AT527548A1 - Ein doppeltes interpenetrierendes polymermatrix-hydrogel, das progenitorzellen und biomoleküle enthält, zur reparatur von neuronalem gewebe - Google Patents
Ein doppeltes interpenetrierendes polymermatrix-hydrogel, das progenitorzellen und biomoleküle enthält, zur reparatur von neuronalem gewebe Download PDFInfo
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Abstract
Ein doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel, umfassend: - ein Acrylsäurepolymer oder Carbomer, - ein natürliches Polymer, ausgewählt aus Agarose, Chitosan, Dextran, einem Polysaccharid oder einem Glykosaminoglykan, - ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Glycerin, Propylenglykol, Ethylenglykol, Triethylamin oder einer Mischung davon, - durch Klick-Chemie hinzugefügte chemische Einheiten wobei das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel imstande ist, Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, zu enthalten, die auf seiner äußeren Oberfläche platziert sind oder in einem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch die Polymermatrix gebildet wird, wobei das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel zum vollständigen oder teilweisen Regenerieren oder Rekonstruieren von geschädigten Geweben, insbesondere zur Reparatur von akuter und subakuter Rