的尺寸。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中从所述供区移除的所述组织部分的面积分数小 于约70%。
6.权利要求1-4中任一项的方法，其中从所述供区移除的所述组织部分的面积分数小 于约50%。
7.权利要求1的方法，其中所述移除的组织部分的至少之一具有基本圆柱形形状。
8.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述移除的组织部分的至少之一具有伸长的条状。
9.权利要求1-8中任一项的方法，还包括将所述移除的组织部分提供到生物相容性基 质中。
10.权利要求9的方法，其中所述基质包括胶原、聚乳酸和/或透明质酸中的至少一种。
11.权利要求9和/或10中任一项的方法，还包括将所述组织部分的至少一部分接合 到所述基质上。
12.权利要求9-11中任一项的方法，还包括将所述基质和放入其中的所述移除的组织 部分施加到所述受区以在其上形成移植物。
13.权利要求1-8中任一项的方法，还包括将所述移除的组织部分直接插入所述受区 的组织中。
14.权利要求13的方法，还包括在所述受区形成多个孔，然后将所述移除的组织部分 插入所述孔。
15.权利要求14的方法，还包括利用烧蚀激光形成所述孔。
16.权利要求14的方法，还包括利用至少一个中空管形成所述孔。
17.权利要求1-16中任一项的方法，其中所述移除的组织部分包括皮肤组织。
18.权利要求17的方法，其中所述移除的组织部分包括表皮组织和真皮组织。
19.权利要求1-16中任一项的方法，其中所述移除的组织部分包括来自内部器官的组
20.一种用于移植至少一种生物组织的装置，包括至少一个中空管，包括设置在其远端的至少两个尖端或延伸部分， 其中所述至少一个管的内径小于约1mm，和其中所述至少一个中空管的至少一部分构造为在供区处插入到所述至少一种生物组 织中，以在当所述至少一个管的所述部分从所述供区收回时从所述供区移除至少一部分的移植组织。
21.权利要求20的装置，其中所述至少一个管的内径小于约0.5mm。
22.权利要求20的装置，其中所述至少一个管的内径小于约0.3mm。
23.权利要求20-22中任一项的装置，其中所述管包括设置在其远端的至少三个尖端 或延伸部分。
24.权利要求20-22中任一项的装置，其中所述管包括设置在其远端的至少四个尖端 或延伸部分。
25.权利要求20-24中任一项的装置，还包括止动器，所述止动器连接到所述至少一个 管的外部，以至少控制和/或限制所述至少一个管插入所述至少一种生物组织中的距离。
26.权利要求20-25中任一项的装置，还包括基底，其中所述至少一个管包括至少两个 中空管，其中所述至少两个中空管固定到所述基底。
27.权利要求沈的装置，其中所述至少一个管包括固定到所述基底的至少五个中空管。
28.权利要求沈的装置，其中所述至少一个管包括固定到所述基底的至少十个中空管。
29.权利要求沈的装置，其中所述至少一个管包括固定到所述基底的至少三十个中空管。
30.权利要求沈-29中任一项的装置，还包括设置为与所述中空管的近端相连通的外壳。
31.权利要求30的装置，还包括设置为与所述外壳相连通的压力源。
32.权利要求31的装置，其中所述压力源包括泵、柔性球形物和/或可变形膜中的至少一种。
33.权利要求20-32中任一项的装置，还包括与所述至少一个中空管机械相连的振动
全文摘要
本发明提供采集小部分组织(微移植物)以形成移植物的装置和方法的示例性实施方案。例如，中空管可插入供区的组织，其中中空管的远端可具有两个或多个尖端或延伸部分以有助于微移植物从周围组织上分离。示例性装置可提供为包括多个这种管以同时采集多个微移植物。采集的微移植物可具有小尺寸例如小于约1mm，或小于约0.3mm，这可以促进供区的愈合和/或采集的组织的生存能力。微移植物可为大约圆柱形或条状，并且可放入生物相容性基质中以形成移植物或直接放入受区的组织中。这种示例性微移植物可从皮肤或其他类型的组织例如各种内部器官中获得。
文档编号A61B17/50GK102119006SQ200980120442
公开日2011年7月6日 申请日期2009年4月1日 优先权日2008年4月1日
发明者威廉·A·法里内利, 理查德·罗克斯·安德森, 迈克尔·R·汉布林, 迪特尔·曼施泰因 申请人:通用医疗公司