用于组织表面的羊膜覆盖物与利于膜固定的装置的制作方法

文档序号:1029906阅读:514来源:国知局
专利名称:用于组织表面的羊膜覆盖物与利于膜固定的装置的制作方法
相关申请本申请要求2002年3月14日所提出的美国临时申请60/365,356的权益,其教导全文引入作为参考。
政府支持本发明全部或部分得到美国国家卫生院的研究经费(编号EY06819)赞助,美国政府对本发明拥有部分权利。
背景技术
羊膜组合物,例如从人、猪、或马等哺乳类羊膜组织所取得的羊膜提取物与羊膜,含有生物成长因子。羊膜是一种生物膜,沿羊膜腔内壁排列,它包括简单的立方上皮、厚的基底膜、以及含有透明质酸的无血管间叶层(mesenchymal layer)。已知在动物模型内,羊膜组合物可消炎且减少纤维血管内生,并促进上皮细胞形成。羊膜被认为在胚胎的伤口无疤愈合过程中具有一定作用(Tseng,S.-C.-G.,等,“Suppression of Transforming GrowthFactor-Beta Isoforms,TGF-β Receptor Type II,and MyofibroblastDifferentiation in Cultured Human Corneal and Limbal Fibroblasts by AmnioticMembraneMatrix,”J.Cell.Physio.,179325-335(1999))。
早在1910年便有文献记载Davis将胚胎膜,包括羊膜与绒毛膜在外科手术中用于烧伤与溃烂的皮肤上(Davis,J.W.,“Skin Transplantation With aReview of 550 cases at the Johns Hopkins Hospital,”.Johns Hopkins Med.J.,15307(1910))。自1973年开始,Trelford及其同事报告了羊膜的其它用途,例如包括用于取代骨盆腹膜;用于全厚度皮肤伤口;进行带蒂移植手术时,用以覆盖外露深层内表面;全舌切除术后,用于覆盖手术缺口的移植物;以及预防头部外伤后脑膜与大脑附着(见Trelford与Trelford-Sauder,“TheAmnion in Surgery,Past and Present,”Am.J.Obstet.Gynecol.,134833(1979))。
羊膜组合物已被用于治疗受损的角膜组织。例如,羊膜移植已被用于急性化学品与热烧伤后眼表(ocular surface)重建(Kim,J.-C.,和Tseng,S.-C.-G.,“A Transplantation of Preserved Human Amniotic Membrane for SurfaceReconstructionin Severely Damaged Rabbit Corneas,”Cornea 14(5)473-484(1995)))。将移植的羊膜用外科手术中的缝合技术从内或外固定在组织表面(同第475页)。以受损角膜组织为例,不论羊膜是用作永久移植物还是暂时贴片,在大型手术室中皆利用缝合线将所述羊膜固定在患者的眼睛上。
虽然,例如可将羊膜缝合在眼睛表面,但可能无法将病危护理的患者送进手术室,进行必要的眼部手术。因此,需要一种装置,来利于用羊膜治疗受损或病变的组织,例如被化学或热烧伤的角膜组织,且不需将所述膜缝合固定在适当位置(in place)。
此外,也利用缝合将羊膜固定在培养嵌套(insert),例如培养细胞用的硅氧烷环。但通过缝合法制作培养嵌套相当耗时。因此,需有一种制作培养嵌套的高效方法。
发明概述本发明及其他包括以下的单项或组合。在一项实施方式中,羊膜被固定在一个装置或支持物上,例如,其形状适合覆盖角膜表面的一部分、角膜表面、或整个眼表的构型体(conformer)。所述支持物可为环形。所以有羊膜附着的支持物可被用作临时贴片以减少炎症与瘢痕形成,进而促进伤口愈合并恢复眼部舒适与视力。
本发明一方面涉及将膜固定在支持物(例如培养嵌套)的方法与器具。此方法包括以下步骤使所述膜接触培养嵌套;将所述膜置于培养嵌套上,从而使所述膜完全覆盖该培养嵌套;将辐射状弹性圈(band)置于圆锥形扩张器(expander)的顶点上,此扩张器有顶点、底座、以及直径从顶点往底座逐渐增加的外表面,且此底座有肩部;使此扩张器的底座接触一个环,此环有外缘环形凹槽来容纳弹性圈;将所述圈从扩张器顶点,沿着扩张器的外表面,往扩张器底座的肩部拉,使所述圈伸展形成辐射状扩张状态;将所述圈拉过扩张器肩部,并置入环的外缘环形凹槽,从而在可控下将所述圈从扩张器释放,并使所述圈与所述环附着;使与所述圈附着的环接触嵌套上的膜;再将所述圈从所述环上可控释放,使得所述圈从该环上移至嵌套上,从而将所述圈固定在所述膜上并将所述膜固定在嵌套上。
本发明及其他也包括以下实施方式的单项或组合。本发明方法的一项实施方式利用本发明器具,一种将辐射状弹性圈沿着扩张器外表面拉伸的器具来进行,此器具包括一根纵向延伸有近端部分与远端部分的插管,此插管内部有从近端部分纵向延伸到远端部分的孔,并同轴套在扩张器顶点,且在远端部分辐射状扩张。以此方式,可用本发明的一种器具,与置于圆锥形扩张器顶点的辐射状弹性圈摩擦接合(engage),此扩张器有顶点、底座、以及直径从顶点往底座逐渐增加的外表面;此器具还用于将所述圈从扩张器顶点,沿着扩张器外面,往扩张器底座拉,从而使所述圈伸展形成辐射状扩张状态。
本发明另一项实施方式是将膜固定在环上的一种方法,此环内表面限定了孔,且至少有一个可容纳O型环的环形凹槽。此方法包括以下步骤使要固定的膜接触所述环;将所述膜置于此环上,从而使该膜完全覆盖此环;再将O型环嵌入所述环形凹槽,即可将此膜固定在所述环上。因此,本发明的一种复合物(composite)是一种培养嵌套,其包括环,其内表面限定了孔,且至少有一个可容纳O型环的环形凹槽;固定在此环上的膜,此膜完全覆盖环;以及嵌入所述环形凹槽的O型环,以在组装过程中将所述膜固定在所述环上。
本发明另一项实施方式是将膜固定在有环形外围面(outer peripheralannular surface)的O型环,与内表面限定了孔、并且至少有一个环形凹槽的环中间的一种方法。此方法包括以下步骤使要固定的膜接触此O型环;将所述膜置于此O型环上,从而使此膜完全覆盖此O型环;用此膜包裹所述O型环的环形外围面,形成被包绕的O型环;再将所述被包绕的O型环嵌入所述环形凹槽中,即可将所述膜固定在所述O型环与所述环中间。
依照本发明方法的实施方式,固定在两个环中间的膜为本发明的复合物。因此,本发明复合物为一种培养嵌套,其包括具有限定了孔的内表面、且有环形外围面的O型环;固定在此O型环上的膜,此膜完全覆盖所述O型环,并包裹O型环的环形外围面,形成被包裹的O型环;以及具有限定了孔的环型内面、且至少有一个环形凹槽的环,所述凹槽大小可容纳所述被包裹的O型环;其中,将所述被包裹的O型环置于所述环形凹槽内,从而在组装过程中将所述膜固定在O型环与所述环中间。
本发明的另一项实施方式是将膜固定在第一扣环(snap together ring)与第二扣环中间的一种方法,所述第一扣环表面有多个间隔的固定榫(spacedfastener post),所述第二扣环表面有多个间隔的固定孔(fastener postaperture)。此方法包括以下步骤使要固定的膜接触第一扣环表面;将所述膜置于第一扣环上,使该膜完全覆盖第一扣环;将第二扣环置于第一扣环上,至少有一个间隔的固定榫对准至少一个间隔的固定孔;再通过将至少一个固定榫插入一个固定孔来将第一扣环与第二扣环锁合(lockingly engaging),从而将所述膜固定在第一扣环与第二扣环中间。
因此,本发明另一种复合物是一种培养嵌套,其包括第一扣环,此第一扣环有第一表面,此第一表面上有多个间隔的固定榫;第二扣环,此第二扣环有第二表面,此第二表面上有多个间隔的固定孔,其中在组装过程中在将两个扣环匹配啮合时,至少有一个固定孔其间隔可对准至少一个固定榫的位置;以及固定在两个扣环中间的膜。
本发明另一项实施方式是将膜固定在环上的一种方法,此环有环形外围面、内围面、顶部表面、以及底部表面,且至少一个表面上有至少一个切口(cut slit)。所述方法包括以下步骤使要固定的膜接触所述环;将所述膜置于此环的顶部表面或底部表面,从而使此膜覆盖此环;再将所述膜插入切口,即可将所述膜固定在所述环上。
因此,本发明的一种复合物是一种培养嵌套,其包括环,此环有环形外围面、内围面、顶部表面、以及底部表面,且至少一个表面上有至少一个切口;和置于此环的顶部表面或底部表面的膜,此膜覆盖所述环,且至少有一部分所述膜插入所述切口,从而在组装过程中可将所述膜固定在所述环上。
本发明另一项实施方式是制备用于组织表面的生物聚合物覆盖物的一种方法。本方法包括以下步骤使所述生物聚合物膜接触具有环形外缘的第一环表面,其外径可搭扣配合(snap-fit)在具有环形内缘的第二环的内径内;将所述膜置于第一环上,使此膜完全覆盖第一环,并用此膜包裹第一环的环形外缘;将第二环置于第一环上,使两者同轴对准;再将第一环与第二环锁合,即可将所述膜固定在第一与第二环中间,并制成用于组织表面的生物聚合物覆盖物。
因此,本发明的一种复合物是一种组织表面覆盖物,其包括一个有环形外缘和外径的第一环;完全覆盖此第一环的膜,此膜包裹此第一环的环形外缘;一个有环形内缘和内径的第二环,此第二环的内径大小搭扣配合盖住所述第一环的外径,且此第二环被置于第一环上,使两者同轴对准;在此组织表面覆盖物的组装过程中,将所述第一环与第二环锁合,即可将膜固定在第一环与第二环中间。
本发明另一项实施方式是制备用于组织表面的羊膜覆盖物的一种方法。此方法包括以下步骤将粘合组合物涂在具有外径的支持物的至少一面上;使所述支持物表面上的粘合组合物接触羊膜,此膜有直径大于所述支持物的外径的表面;将所述支持物置于此羊膜上,使得将所述膜内折能够盖过该支持物;将所述膜内折盖过支持物,使所述支持物被此膜覆盖,即可制成用于组织表面的羊膜覆盖物。
因此,本发明的一种复合物是一种用于组织表面的羊膜覆盖物,其包括具有外径的支持物;涂在所述支持物至少一面上的粘合组合物;以及接触此粘合组合物的羊膜,此膜有直径大于所述支持物的外径的表面,且在组装过程中,此膜被内折盖过所述支持物,使得所述支持物被所述膜覆盖并通过粘合组合物固定在羊膜上。
本发明另一项实施方式是制备用于组织表面的羊膜覆盖物的方法。所述方法包括以下步骤将具有外径的支持物置于羊膜的中心部分,此膜有直径大于所述支持物的外径的表面;将粘合组合物涂在所述支持物外径以外的羊膜表面部分;将所述羊膜内折盖过所述支持物,以使此支持物被羊膜覆盖,即可制成用于组织表面的羊膜覆盖物。
因此,本发明一种复合物是一种用于组织表面的羊膜覆盖物,其包括具有外径的支持物;具有直径大于所述支持物外径的表面的羊膜;及涂在所述膜至少一面上、用以将所述膜固定在所述支持物上的粘合组合物,在组装用于组织表面的羊膜覆盖物的过程中,将所述膜内折盖过所述支持物,使得所述支持物接触所述粘合组合物,并被所述膜覆盖。
本发明另一项实施方式是制备用于组织表面的羊膜覆盖物的一种方法。所述方法包括以下步骤将具有外径的支持物置于羊膜的基质面(stromal side)的中心部分,此羊膜有直径大于所述支持物的外径的表面;将所述羊膜内折盖过所述支持物,从而使所述支持物被所述羊膜覆盖,形成被覆盖的支持物;并且将所述被折起的膜的基质面的一部分与所述膜的基质面的另一部分相粘合,由此在适当位置支撑所述被覆盖的支持物,并制成用于组织表面的羊膜覆盖物。
因此,本发明的一种复合物是一种用于组织表面的羊膜覆盖物,其包括具有外径的支持物;其表面的直径大于所述支持物外径、并有基质面的羊膜;在组装过程中,将所述支持物置于所述膜基质面的中心部分,再将所述膜内折盖过所述支持物,使得该支持物被所述膜覆盖,并且将所述被折起的膜的基质面的一部分与所述膜的基质面的另一部分粘合,由此在适当位置支撑所述支持物。
本发明另一项实施方式是一套用具组(kit),其包括本发明的器具,其将辐射状弹性圈沿着扩张器外面拉伸;圆锥形扩张器;O型环;内面限定了孔、且至少有一个环形凹槽的环,所述凹槽大小可容纳所述O型环;以及至少一片其尺寸可完全覆盖所述环的膜。
本发明有许多优点。本发明不同实施方式中的装置与方法,利于将置于膜上的弹性圈或环,固定在诸如培养嵌套或用于组织表面的覆盖物等支持物上。将处于扩张状态的所述环套到所述支持物上,所述环的弹力施加收缩力使所述膜固定在所述支持物上。使用重型环(heavy ring)时,需要相当大的力才能扩张,且此过程费时费力。用本发明的方法与器具来扩张环,并将所述环套在支持物上,会利于将所述环固定在所述支持物上,并将所述膜固定在所述支持物上。
依照本发明一项实施方式用于组织表面的羊膜覆盖物,可包括支持物,它是弹性的或被成型以匹配(molded to fit)已知组织表面轮廓。例如,可将用于组织表面的羊膜覆盖物成型以匹配所述眼表轮廓,并可覆盖眼表一部分或整个眼表,以形成眼用绷带。
眼部外科手术或眼睛外伤后,依照本发明一项实施方式,将用于眼组织表面的羊膜覆盖物置于眼皮与角膜中间用作绷带隐形眼镜(bandage contactlens),而不是用胶带贴住上眼皮以盖住眼睛,或将上下眼皮缝合以盖住眼睛,或在眼表缝上羊膜。此羊膜覆盖物可保护角膜,促进愈合,不需要固定眼皮或缝合,可方便地拆下或更换,并可用作可控释放药物传递载体(controlledrelease drug delivery vehicle)。
依照本发明一项实施方式所述,用于组织表面的覆盖物包括支持物。使用支持物不但利于将所述覆盖物嵌入或置于组织表面上,并将所述覆盖物从组织表面拆下,还可使附于其上的脆性膜被撕裂的可能性减少。
可将用于组织表面的羊膜覆盖物成型以匹配体内某一组织表面的轮廓,并在需要的组织部位植入。也可塑形(sharped)所述用于组织表面的覆盖物,使其成为植入组织与接受者自身组织结合的界面,通过使所述植入组织与所述接受者的免疫细胞屏蔽或隔离,以利于所述接受者的免疫系统接受被植入的组织。
通过永久移植物和通过暂时贴片、纱布(dressing)或绷带进行的羊膜移植,其中前者使宿主细胞生长覆盖所述膜或在所述膜上生长,对于治疗各种眼部患疾相当有用,并可有效利于上皮伤口愈合,减少基质炎、留疤、以及不必要的新血管生成。
因此,本发明包括一个用作暂时贴片的与羊膜粘附的支持物,它可用于患有任何疾病与创伤的眼表上,包括眼表的急性化学灼伤(10;11;18;26;27),一种伤害最大且最棘手的眼科急症。化学品,尤其是碱,其灼伤会导致严重发炎,通常会转为持续且慢性的。因此,肉芽组织加上坏死,势必会造成永久留疤。角膜表面有疤会降低视力,结膜有疤会使眼睛活动力受限,眼皮有疤会造成眼皮无法完全闭合(exposure)、机械性轻伤(由于睫毛内插(misdirected lash)和角质化)、或眼睛干涩。
伤势有生命危险的患者,往往无法进行紧急手术,例如羊膜移植物的移植术,来治疗眼部的化学灼伤或热烫伤。这时,将用于眼表的羊膜覆盖物作为暂时贴片,也就是纱布或绷带“隐形眼镜”,来进行紧急治疗。正因用于眼表的羊膜覆盖物是“无缝的(sutrueless)”,可利于简易护理患者(例如,用于加护病房(Intensive care)或烧灼伤中心(Burn Units)中无法送到手术室进行所需手术的患者),也让我们可研究未来的其它临床设施。所述羊膜覆盖物也可用于办公室作业,以免除繁琐且高成本的外科设施。
采用各种抑制炎症并促进伤口愈合的疗程的传统疗法,成效有限。多数严重性高于一级程度的化学灼伤患者,到了末期最终要面对严重的眼表衰竭。近来已经显示利用羊膜作为临时贴片进行移植可消炎与消疤,进而促进伤口愈合,并恢复舒适感与视力(26)。
羊膜作为暂时贴片,也已成功用于消炎、促进愈合、以及在患有皮肤粘膜眼综合征(Stevens Johnson syndrome)或中毒性上皮坏死时的急性阶段避免在患者身上留疤(36)。皮肤粘膜眼综合征患者,如在加护病房或烧灼伤中心的护理中幸运存活,仍通常因为眼表并发症的处理不当而患有失明疾病。这是因为为当所述患者在急救医疗的急性阶段时,眼表病变(breakdown)未立即处理。
依照本发明一项实施方式的用于组织表面的羊膜覆盖物,也可在为患者进行准分子激光手术时,用于减轻眼部疼痛与角膜混浊,以及用于提高人工角膜移植的成功率。
本发明一项实施方式中适用的羊膜,可依美国专利号6,152,142与6,326,019的教导得到、加工以及制备,它们全文引入本文作为参考。本发明一项实施方式中适用的羊膜,商品名为AmnioGraftTM,可从经销商Bio-Tissue公司(Miami,Florida)购买。
保存的羊膜无可存活的同种细胞,但仍维持其抗炎与防止留疤的功效。经其它机构证明,这种新的制备方法可使所有同种细胞失活(6),因此可免除同种移植排斥的潜在副作用,但仍保存所述羊膜的属性,也就是说,可促进上皮细胞形成,并减少子宫内固有的基质炎症、留疤、以及不必要的血管生成(2-5)。
附图简述由本发明如下优选实施方式的更具体的描述,本发明前述及其他对象、特征及优点是明显的,如附图所示,其中相同附图标记(reference character)在不同图中指相同部分。所述附图不需要比例尺(scale),而是着重在于阐述本发明的基理。
图1A是器具(30)的部分横截面正视图,该器具用于磨擦接合辐射状弹性线圈,该图显示器具(30)和圈(24)位于圆锥形扩张器(20)的顶点,而扩张器(20)的底座则与带有容纳圈(24)的外缘环形凹槽的环相接触。
图1B-1D描述用器具(30)的用途,它将圈(24)自扩张器(20)的顶点,拉向扩张器(20)的底座,并嵌入环的外缘环形凹槽。
图2是圆锥形扩张器(20)的部分横切正视图。
图3A是器具(30)的部分横切正视图,用于将圈(24)拉过扩张器(20)的外表面。
图3B是器具(30)的横切剖视图(cross-sectional view)。
图4A是O型环(24)的正视图。
图4B是具有外缘环形凹槽(23)的环(22)的正视图。
图4C描述了被羊膜(35)包覆(drap)的环(22)。
图4D描述了培养嵌套,其包括覆盖环(22)的膜(35),该膜由嵌入环(22)的内部环形凹槽的O型环(24)固定,及置入培养盘的培养嵌套。
图5A描述了O型环。
图5B-5C描述了膜(35)包裹(wrapped)的O型环(25)。
图5D描述了插入环(22)的内部环形凹槽(21)中以形成培养嵌套的被包裹的O型环(25),显示所述嵌套被置入培养盘中。
图6A-6B是两个扣环部分的透视图。
图6C是图6A及图6B的环相互锁合的透视图。
图6D是图6A及图6B的环以及,并有膜(35)在所述环中固定的部分剖面透视图。
图6E是图6D部分的放大图,以更好显示膜(35)。
图6F是膜(35)固定在图6A及图6B的环间的顶部平面图(top plan view)。
图6G是描述两个扣环的部分横切正视图,其中内环(37)的外部外周表面有刺(burs)。
图6H是内环(37)的剖视图,其外边缘有刺。
图7A是扣环(41)的透视图,包括其上可匹配图7C所示的第二环(39)上的固定榫(40)的孔(42)。
图7B是其上包覆有膜(35)的环(41)的透视图。
图7C是其上包括间隔的固定榫(40)的扣环(39)的外观图(pictorial view)。
图8A描述了置于带有切口(45)的环(46)上的膜(35),所述膜(35)被推入环(46)外周面的切口(45)。
图8B描述了被推入或嵌入切口(45)的带有松的附着膜(35)的环(46),该环(46)用镊子从模具(mold)(44)夹出。
图8C描述了将带有松的附着膜(35)的环(46)推入或嵌入切口(45)。
图8D描述了带有松的附着膜(35)的环(46),该环(46)被旋转来被包裹在羊膜中。
图8E是用膜(35)包裹的环(46)的表示图。
图9A是顶部表面有切口(50)的环(48)的透视图。
图9B是环(48)的一部分的横向剖面图,图示在切口(50)内有膜(35)。
图9C是环(48)的一部分的剖面图。
图9D是环(48)的顶部平面图,图示膜(35)覆盖了环(48)的一部分,所述膜(35)的边缘插入切口(50)。
图10A是外扣环的部分剖视图。
图10B是具有啮合边缘(gripping edge)(56)的内扣环的部分剖视图。
图10C是图10A-10B的扣环相互锁定时的部分剖视图。
图10D是用于组织表面的生物聚合物覆盖物的顶部平面图,其带有在图10A和图10B的扣环中固定的膜(35),图示该膜如何被置于所述覆盖物的顶部。
图11A是其表面涂有胶(84)的支持物(72)的外观图。
图11B是使带有胶(84)的支持物(72)与支持物(72)上的膜(35)相接触的外观图。
图11C是包裹支持物(72)的膜(35)的外观图,其形成了用于组织表面的羊膜覆盖物(78)。
图12A是放置支持物(72)并使其接触已添加胶(84)的膜(35)的外观图。
图12B是表示正包裹支持物(72)的膜(35)的外观图,来形成用于组织表面的羊膜覆盖物。
图13是被折叠覆盖一个支持物的两片膜(35)的剖视图,以形成用于组织表面的双层羊膜覆盖物(90)。
图14A是与羊膜(35)的基质面(94)中心部分相接触的支持物(96)的外观图。
图14B是用于组织表面的羊膜覆盖物(100)的透视图,图示折叠膜(35)覆盖支持物(96),以使膜(35)的基质面(94)的一部分粘附到该基质面(94)的另外一部分,以在适当位置支撑所述支持物。
图14C是覆盖物(100)的外观图,其中挠性的(flexible)O型环(102)被嵌入被覆盖的支持物下。
图14D是置于支持物(96)上的羊膜(35)的透视图。
图15A是包裹支持物的膜(35)的透视图。
图15B是图15A所示的被包裹的支持物的透视图。
图15C是挠性的O型环(102)的透视图,该环被嵌入图15B用于组织表面的羊膜覆盖物的支持物中。
图15D是用于组织表面的覆盖物的外观图,图示位于支持物内的O型环(102)。
图16A是用于组织表面的羊膜覆盖物的外观图,图示膜(35)用缝合线(106)固定于有凹槽的环状支持物(96)。
图16B是用于组织表面的羊膜覆盖物的外观图,该图描述膜(35)以夹环(clamping ring)(112)和缝合线(106)固定于有凹槽的环状支持物(96)。
图17A是表面限定有切口(117)的支持环(114)的部分剖视图。
图17B是环(114)的透视图,被膜(35)松松地覆盖,膜(35)有一部分被挤入切口(117)。
图17C是夹子的外观图。
图17D是培养嵌套的透视图,图示膜(35)被夹子(118)固定于环状支持物(114)上。
图17E是环(114)的部分剖视图,该环用大头针(tack)(120)被固定于环(114)上的膜(35)覆盖。
图18A是冷冻干燥膜(128)的密封包装的外观图,所述包装在隔间(126)有再水化(re-hydrating)溶液,在隔间(124)中有膜(128)。
图18B是图18A的包装的外观图,其密封破裂并且膜(128)在再水化溶液中。
图19A是形状适于覆盖眼表的支持物(134)的外观图,其中所述支持物的前述粘合组合物(84)接触支持物(134)的外周面部分,而膜(35)位于支持物(134)的内表面上,膜(35)将被折起并覆盖支持物(134)的外周面,使得膜(35)接触胶(84)并用胶(84)支撑在适当位置。
图19B是图19A所示用于眼表的覆盖物的正视图。
图20A是用于眼表的羊膜覆盖物,其支持物的另一项实施方式的上视图;所述支持物有斜削的内部环形凹槽(140)、及表面(134),并在外部圆周上有圆形边缘(135)。
图20B是图20A所示支持物侧面的部分横截面正视图,其中所述支持物内部的倾斜环形表面(134)扣合图21A和图21B中的环形凹槽(150)。
图21A是用于眼表的羊膜覆盖膜的支持物的顶部上视图,所述支持物具有倾斜的凹陷内表面(146),圆形环状边缘(148);并倾斜锁定图20A和20B的内环形表面(134)的环形凹槽(150)。
图21B是图21A中所示的覆盖眼表的羊膜的支持物的侧面(148)的部分剖视图,并将环形凹槽(150)结合到内部最底端垂直墙(bottom-most verticalwall)。

发明内容
本发明优选实施方式说明见下。可以理解本发明的具体实施方式
是解释本发明而不是限制。开始,本发明以其最宽的总体角度来描述,其更具体的说明见下。本发明组合物和方法的特征和其他细节将在权利要求中被进一步叙述。
本发明涉及将膜固定在支持物上的器具与方法;培养嵌套;以及用于组织表面的覆盖物。本文所用术语“膜”包括由生物基质或聚合物基质制成的片状结构材料。本发明一项实施方式中适用的膜包括生物聚合物(biopolymer)膜。本文所用术语“生物聚合物”包括在生命系统中、或从生物材料衍生的聚合物。生物聚合物的例子包括但不限于羊膜,多糖与粘多糖,如透明质酸及其衍生物,胶原蛋白及胶原蛋白衍生物。本文所用术语“羊膜”是一种生物膜,它沿羊膜腔内壁排列,它包括简单立方上皮、厚的基底膜、以及含有透明质酸的无血管间质层。实施方式中适用的膜,其厚度一般介于约0.001mm到约1mm中间。
本文所用术语“支持物”是一种接触到膜或薄膜的固体材料。实施方式中所用支持物一般为惰性的。支持物利于膜或薄膜形成所需形状,或辅助膜或薄膜保持特定形状。在本发明一项实施方式中,固定在所述支持物上的膜是培养嵌套。因此,本文所用术语“培养嵌套”是向其上添加至少一个细胞或至少一片组织的片或膜,此片或膜将被嵌入或置于培养基中。依照本发明一项实施方式,培养嵌套包括支持物。
本文中所用术语“培养”,是指细胞培植或生长,例如组织细胞在营养基内或营养基上生长。细胞或组织培养领域的技术人员公知,细胞培养通常从自人或其它动物采集细胞或组织开始,利用酶处理细胞使其分离,再将所得细胞的悬浮液涂在扁平表面上,如培养皿底部。所述细胞通常通过产生糖蛋白样物质,来使所述细胞粘在培养皿的塑料或玻璃上,形成称为“单层”的薄细胞层。然后,将一层含有适合细胞生长的养份的培养基置于此单层顶部,并孵育此培养基来促进所述细胞生长。
多种细胞中的任一种都可在本发明所述的培养嵌套上伸展(expanded)。例如,在本发明培养嵌套上伸展的细胞,之后可被用于制备本发明用于组织表面的羊膜覆盖物,该细胞可以是用于在基因疗法中起作用的细胞。
依照授予Tseng的美国专利6,452,142所制备的羊膜,是用于上皮干细胞伸展(expansion)的极好基层(substrate)。此外,用于组织表面的羊膜覆盖物可包括至少一种在覆盖物的羊膜部分上伸展的细胞。采自健康眼睛的上皮干细胞、角膜缘(limbal)干细胞、以及角膜缘上皮细胞的伸展方法,其描述见PCT申请WO 01/80760,其教导全文引入作为参考。WO 01/80760(BioTissue,Miami,FL)教导了羊膜的用途,此羊膜是依照授予Tseng的美国专利6,452,142所述方法加工并保存的,其教导全文引入来为细胞伸展提供参考。
在本发明一项实施方式中,可将有羊膜固定的、且经过或未经附加冷冻保存的固体(solid)支持物用作基层,其基底膜表面朝上,用以培养含有上皮干细胞的角膜缘移出物(explant),该移出物将被置于膜中心,滴上一滴FBS(胎牛血清)过夜,使其充分粘合,再在适当的培养基内依照如下的详细说明来培养。
取自健康眼睛,且依照本发明所述在培养嵌套的羊膜上伸展的上皮干细胞、角膜缘干细胞、以及角膜缘上皮细胞,可用作治疗剂来接触与眼表接触的用于组织表面的羊膜覆盖物,也可用于治疗干细胞或角膜缘细胞功能缺陷的疾病。例如,用于眼表的羊膜覆盖物可包括所培养的角膜缘上皮干细胞,并可用作角膜移植物。
在本发明一项实施方式中,如美国临时申请60/415,986所述,用有羊膜固定的、且有或无附加冷冻保存的固体支持物作为基层,其基底膜表面朝上,用以培养视网膜色素上皮细胞(RPE细胞)。
依照本发明所述在培养嵌套上培养的伸展的RPE细胞,可依照美国临时申请60/415,986所述的方法,移植到视网膜下(subretinal)空间。美国临时申请60/415,986的教导全文引入作为参考。在羊膜上伸展的RPE细胞,可用来制备用于组织表面的生物分子覆盖物。
除了单层外,可培养器官片或整个器官。在某些例子中,将采自动物的组织片或细胞置于片或膜上,此片或膜像鼓面一样伸展。然后将所述称为“培养嵌套”的片或膜置于培养皿等容器内,再盖上一层培养基进行接种。以此方法培养的细胞,倾向于在片或膜上,而不是在容器底部生长。所培养的细胞与所述膜的用途包括移植物的组织工程化。
在一项实施方式中,固定在所述支持物上的膜是组织覆盖物。本文所用术语“组织覆盖物”、“用于组织表面的覆盖物”以及“覆盖物”是同义词,并且包括,例如纱布、绷带、覆片如绷带隐形眼镜、保护组织的组合物或覆盖物,防止粘合、隔离细菌、抑制细菌活动、或促进组织愈合或生长的覆盖物。本文所用术语“组织”可包括各种细胞的集合体(collection)、或结构与功能相同的细胞的结合群(integrated group),例如皮肤细胞、结缔组织、角膜上皮细胞、骨组织、肝脏组织、或胰腺组织。
利用圆锥形扩张器将膜固定在支持物上的方法与装置在本发明方法的一项实施方式中,将膜置于支持物上,例如第一环上,以使所述膜完全覆盖此第一环。如图1A-1D与图2所示,将辐射状弹性圈(24)置于圆锥形扩张器(20)的顶点上,此扩张器有顶点(27)、底座(28)、以及直径从顶点往底座逐渐增加的外面,并且此底座有肩部(26)。实施方式中适用的圆锥形扩张器见图1A-1D与图2所示。将所述扩张器的底座(28)接触第二环,此第二环有外缘环形凹槽来容纳所述圈。例如可参照图4C与4D,图中显示一个带有外缘环形凹槽(23)的支撑环(22)。然后,将弹性圈(24)从所述扩张器的顶点(27),沿着该扩张器的外表面,往此扩张器底座(28)的肩部(26)拉,所述圈便会伸展并形成辐射状扩张状态。再将所述圈拉过所述扩张器的肩部(26),并嵌入所述第二环的外缘环形凹槽,便可以将所述圈从扩张器上可控释放,并使所述圈与第二环贴合。然后,使与所述圈贴合的第二环接触第一环上的膜;再将所述圈从第二环可控释放,以使所述圈从第二环移至第一环,以让所述圈固定所述膜,并将所述膜固定在第一环上。
在本发明一项实施方式中,所述膜包括羊膜。本发明一项实施方式中适用的羊膜,其制备方法在此领域众所周知,例如见授予Tseng的美国专利6,326,019 B1与6,152,142所述,这两项专利的教导全文引入作为参考。在WO 01/08716 A1中描述了保存羊膜的方法,其教导全文引入作为参考。
本发明一项实施方式中适用的羊膜采自哺乳动物胎盘,尤其是人类胎盘,且已将绒毛膜剥离。实施方式中所用的羊膜也可来自马、牛或羊。本发明实施方式中适用的羊膜,通常包括上皮层、基底膜、以及基质,三层结合的总厚度优选介于约0.05mm到约0.5mm中间。可将羊膜片切成合适大小,贴在滤纸上,放在储存液中储存。该储存液含有培养基与高渗透剂,其可使所述羊膜保湿。在储存或使用前,可用治疗剂浸润所述羊膜。
在本发明的方法与组合物的另一项实施方式中,所述膜包含透明质烷(hyaluronan)衍生物或胶原蛋白衍生物。在另一项实施方式中,所述膜由聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、或苯乙烯-丙烯腈聚合物等材料制成。在另一项实施方式中,所述膜是生物聚合物膜如透明质烷衍生物或胶原蛋白衍生物,其中将来自羊膜或另一种羊膜组合物的生化提取物,与此生物聚合物膜表面贴合,或陷入所述生物聚合物膜内。
在一项实施方式中,有外缘环形凹槽的环由聚合物材料如硅氧烷或硅氧烷发泡体(foam)制成。在另一项实施方式中,所述环由聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氯乙烯、或聚氨酯制成。在另一项实施方式中,所述环由玻璃或陶瓷材料制成。
根据本发明方法的一项实施方式,如图1A-1D与图2所示,将圈沿着所述扩张器的外表面拉伸,依下述步骤进行使置于所述扩张器(20)顶点(27)上的圈接触图1A-1D与图3A与B所示的器具。实施方式中如图3A与3B所详细显示的器具,包括纵向延伸有近端与远端部分(33)的插管(34),此插管限定了从近端部分纵向延伸到远端部分的,孔,并且此插管同轴套在所述扩张器(20)的顶点(27),且在远端部分(33)可辐射状扩张。根据实施方式,通过朝扩张器(20)的底座(28)推进插管,使置于所述扩张器(20)上的圈与所述插管的远端部分(33)摩擦接合,并并沿此扩张器(20)的外表面偏移。
根据本方法的具体实施方式
,所述扩张器(20)限定了可容纳杆的空间(29),此空间有一个第一直径,并从所述扩张器顶点(27),朝着扩张器底座(28)纵向延伸,且至少部分通过扩张器(见图2)。图1A与3A显示本发明器具的实施方式处于无应力构型(configuration)。本发明器具的插管(34),还包括穿过所述插管的孔的杆(32),此杆具有第二直径,此第二直径小于所述第一直径,将所述杆同轴插入所述扩张器上可容纳杆的空间(29)来和此扩张器摩擦接合,并且在将插管同轴套在所述扩张器顶点上、并往扩张器底座推进时,可用作控制插管移动的止动器。
根据实施方式,所述插管具有第一形状,在未承受机械应力时基本呈圆筒形(如图1A与3A所示),以及第二形状,在承受与所述插管的轴垂直的机械应力时,其远端部分(33)基本形成辐射状凸缘(radial flange)(如图1C与1D所示)。远端部分(33)基本形成辐射状凸缘的所述插管的第二形状,使所述插管沿所述扩张器推进,并可抓紧置于所述扩张器顶点的弹性圈(24),或与其摩擦接触。
要形成辐射状凸缘的形状,根据实施方式的器具可由挠性材料制成。本文所用术语“挠性材料”指可弯曲或变形、并且与非挠性材料比较,恢复原状的程度较大的材料。
根据另一项实施方式,如图1A-1D与图3A和B所示,器具插管的远端部分(33)包括多个被多个纵向切口(31)限定的节段(segment),这些节段都有本体部分与末端部分,当所述插管沿所述扩张器表面往该扩张器底座推进时,其节段会以径向往外张开(如图1B-D所示),从而形成辐射状凸缘,且其中所述节段的末端部分,能够与置于扩张器顶点的辐射状弹性圈摩擦接合。
弹性圈扩张的步骤包括对置于圆锥形扩张器(20)顶点(27)上的圈施力,使所述圈从顶点(27)或直径小的一端,沿着扩张器(20)外表面,往底座(28)或直径大的一端偏移,所述底座(28)有肩部(26),从而可扩张此圈。使所述圈偏移拉过肩部(26),并嵌入环的外缘环形凹槽,此环接触扩张器(20)的底座(28)。在一项实施方式中,通过用手接触所述圈,例如将所述圈推过肩部进入凹槽内,即可用手推移所述圈。
在一项实施方式中,环(22),例如图4B所述的环,具有外缘环形凹槽(23),且接触扩张器(20)的底座(28),它是一个带有环形边缘的支撑装置,此边缘的曲线利于可控释放所述圈。在一项实施方式中,所述环或支撑装置装有操纵件,例如杠杆臂,它可从所述圈下方将圈往上推,在该圈与所述支撑装置的外缘中间形成空隙。根据实施方式,此扩张的圈会以其本身储存的弹力,以可控方式通过此空隙,从支撑装置移到支持物如培养嵌套上。当从支撑装置上释放所述圈时,该圈便从所述支撑装置移到所述支持物上,所述膜也就固定在所述支持物上。
将膜固定在凹槽环与O型环中间的方法与装置本发明另一项实施方式,如图4A-4D所示,是一种装置及制备此装置的方法,其包括将膜固定在环(22)上,此环内面限定有孔,且至少有一个大小可容纳O型环(24)的环形凹槽(23)。制成此装置的方法包括如下步骤将要固定的膜与环(22)接触;将此膜(35)置于环(22)上,使此膜完全覆盖环(22);再将O型环(24)嵌入环形凹槽,即可将所述膜固定在所述环上。因此,本发明的复合物是一种培养嵌套,其包括内面限定有孔、且至少有一个环形凹槽(23)的环(22),所述凹槽大小可容纳O型环(24);固定在环(22)上的膜(35),此膜(35)完全覆盖环(22);以及嵌入环形凹槽(23)的O型环(24),以在组装过程中,将所述膜固定在环(22)上。
在本发明所述方法与装置的另一项实施方式中,如图5A-5D所示,先以膜(35)覆盖O型环(25)。因此,本发明的另一项实施方式,是将膜固定在O型环(25)与环(22)中间的方法,所述O型环有环形外围面,所述环有内面,其内面限定了孔,且至少有一个环形凹槽(21)。所述方法包括以下步骤将要固定的膜与O型环(25)接触;将所述膜(35)置于O型环(25)上,从而使所述膜(35)完全覆盖O型环(25);用所述膜包裹(见图5B)O型环(25)的外围环形表面,形成被包裹的O型环(见图5C);再将被包裹的O型环嵌入环形凹槽(21)(见图5D),即可将所述膜(35)固定在O型环(25)与环(22)中间。根据本发明实施方式制成的装置是一种培养嵌套,它可被置于培养皿内,如图5D所示。
本发明方法与装置的实施方式中所用的膜,包含羊膜。本发明另一项实施方式中,所述膜是透明质烷衍生物、胶原蛋白或其衍生物,或由聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、或苯乙烯-丙烯腈材料制成的材料。实施方式中所用的膜与支持物,包含一种或更多生物相容的材料。本文所用术语“生物相容的”,是指对生物功能无医学上不可接受的毒性或损伤作用的材料。
在一项实施方式中(如图4B所示),所述环形凹槽(23)位于环的外缘。在另一项如图5D所示的实施方式中,所述环形凹槽(21)位于所述环的环形内表面。在一项具体的实施方式中(图5D),有两个环形凹槽。
在另一项实施方式中(如图6A-6F所示),将膜(35)套在一个较低的支持环上(如图6B所示),再将所述膜(35)夹到或夹在图6B所述的环与图6A所述的环中间,通过将两个如图6C-6F所示能搭扣配合的环紧压在一起,即可将所述膜(35)贴合在支持物上。本文所用术语“搭扣配合”,是指将第一环(图6B)插入第二同心环(6A),如6C所示,可通过将第一环(图6B)的环形外缘与第二环(图6A)的环形内缘锁合,将这两个环扣在一起。本文所用术语“扣环”,是指能搭扣配合的两个同心环。例如,图6D是两个扣环的透视剖面图,它包含用于组织表面(例如眼表)的羊膜覆盖物的实施方式中的支持物。所述覆盖物,即固定在两个扣环中间的羊膜(35),如图6F的上视平面图所示,可用作眼部化学灼伤或热烫伤用的绷带或纱布。图6D是此覆盖物的完整剖面图,图示羊膜(35)被夹在图6A-6C的扣环中间。
图6G是两个扣环的部分横切剖视侧图,其中所述内环(37)的外缘上有刺(38)。该刺(38)与接缝(seam)(40)可用于将所述膜固定在内环(37)与外环(43)中间。图6H是图6G的内扣环的剖面透视图,它显示了沿着外缘的刺(38)。
使用带有固定榫和固定孔的支持部件本发明另一项实施方式是利用固定物系统的装备和方法,它不需金属件或粘胶,即可将一片膜粘合在两个支持部件中间,例如两个环中间。所述固定物可与所述支持部件的实体相连,它包含两部件固定榫和固定孔,其中固定榫也称为“公扣榫”,固定孔用来容纳固定榫,也称为“母扣孔”。所述固定榫限定了支持物或扣环之一表面上的尖齿或突起部分。在支持物之一的表面上的固定孔,是间隔的并且其构型可与所述固定榫搭扣配合或锁合。图7A-7C所述的实施方式中,膜被固定在第一扣环(39)(图7C)与第二扣环(41)(图7A)中间。在实施方式中,所述第一扣环(39),其表面含有多个间隔的固定榫(40),所述第二扣环(41),其表面含有多个间隔的固定孔(42)。在另一项实施方式中,所述第一与第二扣环的表面,都在固定孔之间有间隔的固定榫。
在实施方式中,用羊膜与两个支持物或环,可容易地组装培养嵌套或用于组织表面的羊膜覆盖物。而制作培养嵌套或组织表面覆盖物所需的羊膜与支持物,可以实施方式的一套用具组的组件来提供。有固定榫与固定孔搭扣配合的支持物的锁合是紧密的,需要相当大的力量才可将所述固定榫与所述固定孔分开。
一项
具体实施例方式
中,可用挠性材料制作所述支持物或环。本文所用术语“挠性材料”,是指可弯曲或变形、并且与非挠性材料比较,恢复原状的程度较大的材料。例如,一项实施方式包括包含聚合物的支持物,聚合物如聚乙烯、乙烯基类材料、塑料、以及硅橡胶材料。
所述方法包括以下步骤将要固定的膜接触第一扣环(39)表面(35);将所述膜置于第一扣环(39)上,使所述膜完全覆盖第一扣环(39),如图7B所示;将第二扣环(41)置于第一扣环(39)上,使至少一个间隔的固定榫(40)对准至少一个间隔的固定孔(42);再通过将至少一个固定榫(40)插入至少一个固定孔(42);来将第一扣环(39)与第二扣环(41)搭扣配合,以将所述膜固定在第一扣环(39)与第二扣环(41)中间。一项实施方式中,所述羊膜覆盖了两个扣环的一或两面的外面。所述膜也包裹两个扣环,藉以夹在所述两个环中间并覆盖所述环的外缘。在一项具体实施方式
中,所述羊膜(35)上有间隔可与环(39)上的固定榫吻合的孔。
因此,本发明的一种复合物,是一种培养嵌套或用于组织表面的羊膜覆盖物,其包括第一扣环,它具有多个间隔的固定榫位于其上的第一表面;第二扣环,它具有多个间隔的扣孔位于其上的第二表面,且在组装过程中,将两个环对扣(matingly engaged)时,至少有一个间隔的孔可对准至少一个扣榫的位置;以及固定在两个扣环中间的膜。
使用带有切口的支持物本发明另一项实施方式,如图8A-8E与图9A-9D所述,是一种装置及其制备方法,该方法包括将一片膜固定在环(46)上,此环有环形外围面、环形内面、顶面、以及底面,且至少一面限定有切口(45)。如图8A所示,所述方法包括以下步骤将要固定的膜接触环(46);将所述膜(35)置于环(46)顶面或底面,以使该膜(35)覆盖环(46);再将此膜(35)插入切口(45),即可将该膜(35)固定在环(46)上。根据具体实施方式
,所述膜被插入顶面或底面上的至少一个切口。在另一项实施方式中,所述膜被插入环形外围面上的一个切口。
图8B显示,用镊子将带有松的附着膜(35)的环(46)从模具内夹出。图8C显示,使带有松的附着膜的环(46)旋转,以用膜(35)包裹环(46)并覆盖环(46)。或者,进行图8D所示步骤,可采用将有膜覆盖的所述环放在盘子上,再以探针推环的另一侧来使其旋转。如图8E所示,此环会翻面(flip),并且自身会被膜覆盖。
在一项实施方式中,通过将羊膜插入支持物上的切口来制成的装置是培养嵌套。在另一项实施方式中,以相同方法制成的所述装置,则是用于组织表面的覆盖物。
图9A-9D显示用于组织表面的生物聚合物覆盖物的实施方式,其中羊膜(35)被插入所述环(48)之一的较上表面或较下表面的切口(50)中。图9D显示所述羊膜(35)在环(48)上伸展。如所用的羊膜片够大,通过滚动环(48)可使该羊膜(35)完全包裹所述环(48)。
以膜包裹环,再将被包裹的环与第二环搭扣配合本发明的装置与方法的另一项实施方式中,制作一种用于组织良面的生物聚合物覆盖物包括如下步骤使生物聚合物膜接触第一环表面,此第一环有环形外缘、以及一个大小可与第二环内径搭扣配合的外径,此第二环有环形内缘;将所述膜置于第一环上,以使所述膜完全覆盖第一环,并用所述膜包裹第一环的环形外缘;将所述第二环置于第一环上,使两者同轴对准;然后将所述第一环与第二环搭扣配合,即可将所述膜固定在第一环与第二环中间,并制成用于组织表面的生物聚合物覆盖物或培养嵌套。
有细胞附着其上的羊膜本发明一项实施方式中,固定在第一环与第二环中间的羊膜,是用于组织表面的生物聚合物覆盖物。本文所用术语“用于组织表面的生物聚合物覆盖物”、“生物聚合物覆盖物”、或“覆盖物”,包括例如,纱布、绷带、覆片如绷带隐形眼镜,保护组织的组合物或覆盖物、防止粘合、隔离细菌、抑制细菌活动、或促进组织愈合或生长的覆盖物。
在本发明另一项实施方式中,固定在第一环与第二环中间的羊膜是培养嵌套。本发明的一项实施方式,例如用于组织表面覆盖物的生物聚合物膜、培养嵌套或本发明任何其他装置的生物聚合物膜,可包括一个或多个细胞(one or more cells)。在一项具体实施方式
中,在所述膜与第一环表面接触或附着在其上之前,细胞便在此膜上生长或附着在该膜上。在另一项实施方式中,在所述膜被固定在所述第一环与第二环之后,细胞才在该膜上生长或附着在膜上。
长在膜上的细胞可以是任何种类的细胞,例如上皮干细胞、视网膜色素上皮细胞、角膜缘干细胞、以及角膜缘上皮细胞。
一项实施方式中的覆盖物,可用作体外或体内组织工程的支架或基质。组织培养领域的技术人员熟知体外细胞培养的方法。例如,根据本发明的实施方式,固定在培养嵌套或硅环上的羊膜,首先可根据本领域已知方法,用于细胞生长或组织工程的培养。然后,有一个或多个细胞附着其上的羊膜,可根据本发明的实施方式,用于制备用于组织表面的生物聚合物覆盖物。附着在所述羊膜上的细胞,可来自活组织检查中取自健康部位的组织,所述健康部位的组织与接受移植者的部位具有生物对应性及组织相容性。
如前述,已知羊膜组合物在动物模型中促进愈合,消炎且减少纤维血管内生,还促进上皮细胞形成。因此,在将所述包含羊膜的覆盖物置于受损组织表面,并保留直到出现明显改善时,它会利于愈合或长出新的组织。
在另一项实施方式中,用于组织表面的生物聚合物覆盖物,包含一个或多个预先被改造用于基因治疗、并附着在膜上的细胞。在一项实施方式中,所述膜包含掺入了遗传物质,例如基因或反义序列的细胞。一项实施方式中,有一个或多个细胞附着于膜上的用于组织表面的生物聚合物覆盖物,可被用作移植片,并植入靶组织部位。所述掺入了遗传物质的移植片或植入片,即可用于基因治疗。
与身体组织表面轮廓吻合的生物聚合物覆盖物可修饰用于组织表面的生物聚合物覆盖物,来使羊膜伸展,或制备与身体组织表面轮廓吻合的支持环。例如,在一项实施方式中,第一环与第二环的大小与轮廓都适合被置于眼睛的外表面。
例如,如图19A所示,支持物是表面轮廓与眼表吻合的构型环(conformerring)。同理,图20A显示带有斜面(140)的构型环,其与图21A所示构型环的凹槽(150)搭扣配合,即可将之前被置于图21A环表面(146)上的膜,固定在所述两个环中间。比较图20B与图21B,即可很好理解此两个环如何紧密搭扣配合。两个环可能是独立的,每个的形状都是圆形或椭圆形。图20A与21A的环是挠性的,并且可以伸展,所以即使两个环形状不同,它们仍可相互锁合。图21A所示的支持物,可能形状类似如图19A所示支持物的构型体。
在另一项实施方式中,所述生物聚合物膜、第一环、以及第二环的大小,都适合被置于组织表面上,所述组织可取自皮组织、胃肠道组织、呼吸道组织、生殖系统组织、泌尿系统组织、循环系统组织、或骨组织。
生物可降解的支持物及可控药物释放一项实施方式中,所述第一环与第二环生物是生物可降解的。另一项实施方式中,第一环或第二环是生物可降解的。本文所用术语“生物可降解的物质”,是指通过自然生物过程能被分解的物质。在本发明一项具体实施方式
中,如果在生物聚合物覆盖物中的支持物是生物可降解的,并且所述覆盖物被用作手术植入物,此支持物可分解并溶解或者被吸收,因此不必动手术来取出所述植入物。
一项实施方式中,在用于组织表面的生物聚合物覆盖物中,至少一个支持物或环含有生物活性分子,此分子可能是药物活性或治疗性物质,如药。本文所用术语“生物活性分子”,包括能够对靶组织或生物体,产生特定作用或反应的物质。如果所述支持物是生物可降解的,所述药物活性分子或药物,会随着所述支持物的分解而缓慢释放。当用于组织表面的覆盖物,其实施方式中所用的支持物,是由分解率(rate of degradation)已知且适当的材料制成时,此给定支持物的分解率、以及所述支持物所包括的治疗性物质的随同释放率便可以被预测。因此,本实施方式中用于组织表面的生物聚合物覆盖物,是治疗性物质的可控释放传递载体。
任何具有生物或药物活性,并且一般认为是药的物质,都可用作本发明实施方式中的药物组分。实施方式中适用的药物活性物质,包括但不限于细胞、分析物(analyte)、生长因子、酶、治疗药物、生物聚合物、抗菌剂、以及除臭剂。
本文所用术语“治疗药物”、“治疗剂”或“治疗性物质”,包括例如,美国官方药典(the official United States Pharmacopoeia)、美国官方顺势治疗药典(the official Homeopathic Pharmacopoeia of United States)、或美国官方国家药剂手册(the official National Formulatory)、或其任一的补充资料所认可的化合物与组合物;用于诊断、治愈、缓和、治疗、或预防人或其它动物疾病的化合物与组合物;以及用于影响人或其它动物身体结构或任何功能的化合物与组合物(除了食品)。
治疗药物的分类包括类固醇与非类固醇抗炎药物、激素、及其任何合成类似物与其药物活性部分。本发明实施方式中适用的治疗药物,只要可在膜或支持物内或其上分散,或与膜或支持物上的基团相互作用,形成共价键或离子键,或产生疏水或亲水相互作用,无论是脂溶性、水溶性、阳离子性、或阴离子性都可以。
本发明的传递系统极适合给药生长因子(例如白介素、前列腺素、血栓烷、白三烯和细胞因子)、类固醇与非类固醇避孕剂、抗生素、止痛剂、镇定剂、巴必妥酸盐、氨烷基苯、儿茶酚胺、麻醉剂、麻醉性拮抗剂、抗肿瘤剂、以及抗凝血剂。
可控释放药物传递载体,例如本发明实施方式中的用于组织表面的生物聚合物覆盖物,其包括还含有治疗剂的膜或生物可降解的支持物,可将生物利用度在适当水平的治疗剂,给予治疗部位,达到所需的临床效果。药物的生物利用度取决于所述药物的性质、所用的药物传递载体、给药途径,例如口服、局部、经皮、粘膜、注射给药、吸入给药、或这些途径的两种或更多的组合给药。所述生物利用度低,可能由于以下因素,例如药物被胃酸分解、从胃肠道排出、或药物具有高水溶性。因此,需要经常给药,且每次给药的药物传递量高,这会导致损害性副作用的发生率增加。可控释放药物传递载体可避免一些上述的问题。
例如,在本发明一项实施方式中,内服会产生严重的损伤性全身副作用的药物,如环胞霉素A,其给药方式可采用掺入用于眼表的生物聚合物覆盖物的羊膜、或生物可降解的环内,并局部给药,来使其被机体吸收和导致的内脏伤害最小。
另一项实施方式中带有啮合面(gripping surface)的扣环除了本发明上述实施方式,其包括一个带有限定了固定榫和固定孔的区域的支持环,其它实施方式所用的两个支持片上有其他种类的啮合面。例如,如图10A-10C所示,本发明一项实施方式,是用作组织表面的生物聚合物覆盖物或用作培养嵌套的一种装置。如图10D所示的装置有膜(35),其夹在扣环中间,该装置包括扣环(54,58),其中内部的环(54)的环形外缘(56)有第一啮合面(56),并且外部的环(58)的环形内缘(60)有第二啮合面(60)。图10D覆盖物的上视平面图显示,通过将膜如羊膜(35)夹在扣环54与58的两个啮合面中间可固定它。在一项具体的实施方式中,如图10A-10C的部分剖面透视图所示,通过削细(tapering)或使环(64)的环形内缘(66)呈90°或更大的角度,环(68)的外缘(70)呈90°或更小的角度,使彼此接触的边缘(66和70)啮合、并相互锁合,便可将外环与内环紧紧搭扣配合。
在本发明另一项实施方式中,所述啮合面包括为刺的啮合装置。
利用粘合剂将羊膜固定到支持物在本发明方法与组合物的一项实施方式中,如图11-12所示,例如将膜胶粘在支持物上。图11A所示的实施方式中,将一种粘合组合物(84),涂在具有平滑边缘的支持环(72)的至少一面上。然后,如图11B所示,使所述支持物(72)表面上的粘合组合物(84)与羊膜(35)接触,此膜(35)有直径大于所述支持物(72)的外径的表面。将此支持物(72)置于所述膜(35)上,使得该膜(76)内折盖过该支持物(72)。再将所述膜(35)折叠盖过所述支持物(72),如图11C所示,使所述支持物(72)被所述膜(35)覆盖,并用粘合组合物(84)与所述膜(35)粘合,即可制成用于组织表面的羊膜覆盖物(78)。在用于组织表面的羊膜覆盖物的一项实施方式中,此支持物为环。在所述覆盖物的另一项实施方式中,此支持物为圆盘。在所述覆盖物另一项实施方式中,此支持物为一种构型体,如图19A的(134)。在另一项实施方式中,重复上述步骤,将第二片羊膜放在用于组织表面的羊膜覆盖物下方,并折叠盖过所述覆盖物,即制成双层覆盖物。
在覆盖物的一项实施方式中,粘合组合物是包含含有纤维蛋白原的纤维蛋白密封剂(也称为“纤维胶(fibrin glue)”)。在另一项实施方式中,所述粘合组合物包含sinoacralate,化学名称为2-氰基-3t-(2)呋喃基-丙烯酸。本文所用术语“纤维蛋白密封剂”,是一种手术中用来控制出血并且密合组织的组织粘合剂。所述纤维蛋白密封剂含有取自人类血浆的两种凝血因子纤维蛋白原与凝血酶。本发明实施方式中适用的病毒灭活的纤维蛋白密封剂,以商品品名TISSEEL(Immuno,Aktiengesellschaft fur ChemischmedizinischeProducte Corporation,Austria)从Baxter Healthcare Corporation(Glendale,CA)可购。实施方式中适用的另一种病毒灭活的纤维蛋白密封剂,可从VitexTechnologies,Inc.(New York,NY)得到。
一种组合物,用于组织表面羊膜覆盖物的羊膜,以及制备此组合物的方法的另一项实施方式,如图12A与12B所示,是利用粘合组合物将所述膜固定在所述支持物上。所述方法的一项实施方式中,将环状支持物(72)置于羊膜(35)的中心部分,该膜有直径大于所述支持环的外径(72)的表面。将粘合组合物(84),如上述的纤维蛋白密封剂,涂到膜(35)的表面伸出支持物(72)外径以外的部分。然后将羊膜(35)外缘上有粘合组合物(84)的部分内折,盖过支持环(72),如图12B所示,以使所述支持物(72)被膜(35)覆盖,并且将所述膜表面上有粘合组合物的部分与所述膜的另一部分粘在一起,即可制成用于组织表面的羊膜覆盖物。在一项实施方式中,所述支持物为环,在另一项实施方式中,所述支持物为圆盘。在一项实施方式中,所述粘合组合物为纤维蛋白密封剂或sinoacralate。
在一项实施方式中,利用上述粘合组合物,将所述膜固定在支持物上的用于组织表面的羊膜覆盖物,其制备方法包括制作用于组织表面的双层羊膜覆盖物(90)的附加步骤,如图13的剖面透视图所示。在剖面图中可看到,第一片羊膜(35)覆盖环(80)。在这项实施方式中,将第二片羊膜(86)折叠,盖过用于组织表面的羊膜覆盖物,即形成可装治疗性物质的口袋(92)。此方法包括下述附加步骤将所述用于组织表面的羊膜覆盖物置于第二片羊膜(86)的中心部分,该第二片羊膜表面的直径大于所述羊膜覆盖物的外径;将粘合组合物涂在所述第二片羊膜(86)表面伸出所述羊膜覆盖物外径以外的部分;再将第二片羊膜(86)内折,盖过所述羊膜覆盖物,以使所述羊膜覆盖物被第二片羊膜(86)覆盖,即可制成用于组织表面的双层羊膜覆盖物(90)。
一项实施方式中,可将羊膜附着在相互搭扣配合的两个支持环中的任一个上,来制备用于组织表面的双层羊膜覆盖物。例如,可将羊膜附着在图4、5、6、7、8、9、10、11与12所示的支持环中的每一个,以及图20A所示的支持物上,来制备用于组织表面的双层羊膜覆盖物。一项实施方式中,当将所述覆盖物盖在组织表面时,可给有或无口袋的羊膜覆盖物打孔,来使罩在里面的空气得以排出。用于组织表面的双层羊膜覆盖物的一项实施方式,包括一或多种治疗剂,它在两个羊膜层中间所形成的空间或口袋内。
使用羊膜的“粘性”基质面使所述膜固定在支持物上如上述,羊膜有两面厚基底膜以及无血管基质。通过与海绵接触,如WECK-CEL海绵(Edward Week,Incorporated,Princeton,NJ),即可将羊膜的基质面与基底膜分开。所述基质面有粘性,会粘住海绵。可利用羊膜基质面的粘性,制备一种本发明另一项实施方式中的复合物,如图14A与B所示。在这项实施方式中,用于组织表面的羊膜覆盖物(100)包括带有外径的支持物(96);羊膜(35),其具有直径大于支持物的外径的表面,并有基质面(94);置于羊膜(35)基质面(94)的中心部分的支持物(96)。在组装过程中,将所述羊膜(35)内折盖过所述支持物(96),使得此支持物(96)被所述羊膜(35)覆盖,被折起的膜(35)的一部分基质面(94)由于所述基质面的粘性,与该膜(35)基质面(94)的另一部分相粘合,从而可在适当位置支撑所述支持物(96),并制成用于组织表面的羊膜覆盖物。在图14B中,可看到非基质面(98),其中所述羊膜被折叠盖过所述支持物(96)。一项实施方式中,此支持物为环、圆盘、或构型体。
如图14C所示,另一项实施方式中,将第二支持物(102)插入被覆盖的支持物下方,并且使此第二支持物(102)接触至少一部分覆盖所述支持物的羊膜,以将所述羊膜固定在所述被覆盖的支持物与第二支持物(102)中间。
图15A-B与15C-D,是图14所示实施方式的其它表示。
使用夹环固定羊膜图16A-16B显示,用于组织表面的羊膜覆盖物或培养嵌套的其它实施方式。在图16A所示的实施方式中,将羊膜(35)置于包括外缘环形凹槽的支持环(96)上;将缝合线(106)置于所述凹槽内,并绕膜(35)打结(108)绑住,即可将所述膜(35)固定在所述支持物(96)上。在另一项实施方式中,所述支持环无外缘环形凹槽。但在另一项实施方式中,所述膜被直接缝在所述支持物上。
在图16B所示实施方式中,夹环(112)被置入支持环(110)的凹槽内,并夹住固定。只要夹环表面光滑,不会刮破膜,多种夹环都适用于本发明这项实施方式。然后将直径大于支持环(96)的外径的膜(35)置于所述夹环(112)上。再用缝合线(106),将所述膜(35)拉入环(96)上的夹环(112)内,即可将所述膜(35)固定在所述支持环(110)上。可将缝合线(106)在适当位置绑好,并通过拉该线的一端来将其解开。另一项实施方式中,在上夹环(112)之前,先将所述羊膜(35)置于支持环(96)上。然后将所述夹环(112)置于膜(35)上,并嵌入支持环(96)的凹槽内在适当位置夹住,即可将所述膜(35)固定在所述支持环(96)上。
使用支持物的切口、夹子、或大头钉固定羊膜图17A与B显示本发明的实施方式,其中会与羊膜(35)接触的支持环(114)的表面有切口(117)或洞。图17A是所述环(114)一部分的透视剖面图。可将所述羊膜(35)置于环(114)上,并将所述膜(35)真空(vacuum)拉入切口(117)内。或者,可将所述膜(35)推入切口(117)中。
如图17D所示,用夹子(118),将所述膜(116)固定在所述支持环(114)上。可弯曲(crimp)夹子(118)来将所述膜(116)更稳定地固定在支持环(114)上。所述夹子(118)由生物相容的材料,例如塑料、不锈钢、铂或金制成。
在另一项实施方式中,如图17E所示,用带刺状尖的大头钉(120)穿刺膜(35)与支持环(114),来将所述膜(35)固定在所述支持环(114)上,所述尖由生物相容的材料制成。
用于组织表面的生物聚合物覆盖物在治疗靶组织的用途可将用于组织表面的生物聚合物覆盖物,例如本发明实施方式中的用于组织表面的羊膜覆盖物,置于靶组织上,用于治疗组织。把实施方式中的覆盖物,保留在组织上足够长的时间,直到使组织的情况出现明显改善。本发明提供一种复合物与一种方法,将用于组织表面的羊膜覆盖物,覆盖在靶组织上,用于治疗组织、减轻疼痛,消炎、消肿并且消疤,加快烧伤与伤口愈合,以及治疗病变或受伤的组织。
羊膜的基质含有生长因子、抗血管增生与抗炎蛋白、以及各种蛋白酶的天然抑制物。这些因子从与组织表面接触的羊膜内扩散出来,并且看似可加速愈合过程。例如,当角膜的上皮再生时,该角膜被视为至少已经部分“愈合”。因此,本发明组织覆盖物的实施方式,可用作覆盖皮肤伤口的纱布,用于眼表重建、角膜上皮缺损或基质面溃疡的治疗,并可被移植到靶组织,来避免组织在手术中粘连,或用来重建软组织,本发明的实施方式中的组织覆盖物,其中可注入在其上生长或附着的细胞,可用作体内组织重建或基因治疗的支架。可将上述的治疗性物质,装入膜内或支持物内,尤其是生物可降解的支持物内,并且本发明实施方式中的组织覆盖物,可被用作持续或可控释放药物传递的载体。
本发明实施方式中的任何组织表面覆盖物,其羊膜与支持物的大小可被调整,来置于眼表或组织表面上,所述组织包括皮组织、胃肠道组织、呼吸道组织、生殖系统组织、泌尿系统组织、循环系统组织和骨组织。因此,本发明实施方式中的组织表面覆盖物,其支持物的曲线半径,对应于所测得的身体组织基础曲线,例如角膜,并且该身体组织要接触所述用于组织表面的羊膜覆盖物。
本发明的组织表面覆盖物的实施方式中,包括与靶组织配合(compliantwith)的支持物与膜。本文所用术语“配合”及其文法变化,是指所述支持物与靶组织的机械和生理性质密切匹配的能力。
用具组本发明的实施方式本发明的实施方式中的用具组,可包括本发明的组合物或装置的任何组合,例如膜、薄膜、弹性圈、支持物、环、组织密封剂、缝合线、夹环、夹子、大头钉、圆锥形扩张器、以及使置于扩张器顶点上的辐射状弹性圈摩擦接合的器具。
本发明实施方式是一个包含用于组织表面的羊膜覆盖物的密封包装。此实施方式的实例为一个有两个密封隔间的密封包装,打开密封前如图18A所示。其中一个隔间(124)内装要用作绷带隐形眼镜的、冷冻干燥的用于眼表的羊膜覆盖物(128)。另一个隔间(126)内装使绷带隐形眼镜(128)保湿(hydrate)的介质。图18B显示打开密封后所述包装的样子,以及所述绷带隐形眼镜(128)在隔间(126)内保湿的状态。
图19A是形状适合置于眼表的支持物(134)的透视图,所述支持物在外缘表面的一部分涂有前述的粘合组合物(84),且羊膜(35)置于此支持物(134)的凹面或内面。如图19B所示,将所述膜(35)置于所述支持物(134)的内面上,并折起盖过所述外缘表面,使得该膜(35)接触粘合组合物(84),并通过此组合物(84)将所述膜(35)固定。
在另一项实施方式中,在支持物(134)的外表面上有外缘凹槽(图中未显示);将膜(35)置于所述支持物(134)内面上,并折起盖住所述支持物(134)的外缘与外缘凹槽。为了将所述膜(35)固定在所述支持物(134)内面上,将第二个环形支持物置于所述支持物(134)上,并与此支持物(134)搭扣配合,此第二个支持物与所述支持物(134)同心,并有被设计搭扣配合到所述支持物(134)的外缘凹槽的边缘,从而将所述膜(35)固定在所述支持物上。
如前述,制作培养嵌套或用于组织表面的覆盖物所需的羊膜与支持物,可作为实施方式中的一套用具组的组件提供。此外,一项具体实施方式
的用具组,包括一种或多种抗菌组合物或治疗物质的样品,所述样品将被涂到羊膜上,或随用于组织表面的羊膜覆盖物的使用来给药。
以下实施例将更详细地说明本发明。这些实施例说明,但无论如何不应对本发明有所限制。
下述三个原型中所用的固体支持物,为了达到多种用途可改变其材料、尺寸、以及形状。
下述三个原型都可用于体外细胞培养。此外,也可将治疗基因注入在体外生长阶段培养的细胞,这样在未来可能的基因治疗中,这些原型就可用作工具来传递过表达(over-expressing)所需基因的培养细胞。
也可用常规范围以内的实验方法,如前述修改这些原型,使其形状与眼表完全吻合。
可用这些原型传递活体外培养的细胞,该伸展的细胞被用于治疗。
实施方式原型1将羊膜固定在培养嵌套上原型1由图1A-1D以及图2、3A与3B所示的一组装置组成。这些装置包括如图1A-1D(20)与图2所示的圆锥形扩张器;用来与弹性圈(24)摩擦接合的器具(30)、以及用来将所述弹性圈转移到嵌套(如图1A-1D所示,位于扩张器(20)底座)上的环。这些装置的原始用途,在于协助将羊膜固定在培养嵌套上,即可在羊膜基层上培养细胞。因此,原型1阐述了如何利用弹性圈,将羊膜固定在固体支持物,即培养嵌套上。用这些装置制作原型1的操作方法,包括图Fig.1A-1D所示的如下步骤。
步骤1将弹性圈(24)置于圆锥形扩张器(20)的顶点上,同时让所述扩张器的底座接触环,此环有可容纳所述圈(图1A)的外缘环形凹槽。
步骤2用器具(30),来使置于所述扩张器顶点的弹性圈摩擦接合(图1A)。
步骤3利用器具(20),将所述圈从扩张器顶点往扩张器底座拉,并嵌入所述环的外缘环形凹槽(图1B-1D)。
步骤4将羊膜置于嵌套的表面上。
步骤5然后拉起所述环,将其置于所述嵌套上的膜上。
步骤6所述圈即从所述环移至所述嵌套(见图4D)。
原型2将羊膜固定在两个环中间,其中一个为O型环原型2如图4A-4D与图5A-5D所示。此原型包含两个环,其中一个为固体支持物,另一个为弹性O型环(图4A与5A)。在此原型中,将羊膜(35)固定在固体支持物(22)上,此支持物是固体环,该环(22)的内面或外面有环形凹槽(21或23),从而可调整其大小来容纳弹性的O型环(24或25)。其操作包括图4与5所示的如下步骤。
步骤1将所述羊膜(35)置于固体环(22)上,该环有图4D的凹槽(24)或图5D的凹槽(21)。
步骤2通过将所述弹性O型环(24或25)嵌入所述环的外凹槽(23)(图4D)、或所述环的内凹槽(21)(图5D),来将该O型环移到所述固体环状支持物(22)来固定所述膜。
原型3利用搭扣配合机制,将羊膜固定在两个固体环中间原型3见图8A-8D与图9A-9D所示。此原型包括制作聚合物环,此环有如图8的切口(45)与图9的切口(50)。其操作包括图8A-8E所示的如下四个步骤。
步骤1将所述羊膜(35)置于所述环的表面(图8A-8C),并沿环外缘推入切口。当所述环在模具(44)内时,进行此操作,这样此膜的中心便会下垂或悬垂。再用镊子将此带有松的附着膜的环夹出模具(图8B)。在一块固体支持板上,对环施压并通过内旋或外旋来扭曲(twist)它,使所述膜完全覆盖此环(图8D)。此操作即可使所述羊膜固定在所述环上(图8E)。
实验设计与方法目的1根据分别与角膜表面和整个眼表覆盖吻合的构型体的形状,修改现有原型,来开发出一种用于眼表的羊膜覆盖物,或“绷带隐形眼镜”。
理论依据我们的初步实验表明,可将羊膜固定在几种固体支持物上。因此,我们认为,根据如下建议的实验设计,通过修改固体支持物,可以开发出一种不需缝合的“绷带隐形眼镜”,它可以覆盖所述角膜表面或整个眼表。
2)实验设计设计本发明的绷带隐形眼镜,需要解决以下三个关键问题。
第一个问题是“镜片”的大小。根据待治眼表的病状,需要所述绷带隐形眼镜覆盖整个角膜表面(为治疗角膜疾病),或整个眼表(为治疗涉及角膜和结膜的弥漫性眼表疾病)。因此,为了用于角膜(例如15mm)或用于整个眼表(例如可盖到结膜穹隆部),要设计至少两种绷带隐形眼镜。
计划采用一种构型体的形状(或轮廓)。此构型体是将要填入眼皮与眼表中空间的塑料壳。不同大小的构型体可商购。一种构型体(又称为睑球粘连环(SYMBLEPHARON RING)),得自Jardon Eye Prosthetics,Southfield,MI,并由丙烯酸类树脂,称为LUCITE(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)(Dupont deNemours)制成,此树脂也用于制造硬式隐形眼镜。所述构型体与隐形眼镜目前的设计,不会对佩戴患者造成任何边缘问题。
眼睛整形外科医师常会在重建手术(reconstructive surgery)结束时,用构型体来预防术后形成眼睑粘连,即眼皮的眼睑结膜与眼球的眼球结膜中间发生纤维变性粘连(fibrotic adhesion)。
第二个问题是制备用于固定所述羊膜的固体支持物的材料。可使用丙烯酸类、硅氧烷弹性体、或其组合来测试用于所述支持物的制备。
第三个问题是进一步测试将所述羊膜固定到固体支持物上的机制,其包括根据原型2的机制,使用丙烯酸类和硅氧烷弹性体,或运用原型3的机制,使用挠性硅橡胶(聚二甲基硅氧烷,三甲基封端)支持物,其中所述O型环支持物的内面有切口。
所述O型环支持物由硅橡胶(材料为50±5或75±5 Shore A级,半透明,基质材料(base material)被验证为USPCL VI,所有其它成份在美国食品药物管理局(FDA)标准以内)制成。在围缘(skirt)圆周内或穿过此圆周的每道切口中,长度、深度和宽度各异,以提供将羊膜固定在围缘的最佳方式。
鉴于上述三项问题,我们计划以下列方式,开发用于角膜表面或眼表的本发明绷带隐形眼镜。
第一,根据原型3的机制,可获得不同大小、即13、15、17以及19mm的硅氧烷制O型环(DA/PRO RUBBER INC.,Tulsa,OK)。在显微镜下,将所述O型环置于一个旋转台上,并固定在凹槽内。用刀片穿过O型环内面,割出不同间隔的切口。也可测试不同深度与长度的切口,以判定何种切口可最佳固定所述羊膜。
第二,根据原型3的机制,可开发一种机械导件(guide),此导件可撑开切口,来使羊膜的外缘插入切口。此机制类似滑缘真空针(smooth edgevacuum needle)。
第三,我们会使用一个轮廓为兔的眼表的O型环,它类似在目的3的兔子测试中用于人眼表的构型体,其环状配置的轮廓,类似可适用于角膜的隐形眼镜。
3)预期结果与解释根据我们在初步研究中的经验,仅用常规范围以内的实验,上述实验设计就可以很好地完成。我们预期将羊膜紧密固定在用于角膜表面和眼表的固体支持物上。我们也希望,固定力(strength of fastening)足以承受对所述膜的拉伸力。为了定量所述绷带隐形眼镜在体外的固定力,我们用一种拉力计(strain-gauge)装置,它可抓住本发明制造的绷带隐形眼镜的外廓边缘,此装置包括固定装置(fixture),它可改变施加到所述膜上的压力直到所述膜脱离O型环。将此应力-拉力关系记录在计算机上,并判定此断裂点。可用此装置来比较,根据上述不同变量制造的每个绷带隐形眼镜的强度。
4)潜在问题与解决方法置于眼睛上后,所述组织施加的偏移(deflection)压力相当小,可能低于10克。如果所测的偏移力,如前述使羊膜从硅氧烷O型环提前脱离,我们首先将O型环的硬度级(durometer)从50改为75,以提高所述O型环与围缘结合的一体性。
如果这些不同设计有统计差异,我们会选择断裂点最高的设计。但如即使断裂点最高者,其固定力仍不够大,我们会将O型环的剖面构型从圆形改变为椭圆形,并且在必要时,将所述环从圆形改为椭圆形流明(lumen),以将所述边缘变得更尖,因为其增加所插入的膜的量。
但如改变O型环的硬度级/硬度,并如上调整了切口的大小与形状后,仍无法理想地固定,我们会将固定机制改为原型3,并将制作围缘所用的材料,从硅氧烷改为PMMA与硅氧烷。换言之,将通过将O型环嵌入凹槽来进行固定,其中所述凹槽位于PMMA围缘的内缘或外缘。可测量比较此断裂点的压力,以观察所述固定强度是否已提高。
但如根据原型2的设计,无法将羊膜理想地固定在PMMA围缘上,我们就彻底放弃O型环的途径,而设计一种两腔的可注模具,以制作可搭扣配合的两片围缘。此模具可由美国Small Parts Inc.,Miami Lakes,Florida,或Innovia Inc,Miami,Florida制造。当搭扣配合在一起时,这两片围缘会夹住并固定所述羊膜,得到的构型体的最初形状与厚度如图20A与B以及21A与B所示。
搭扣配合机制可采用下述其中一种,都是前面已述并已在


的1)其中一片的内侧有嵌入凹槽,另一片的外侧有一个凸缘;2)一片上的榫和另一片上的孔,公母搭扣配合;或者3)其中一片上有锯齿面,另一片有互补面。
绷带隐型眼镜的边缘,根据所述构型体的设计定型,以避免由于眨眼中的摩擦(擦伤)对眼表产生任何潜在的副作用。如有这类顾虑,我们会用多余的羊膜,包住固体支持物的外缘,从而使眼组织只接触羊膜。
目的2检查冷冻保存后制造的绷带隐形眼镜的耐久性与稳定性1)理论依据一旦成功制造出用于角膜表面和眼表的绷带隐形眼镜,我们需要在-80℃的温度下,在保存介质中冷冻保存一段时间后,测试其耐久性与稳定性,其描述见我们制备AmnioGraftTM(现由Bio-Tissue公司制造)的专利方法(参照美国专利6,152,142,引入本文作为参考)。在AmnioGraftTM被交付最终使用者时,即眼外科医师时,这种专利保存方法可使羊膜保持抗炎与防结疤的效果。AmnioGraftTM的冷冻保存期,即有效期限,被确定为至少一年。因此,我们需确定,此挠性围缘在此储存条件下是否仍维持其完整性。如果是的话,我们还需确定,冷冻保存不同时间段后,是否还保持原有的固定强度(通过断裂点压力来测定)。任选将固定在支持物上的羊膜冷冻保存。
2)设计我们要测试,经过长时间冷冻保存后,所选的O型环和所制造的绷带隐形眼镜(带有固定的羊膜)是否仍然完整。我们将一系列(不同材料制成的)O型环,放入同样以这些O型环所用材料制成的不同玻璃瓶内,所述瓶内装有一般用于储存AmnioGraftsTM的储存介质。再将这些瓶储存在-80℃的冷冻库内。保存了不同时间段后,将在解剖显微镜下检查这些装置的完整性,以观察是否有任何裂痕或缺陷,并分别利用断裂压力试验,并与未冻过的膜比较,来评估该材料的原始属性。持续冷冻保存的阶段为期一年,但在此期间每周将取得数据点(且制备过程同步进行-目的1)。
3)预期结果与解释根据我们所进行的初步测试,即测试三种硅橡胶O型环(纯PDMS、VITON和氟硅橡胶)在-80℃的温度下的完整性,我们预期,在为期1年的冷冻保存期间内,绷带隐形眼镜的挠性支持物将保持稳定,且固定强度将维持足够强度。我们也会测试这种被固定羊膜储存后的生理作用,其方法是通过测试其支持上皮细胞在培养物上生长的能力(见“方法”),并与进行AmnioGraftsTM冷冻保存前,在与冷冻保存等长的时间后(beforecryopreservation of AmminoGraftsTMfollowing the same amount of time incryopreservation)的对照相比较。
4)潜在问题与解决方法但如果我们发现所述挠性支持物的完整性会被冷冻保存影响,我们首先确定此负面效应是否是时间依赖的,并发现使此组织保持完整的最短时间。
如需较短时间的冷冻保存,我们将用最佳材料来修改我们的绷带隐形眼镜制备过程,只是记住要缩短储存期间。但如发现所述挠性支持物的完整性与固定强度仍不理想,将寻找其它挠性体材料。
或者,可在即将分装(distribute)前,再将冷冻保存的膜,例如AmnioGraftTM,固定在挠性支持物上,以避免长时间冷冻保存可能涉及的问题。
目的3检查兔眼佩戴所述绷带隐形眼镜的安全性理论依据在完成目的1与2后,一旦取得了理想的用于角膜表面和眼表的绷带隐形眼镜,我们将检查这种绷带隐形眼镜,是否可安全用于兔眼上。完成目的1后,可与目的2同步开始目的3。
2)设计总共在25只纽西兰白兔(NZW rabbit)眼上进行这项测试,(鉴于预期10%的耗损率,将需27只兔子),以测试本发明所制造的绷带隐形眼镜的安全性。我们将使用为用于兔子角膜表面和眼表而制作的绷带隐形眼镜。所述绷带隐形眼镜的大小、曲面和轮廓方面的设计,其根据是兔眼的大小随着年龄增长。兔子的体重为2-3kg,性别不限。在给兔子的一只眼佩戴了兔用绷带隐形眼镜后,(另一只眼用作对照),对兔眼每天通过手灯检查两次,并且每周裂隙灯(slit light)检查一次,持续3周,以观察佩戴了镜片后是否有任何不良反应。尤其在裂隙灯照射下,将察看有无炎症,例如组织肿胀、红肿、眼表以及外部附件(adnexa),包括眼皮与皮肤,有粘液聚积。此外,可用荧光素染色法,(必要时在研究的最后通过组织学),监控角膜上皮的完整性。
此外,我们将记录所佩戴的绷带隐形眼镜的完整性。我们特别会观察所述膜的完整性(它是否剥离或分离(dissolve))、所述膜固定在固体支持物上的稳定性、以及所述绷带隐形眼镜在眼表的位置。也要确定此绷带隐形眼镜的安全佩戴期限。一旦绷带隐形眼镜、所佩戴的组织、或两者都出现任何吻合的问题,即表示到了佩戴终点。可通过偏差分析(analysis of variance),之后是由此的最小显著性差异检验(post-hoc least significant difference test),来进行统计,来评价如下组间的统计学差异结膜充血(分级0-4)、角膜上皮受损(荧光素染色)(分级0-4)、角膜翳(分级0-4)、以及前房(anterior chamber)细胞急速增加(flare)(分级0-4),所采用的标准分级为0=无、1=低、2=中等、3=剧烈、4=严重。
3)预期结果与解释我们预期,兔眼佩戴兔用绷带隐形眼镜的情况是良好的,无任何并发症,且所述膜应保持完整至少一周,优选长达三周,已发现这样的时间间隔,足以用传统缝合式AmnioGraftsTM,治疗人的眼表疾病。我们预期,在此期间内,(用于角膜表面和眼表的)绷带隐形眼镜的完整性,或兔子的眼表组织与附件,无任何吻合上的问题。
4)潜在问题与解决方法兔眼与人眼的差异在于眨眼速度较慢,并且在鼻眼球结膜内多了瞬膜。前者的差异可造成眼表暴露时间较长,使兔眼上的膜干涩。在有暴露问题的人类患者身上,我们观察到AmnioGraftTM的早期分离,即在不到一周内。如兔子的此暴露问题的确产生了不利的试验环境,我们会在戴上绷带隐形眼镜前后,先测量兔子的眨眼速度来验证此顾虑。一旦获得确认,可进行一项小型眼睑缝合术,即通过缝合使上下眼皮闭合,来解决此问题,以观察这是否会降低所述膜的提早分离。
兔眼内存在的瞬膜,可能造成与绷带隐形眼镜的机械摩擦,尤其是直径较小的用于角膜表面的绷带隐形眼镜。人眼所不存在的瞬膜,所造成的这种机械摩擦与运动,可能导致无法佩戴绷带隐形眼镜。如有此情况,将在戴上绷带隐形眼镜之前,提前切除此瞬膜。
据报导,人的羊膜,特别是在作为移植片缝合移植到结膜表面两周后(31;32),可造成由淋巴细胞介导的兔子的异种移植炎症反应。如果要考虑此问题,我们可通过组织学检查残余膜来予以验证,并在需要测试兔子戴上较长时间的绷带隐形眼镜时,改用兔子的羊膜。
关键方法1.羊膜的制备用于研究的人类羊膜的采取,是根据一项人体试验委员会试验计划(#01/554A,于2002年2月1日经迈阿密大学医学院保护人类研究对象医学小组委员会(the Medical Science Subcommittee for the Protection of HumanSubjects in Research of the University of Miami School of Medicine)通过),并由Bio-Tissue公司用其独家方法创建的专利保护步骤(见美国专利6,152,142,其教导已引入本文作为参考)来制备。供者资料由Bio-Tissue公司保密,不对任何参与此赞助实验的人员公开,也不用于本研究得出的任何报告。
如目的3的潜在问题中所述,如果必须用兔的羊膜来测试,将根据机构动物管理与使用委员会(IACUC)通过的方案(UM ACUC#00-127,更新版03)来采取,并用和人的羊膜所述相同的方式来制备。本实验所用的人与兔的羊膜,会在Bio-Tissue公司的实验室内加工并制备。
2.在羊膜上培养角膜缘外植物在必需测试羊膜的生理作用时,用此方法进行所述测试,我们以前发表的论文中已报导了该方法(33-35)。简言之,每个供者的角膜,在传统角膜移植所需的环切处理后,从其剩余的角巩膜取得角膜缘外植物。制备的1到2mm3的外植物(其有0.5mm在角膜缘内,0.5mm在角膜缘外),并将其置于培养皿内,并在37℃与5%潮湿二氧化碳的条件下,在Dispase II内(1.2U/ml溶解于无Mg2+-和Ca2+的亨氏平衡盐溶液(HBSS))孵育15到30分钟,再用含有10%胎牛血清的DMEM培养基淋洗。有羊膜固定其上,经过或未经冷冻保存的固体支持物,可用作基层,其基底膜表面朝上,用以培养所述角膜缘外植物,此角膜缘外植物将被置于膜中心部分,加上一滴胎牛血清过夜来使其充分附着,再移入培养基内培养,此培养基含有等量的HEPES缓冲DMEM(内含碳酸氢盐和Ham‘s F12),再加上0.5%二甲亚枫、2ng/ml小白鼠上皮生长因子、5mg/ml胰岛素、5mg/ml运铁蛋白、5ng/ml硒、0.5mg/ml氢化可体松、30ng/ml霍乱毒素A亚基融合蛋白、5%胎牛血清(FBS)、50mg/ml庆大霉素(gentamicin)和1.25mg/ml两性霉素B(统称SHEM培养基)。在37℃以及5%二氧化碳与95%空气的条件下培养所述培养物,并且每2-3天更换一次培养基。
人角膜缘组织取自Florida Lion′s Eye Bank的捐赠尸体,其身份不详。保存的人羊膜的采取,是根据人体试验委员会通过的一项试验计划(#01/554A),并由Bio-Tissue公司加工,其活体供者的身份不详。
脊椎动物本动物试验计划已经被迈阿密大学通过(编号02-142,日期2002年7月11日)。主要使用的动物是兔子。选用此动物的原因,在于它的大小,及其容易戴上隐形眼镜。广泛的Medline、Agricola、以及Altweb检索显示参考资料匹配以下的关键词羊膜、隐形眼镜、以及动物,但它们与本研究主题无关。因此,针对目的3所述的绷带隐形眼镜临床前安全测试,兔子是最适用的试验动物。
共使用25只纽西兰白兔(鉴于可能的耗损,外加2只),性别不限,体重为2-3Kg。将它们在控制温度、湿度、以及照明(12小时照明周期;上午7.00开灯)的条件下,养在在有滤网覆盖的笼子内,并让兔子任意取用标准饲料与水。
每次使用一只兔子来测试两种绷带隐形眼镜,即分别用于角膜表面与眼表,来判断佩戴隐形眼镜是否受到瞬膜存在的干扰。因此共需四只兔子。一只兔子用作不佩戴眼镜的对照。将另外20只兔子分成四组,每组5只来检测分别用于角膜表面与用于眼表的绷带隐形眼镜的两种不同设计。这是一项安全性研究,并非在于比较这四个不同的分组。
佩戴绷带隐形眼镜,要遵循人类患者佩戴隐形眼镜的方式。随后局部应用一滴0.5%丙对卡因(proparacaine)(用于人眼的局部麻醉剂)。不麻醉、以手电或裂隙灯进行每日偶然检查。但是,如果要知道眼镜佩戴情况必需进行详细的裂隙灯检查,会给每只兔子肌肉内注射35mg/kg氯胺酮(ketamine)、5mg/kg甲苯噻嗪(xylazine)、以及0.75mg/kg乙酰丙嗪(acepromazine)。
如果佩戴绷带隐形眼镜有许可(warrant)安乐死的不良反应,可静脉内注射过量的戊巴比妥(pentobarbital),此方法符合美国兽医协会安乐死委员会(Panel on Euthanasia of the American Veterinary Medical Association)在通过的计划ACUC#_02-142中的推荐。我们将持续遵守在1986年9月修订的实验室动物人道照顾与使用政策。
对于内科医师与临床研究员,可阅读以下文献作为背景阅读。
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等价物虽然参考了优选实施方式已具体说明描述了本发明,但本领域技术人员可以理解,在不偏离本发明所附权利要求书的范围下,可以对本发明形式和细节进行多种变化。
权利要求
1.一种将膜固定在培养嵌套的方法,其步骤包括a)使所述膜接触所述培养嵌套;b)将所述膜置于该培养嵌套上,从而使所述膜完全覆盖该培养嵌套;c)将辐射状弹性圈置于圆锥形扩张器的顶点上,此扩张器有顶点、底座、以及直径从所述顶点往所述底座逐渐增加的外表面,且此底座有肩部;d)使所述扩张器的底座接触环,此环有用于容纳所述圈的外缘环形凹槽;e)将所述圈从所述扩张器的顶点,沿着所述扩张器的外表面,往所述扩张器底座的肩部拉,使得所述圈伸展并形成辐射状扩张状态;f)将所述圈拉过所述扩张器的肩部进入所述环的外缘环形凹槽,从而可控地将所述圈从所述扩张器释放,并使所述圈附着所述环;g)使与所述圈附着的环接触所述嵌套上的膜;并且h)从所述环上可控释放所述圈,使得所述圈从该环移至所述嵌套上,从而将所述圈固定在膜上并将所述膜固定在所述嵌套上。
2.权利要求1所述的方法,其中所述膜包含羊膜。
3.权利要求1所述的方法,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
4.权利要求1所述的方法,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
5.权利要求1所述的方法,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
6.权利要求1所述的方法,其中将所述圈拉过所述扩张器的外表面是通过以下步骤进行的a)用器具接触所述置于所述扩张器顶点的圈,该器具包括纵向延伸、具有近端与远端部分的插管,所述插管限定了从所述近端部分纵向延伸到远端部分的孔,所述插管同轴套在所述扩张器的顶点,并在所述的远端部分辐射状扩张;b)使所述插管的远端部分与所述圈摩擦接合;并且c)通过将所述插管往所述扩张器的底座推进,使所述圈沿着所述扩张器的外表面偏移。
7.权利要求6所述的方法,其中所述扩张器限定了容纳杆的空间,此空间具有第一直径,并从所述扩张器顶点,朝着所述扩张器底座纵向延伸,且至少部分通过所述扩张器;并且其中所述插管还包括穿过所述插管的孔的杆,此杆具有小于第一直径的第二直径,此杆同轴嵌入所述扩张器上容纳杆的空间,来与此扩张器摩擦接合,并在所述插管同轴套在所述扩张器的顶点上、并往该扩张器底座推进时,用作止动器来控制所述插管的移动。
8.权利要求6所述的方法,其中所述插管具有第一形状,在其未承受机械应力时基本呈圆筒形,以及第二形状,在其承受与所述插管的轴垂直方向的机械应力时,其远端部分基本形成辐射状凸缘。
9.权利要求8所述的方法,其中所述插管的远端部分包含多个被多个纵向切口间隔的节段,这些节段具有本体部分与末端部分,其中当所述插管沿所述扩张器表面往该扩张器底座推进时,其节段在径向往外张开,从而形成辐射状凸缘,且其中所述节段的末端部分,能够与置于所述扩张器顶点的辐射状弹性圈摩擦接合。
10.一种将膜固定在环上的方法,所述环具有限定了孔的内面,并且有至少一个大小可容纳O型环的环形凹槽,所述方法包括如下步骤a)使要固定的膜与所述环接触;b)将所述膜置于该环上,从而使所述膜完全覆盖所述环;并且c)将所述O型环嵌入所述环形凹槽,从而将所述膜固定在所述环上。
11.权利要求10所述的方法,其中所述环是培养嵌套。
12.权利要求10所述的方法,其中所述膜包含羊膜。
13.权利要求10所述的方法,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
14.权利要求10所述的方法,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
15.权利要求10所述的方法,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
16.权利要求10所述的方法,其中所述环形凹槽位于所述环的外缘。
17.权利要求10所述的方法,其中所述环形凹槽位于所述环的内表面。
18.权利要求10所述的方法,其中至少有两道环形凹槽。
19.权利要求10所述的方法,其中所述O型环可搭扣配合粘附在所述环上。
20.一种将膜固定在O型环与环中间的方法,所述O型环具有环形外围面,所述环具有限定了孔的环形内表面、且至少有一个环形凹槽,所述方法包括如下步骤a)使要固定的膜接触所述O型环;b)将所述膜置于所述O型环上,从而使该膜完全覆盖所述O型环;c)用所述膜包裹所述O型环的环形外围面,来形成被包裹的O型环;并且d)将所述被包裹的O型环嵌入所述环形凹槽,即可将所述膜固定在所述O型环与所述环中间。
21.权利要求20所述的方法,其中所述被固定的膜是培养嵌套。
22.权利要求20所述的方法,其中所述膜包含羊膜。
23.权利要求20所述的方法,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
24.权利要求20所述的方法,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
25.权利要求20所述的方法,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
26.权利要求20所述的方法,其中所述环形凹槽位于所述环的内表面。
27.权利要求20所述的方法,其中所述被包裹的O型环可搭扣配合附着在所述环上。
28.一种将膜固定在第一扣环与第二扣环中间的方法,其中所述第一扣环的表面有多个间隔的固定榫,所述第二扣环的表面有多个间隔的固定孔,所述方法包括如下步骤a)使要固定的膜接触所述第一扣环的表面;b)将所述膜置于所述第一扣环上,使此膜完全覆盖此第一扣环;c)将所述第二扣环置于所述第一扣环上,使至少一个间隔的固定榫对准至少一个间隔的固定孔;并且d)将所述第一扣环与所述第二扣环搭扣配合,从而将所述膜固定在所述第一扣环与所述第二扣环中间。
29.权利要求28所述的方法,其中被固定在所述两个扣环中间的所述膜是培养嵌套。
30.权利要求28所述的方法,其中所述膜包含羊膜。
31.权利要求28所述的方法,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
32.权利要求28所述的方法,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
33.权利要求28所述的方法,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
34.一种将膜固定在环的方法,其中所述环有环形外围面、环形内表面、顶面和底面,且其至少一个表面上限定有至少一个切口,所述方法包括如下步骤a)使要固定的膜接触所述环;b)将所述膜置于所述环的顶面或底面上,从而使此膜覆盖所述环;并且c)将所述膜插入所述切口,就可将所述膜固定在所述环上。
35.权利要求34所述的方法,其中膜被插入环顶面或底面上的切口。
36.权利要求34所述的方法,其中膜被插入环形外围面上的切口。
37.权利要求34所述的方法,其中所述被固定的膜是培养嵌套。
38.权利要求34所述的方法,其中所述膜包含羊膜。
39.权利要求34所述的方法,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
40.权利要求34所述的方法,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
41.权利要求34所述的方法,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
42.一种制备用于组织表面的生物聚合物覆盖物的方法,其包括如下步骤a)使生物聚合物膜接触第一环的表面,其中此第一环有环形外缘、以及外径,其外径大小搭扣配合与有环形内缘的第二环的内径搭配搭扣配合;b)将所述膜置于所述的第一环上,使此膜完全覆盖此第一环,并用此膜包裹所述第一环的环形外缘;c)将所述第二环置于所述第一环上,使两者同轴对准;并且d)使所述第一环与第二环搭扣配合,从而将所述膜固定在所述第一环与第二环中间,并制成用于组织表面的生物聚合物覆盖物。
43.权利要求42所述的方法,其中所述生物聚合物膜是羊膜。
44.权利要求42所述的方法,其中所述生物聚合物膜包含至少一个细胞。
45.权利要求44所述的方法,其中在所述膜接触所述第一环的表面之前,所述细胞在所述膜上生长或附着在所述膜上。
46.权利要求44所述的方法,其中在将所述膜固定在第一环与第二环之间之后,所述细胞在所述膜上生长或附着在所述膜上。
47.权利要求44所述的方法,其中所述细胞被预先工程化来用于基因治疗。
48.权利要求42所述的方法,其中所述生物聚合物膜、第一环、以及第二环的大小,都适合被置于眼睛的外表面。
49.权利要求42所述的方法,其中所述生物聚合物膜、第一环、以及第二环的大小,都适合被置于组织表面上,所述组织可选自皮组织、胃肠道组织、呼吸道组织、生殖系统组织、泌尿系统组织、循环系统组织、或骨组织。
50.权利要求42所述的方法,其中所述第一环与第二环是生物可降解的。
51.权利要求42所述的方法,其中所述第一环的环形外缘包括第一啮合面,并且所述第二环的环形内缘包括第二啮合面。
52.权利要求51所述的方法,其中所述第一与第二啮合面包括选自如下的啮合装置刺,带有固定孔的区域,或固定榫。
53.权利要求50所述的方法,其中所述环的至少一个包含聚合物,其还包含至少一个生物活性分子。
54.权利要求53所述的方法,其中所述生物活性分子是治疗性物质。
55.一种制备用于组织表面的羊膜覆盖物的方法,其包括如下步骤a)将粘合组合物涂在具有外径的支持物的至少一个表面上;b)使所述支持物表面上的粘合组合物接触羊膜,此膜有直径大于所述支持物外径的表面;c)将所述支持物置于所述羊膜上,使得可内折所述膜来盖过所述支持物;以及d)内折所述膜来盖过所述支持物,使所述支持物被所述膜覆盖,从而制成用于组织表面的羊膜覆盖物。
56.权利要求55所述的方法,其中所述支持物是环。
57.权利要求55所述的方法,其中所述支持物是圆盘。
58.权利要求55所述的方法,其中所述粘合组合物包含含有纤维蛋白原的纤维蛋白密封剂。
59.权利要求55所述的方法,其中所述粘合组合物包含sinoacralate。
60.一种制备用于组织表面的羊膜覆盖物的方法,包括如下步骤a)将支持物置于羊膜的中心部分,此支持物有外径,此羊膜有直径大于所述支持物的外径的表面;b)将粘合组合物涂在所述支持物外径以外的所述羊膜表面的一部分上;并且c)内折所述羊膜来盖过所述支持物,使所述支持物被所述羊膜覆盖,从而制成用于组织表面的羊膜覆盖物。
61.权利要求60所述的方法,其中所述支持物是环。
62.权利要求60所述的方法,其中所述支持物是圆盘。
63.权利要求60所述的方法,其中所述粘合组合物包含含有纤维蛋白原的纤维蛋白密封剂。
64.权利要求60所述的方法,其中所述粘合组合物包含sinoacralate。
65.权利要求60所述的方法,其中还包括如下步骤a)将所述用于组织表面的羊膜覆盖物置于第二片羊膜的中心部分,此第二片羊膜有直径大于所述羊膜覆盖物外径的表面;b)将粘合组合物涂在第二片羊膜表面的所述羊膜覆盖物外径以外的部分上;并且c)内折所述第二片羊膜来盖过所述羊膜覆盖物,使所述羊膜覆盖物被第二片羊膜覆盖,从而制成用于组织表面的双层羊膜覆盖物。
66.权利要求65所述的方法,其中所述粘合组合物包含含有纤维蛋白原的纤维蛋白密封剂。
67.权利要求65所述的方法,其中所述粘合组合物包含sinoacralate。
68.一种制备用于组织表面的羊膜覆盖物的方法,其包括如下步骤a)将支持物置于羊膜的基质面的中心部分,此支持物有外径,此羊膜具有直径大于支持物外径的表面;b)内折所述羊膜来盖过所述支持物,使该支持物被所述羊膜覆盖,形成被覆盖的支持物;并且c)将被折起的羊膜的基质面的一部分,与所述膜的基质面的另一部分相粘合,从而在适当位置固定所述被覆盖的支持物,并制成用于组织表面的羊膜覆盖物。
69.权利要求68所述的方法,其中所述支持物是环。
70.权利要求68所述的方法,其中所述支持物是圆盘。
71.权利要求68所述的方法,其中还包括如下步骤a)将第二支持物插入所述被覆盖的支持物下方;并且b)使所述第二支持物与覆盖了所述被覆盖支持物的羊膜的至少一部分相接触,从而将所述羊膜固定在所述被覆盖的支持物与第二支持物的中间。
72.一种用于组织表面的生物聚合物覆盖物在眼睛上的用途,其制备是根据权利要求42所述的方法。
73.一种用于组织表面的羊膜覆盖物在眼睛上的用途,其制备是根据权利要求55所述的方法。
74.一种用于组织表面的羊膜覆盖物在眼睛上的用途,其制备是根据权利要求60所述的方法。
75.一种用于组织表面的羊膜覆盖物在眼睛上的用途,其制备是根据权利要求68所述的方法。
76.一种装置,它与置于圆锥形扩张器的顶点的辐射状弹性圈摩擦接合,其中所述扩张器有顶点、底座、以及直径从顶点往底座逐渐增加的外表面,所述装置也用于将所述圈从所述扩张器顶点,沿着所述扩张器的外表面,往所述扩张器底座推动,从而使所述圈伸展并形成辐射状扩张状态;此器具包括纵向延伸、具有近端与远端部分的插管,所述插管限定有从近端部分纵向延伸到远端部分的孔,该插管同轴套在所述扩张器的顶点,且在所述插管的远端部分可辐射状扩张。
77.权利要求76所述的装置,其还包括穿过所述插管的孔、从所述近端部分纵向延伸到所述远端部分的杆,所述杆能弹性地、偏移进入、同轴可释放地与所述扩张器内容纳杆的空间接合,以与所述扩张器摩擦接合,并且在所述插管同轴套在所述扩张器顶点上、并往所述扩张器底座推进时,可用作止动器来控制所述插管的移动。
78.权利要求76所述的装置,其中所述插管具有第一形状,在其未承受机械应力时基本呈圆筒形,以及第二形状,其中在其承受与所述插管的轴垂直方向的机械应力时,其远端部分基本形成辐射状凸缘。
79.权利要求78所述的装置,其中所述插管的远端部分包含多个被纵向切口间隔的节段,这些节段都有本体部分与末端部分,当所述插管沿着所述扩张器的表面,往所述扩张器底座推进时,所述插管上的节段在径向上往外张开,从而形成辐射状凸缘;以及其中所述节段的末端部分能够与置于所述圆锥形扩张器顶点的辐射状弹性圈摩擦接合。
80.一种培养嵌套,其包括具有限定了孔的内面的环,且该环至少有一个大小可容纳O型环的环形凹槽;固定在所述环上的膜,此膜完全覆盖所述环;以及嵌入所述环形凹槽的O型环,从而在组装过程中将所述膜固定在所述环上。
81.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述环的内面有大小可容纳O型环的环形凹槽,并且将所述O型环嵌入所述环内面的环形凹槽中,从而将所述膜固定在所述环上。
82.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述环的外缘表面有大小可容纳O型环的环形凹槽,并且将O型环嵌入所述环外缘表面的环形凹槽中,从而将所述膜固定在所述环上。
83.权利要求80所述的培养嵌套,其中至少有两道环形凹槽。
84.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述O型环以可拆除方式搭扣配合附着在所述环上。
85.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述膜包含羊膜。
86.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
87.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
88.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述膜是选自如下的材料聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
89.权利要求80所述的培养嵌套,其中所述O型环包含选自硅氧烷或硅氧烷发泡体的生物相容的聚合物。
90.一种培养嵌套,其包括O型环,具有限定了孔的内面,和环形外围面;固定在所述O型环上的膜,此膜完全覆盖所述O型环,并包裹其环形外围面来形成被包裹的O型环;环,其环形内面限定了孔,且其至少有一个大小可容纳所述被包裹的O型环的环形凹槽;并且其中,被包裹的O型环位于所述环形凹槽内,从而在组装过程中,将所述膜固定在所述O型环与所述环中间。
91.权利要求90所述的培养嵌套,其中所述环形凹槽位于所述环的环形内面上。
92.权利要求90所述的培养嵌套,其中所述被包裹的O型环搭扣配合附着在所述环上。
93.权利要求90所述的培养嵌套,其中所述膜包含羊膜。
94.权利要求90所述的培养嵌套,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
95.权利要求90所述的培养嵌套,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
96.权利要求90所述的培养嵌套,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
97.一种培养嵌套,其包括第一扣环,它具有第一表面;在第一表面上的多个间隔的固定榫;第二扣环,它具有其上有多个间隔的固定孔的第二表面,其中在组装过程中,当将所述两个扣环搭扣配合时,至少有一个固定孔其间隔可对准至少一个固定榫的位置;以及固定在所述两个扣环中间的膜。
98.权利要求97所述的培养嵌套,其中所述膜包含羊膜。
99.权利要求97所述的培养嵌套,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
100.权利要求97所述的培养嵌套,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
101.权利要求97所述的培养嵌套,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
102.一种培养嵌套,其包括环,其具有环形外围面、环形内面、顶面和底面,并且其至少一个表面上限定了至少一个切口;以及置于所述环的顶面或底面的膜,其中所述膜覆盖所述环,且至少有一部分所述膜插入所述切口,从而在组装过程中将所述膜固定在所述环上。
103.权利要求102所述的培养嵌套,其中所述膜被插入所述顶面或底面上的切口中。
104.权利要求102所述的培养嵌套,其中所述膜被插入所述环形外围面上的切口中。
105.权利要求102所述的培养嵌套,其中所述膜包含羊膜。
106.权利要求102所述的培养嵌套,其中所述膜包含透明质烷衍生物。
107.权利要求102所述的培养嵌套,其中所述膜包含胶原蛋白或胶原蛋白衍生物。
108.权利要求102所述的培养嵌套,其中所述膜由选自如下的材料制成聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯或苯乙烯-丙烯腈。
109.一种组织表面覆盖物,其包括a)第一环,其具有环形外缘和外径;b)完全覆盖所述第一环的膜,此膜包裹所述第一环的环形外缘;以及c)第二环,其具有环形内缘、以及大小可搭扣配合盖住所述第一环外径搭扣配合的内径,此第二环被置于第一环上,来使两者同轴对准;在组装所述组织表面覆盖物的过程中,将所述第一环与第二环搭扣配合,即可将所述膜固定在所述第一环与第二环中间。
110.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述膜是生物聚合物膜。
111.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述膜是羊膜。
112.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述第一环与第二环是生物可降解的。
113.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述环的至少一个包含聚合物,其还包含至少一个生物活性分子。
114.权利要求113所述的组织表面覆盖物,其中所述生物活性分子是治疗性物质。
115.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述环的至少一个包含聚甲基丙烯酸甲酯。
116.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述环的至少一个包含硅氧烷材料。
117.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述环的至少一个由选自聚氨酯、聚酯或聚四氯乙烯的材料制备。
118.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述膜、第一环、以及第二环中每个的大小都适合被置于眼表上。
119.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述膜、第一环、以及第二环每个的大小,都适合被置于组织表面上,所述组织可选自皮组织、胃肠道组织、呼吸道组织、生殖系统组织、泌尿系统组织、循环系统组织、或骨组织。
120.权利要求109所述的组织表面覆盖物,其中所述第一环的环形外缘包括第一啮合面,并且所述第二环的环形内缘包括第二啮合面。
121.权利要求120所述的组织表面覆盖物,其中所述第一与第二啮合面包括选自如下的啮合装置刺,固定榫和带有固定孔的区域。
122.权利要求120所述的组织表面覆盖物,其中所述第一啮合面包括带有固定孔的区域,所述第二啮合面包括与所述固定孔在空间上对准的固定榫。
123.权利要求120所述的组织表面覆盖物,其中所述第一啮合面包括固定榫,所述第二啮合面包括带有固定孔的区域,其中所述固定孔与所述固定榫在空间上对准。
124.权利要求121所述的组织表面覆盖物,其中所述第一或第二啮合面包括固定榫,所述膜包括带有固定孔的区域,其中所述固定孔与所述固定榫在空间上对准,来将所述膜固定在所述第一与第二啮合面中间。
125.一种用于组织表面的羊膜覆盖物,其包括a)具有外径的支持物;b)涂在所述支持物至少一个表面上的粘合组合物;以及c)接触此粘合组合物的羊膜,此膜有直径大于所述支持物的外径的表面,且在组装过程中,此膜被内折盖过所述支持物,使得所述支持物被所述膜覆盖,并由所述粘合组合物固定在所述膜上。
126.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述粘合组合物包含含有纤维蛋白原的纤维蛋白密封剂。
127.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述粘合组合物包含sinoacralate。
128.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物是生物可降解的。
129.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含聚合物,其还包含至少一个生物活性分子。
130.权利要求129所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述生物活性分子是治疗性物质。
131.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含聚甲基丙烯酸甲酯。
132.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含硅氧烷材料。
133.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物由选自聚氨酯、聚酯、和聚四氯乙烯的材料制成。
134.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物的曲线半径,对应于所测得的身体组织的基础曲线,该身体组织要接触所述用于组织表面的羊膜覆盖物。
135.权利要求125所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物的曲线半径,对应于所测得的角膜的基础曲线,所述角膜要接触所述用于组织表面的羊膜覆盖物。
136.一种用于组织表面的羊膜覆盖物,其包括a)具有外径的支持物;b)羊膜,其具有直径大于所述支持物外径的表面;以及c)涂在所述膜的至少一面,来将此膜固定在所述支持物上的粘合组合物,在组装用于组织表面的羊膜覆盖物的过程中,将所述膜内折盖过所述支持物,使该支持物与所述粘合组合物接触,并被所述膜覆盖。
137.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含聚甲基丙烯酸甲酯。
138.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含硅氧烷材料。
139.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物由选自聚氨酯、聚酯、和聚四氯乙烯的材料制成。
140.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物的曲线半径,对应于所测得的身体组织的基础曲线,该身体组织要接触所述用于组织表面的羊膜覆盖物。
141.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物的曲线半径,对应于所测得的角膜的基础曲线,所述角膜要接触所述用于组织表面的羊膜覆盖物。
142.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述粘合组合物包含含有纤维蛋白原的纤维蛋白密封剂。
143.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述粘合组合物包含sinoacralate。
144.权利要求134所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物是生物可降解的。
145.权利要求136所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含聚合物,其还包含至少一个生物活性分子。
146.权利要求136所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述生物活性分子是治疗性物质。
147.权利要求136所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其还包括a)第二片羊膜,该膜表面的直径大于所述用于组织表面的羊膜覆盖物的外径;b)第二种粘合组合物,在组装过程中,将所述用于组织表面的羊膜覆盖物置于所述第二片羊膜的中心部分时,该第二种粘合组合物被涂在所述用于组织表面的羊膜覆盖物外径以外的第二片羊膜表面的部分上;以及c)第二片羊膜,在组装过程中,它被内折盖过所述用于组织表面的羊膜覆盖物使得所述用于组织表面的羊膜覆盖物被此第二片羊膜覆盖,即可制成用于组织表面的双层羊膜覆盖物。
148.权利要求147所述的用于组织表面的双层羊膜覆盖物,其中所述第二种粘合组合物包含含有纤维蛋白原的纤维蛋白密封剂。
149.权利要求147所述的用于组织表面的双层羊膜覆盖物,其中所述第二种粘合组合物包含sinoacralate。
150.一种用于组织表面的羊膜覆盖物,其包括a)具有外径的支持物;b)其表面的直径大于所述支持物外径、并有基质面的羊膜;以及c)置于所述羊膜基质面的中心部分的支持物,在组装过程中,将所述膜内折盖过所述支持物,使得该支持物被所述膜覆盖,并且被折起的膜的基质面的一部分,与所述膜的基质面的另一部分相粘合,由此可在适当位置将所述支持物固定。
151.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物是环。
152.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物是圆盘。
153.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其还包括置于所述被覆盖的支持物下方的第二支持物,所述第二支持物与覆盖所述被覆盖的支持物的羊膜的至少一部分相接触,从而在组装过程中,所述膜就被固定在所述被覆盖的支持物与第二支持物的中间。
154.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物是生物可降解的。
155.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含聚合物,其还包含至少一个生物活性分子。
156.权利要求155所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述生物活性分子是治疗性物质。
157.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含聚甲基丙烯酸甲酯。
158.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物包含硅氧烷材料。
159.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物由选自聚氨酯、聚酯、和聚四氯乙烯的材料制成。
160.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物的曲线半径,对应于所测得的身体组织的基础曲线,该身体组织要接触所述用于组织表面的羊膜覆盖物。
161.权利要求150所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其中所述支持物的曲线半径,对应于所测得的角膜的基础曲线,所述角膜要接触所述用于组织表面的羊膜覆盖物。
162.权利要求135所述的用于组织表面的羊膜覆盖物在眼睛上的用途。
163.权利要求136所述的用于组织表面的羊膜覆盖物在眼睛上的用途。
164.权利要求147所述的用于组织表面的羊膜覆盖物在眼睛上的用途。
165.一套用具组,其包括a)根据权利要求76的一种器具;b)圆锥形扩张器;c)O型环;d)具有限定了孔的内面的环,且其有至少一个大小可容纳所述O型环的环形凹槽;以及e)至少一片大小可完全覆盖所述环的膜。
166.权利要求165所述的用具组,其中所述膜是经过冷冻干燥的羊膜。
167.权利要求165所述的具用组,其还包括粘合组合物。
168.权利要求80、90、97和102任一所述的培养嵌套,其还包括选自如下的细胞预先被改造用于基因治疗的细胞、视网膜色素上皮细胞、上皮干细胞、角膜缘干细胞、或角膜缘上皮细胞。
169.权利要求109、125、136和150任一所述的用于组织表面的羊膜覆盖物,其还包括选自如下的细胞预先被改造用于基因治疗的细胞、视网膜色素上皮细胞、上皮干细胞、角膜缘干细胞、或角膜缘上皮细胞。
170.权利要求109、125、136和150任一所述的用于组织表面的羊膜覆盖物作为组合物用于在准分子激光手术后,减轻眼部疼痛与角膜混浊,并提高人工角膜植入的成功率的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于组织表面的生物聚合物覆盖物,其包括纱布、绷带、覆片如绷带隐形眼镜、保护组织的组合物或覆盖物、防止粘合、隔离细菌、抑制细菌活动、或促进组织愈合或生长的覆盖物。此组合物的一个例子是用于眼表的羊膜覆盖物。使用本发明用于组织表面的覆盖物不需进行缝合。本发明也包括利于将膜固定在支持物上的装置、培养嵌套、以及制作和使用用于组织表面的覆盖物与培养嵌套的组合物、方法、以及用具组。本发明组合物可包括在膜上生长或粘附在膜上的细胞,且此组合物可用作组织工程化或组织移植物的支架。本发明也涉及制备和使用用于组织表面的羊膜覆盖物作为可控释放药物传递载体的一种方法。
文档编号A61L31/00GK1652686SQ03811019
公开日2005年8月10日 申请日期2003年3月14日 优先权日2002年3月14日
发明者谢弗·C·G·曾, 赫尔加·桑多瓦尔, 威廉·G·李 申请人:组织技术公司
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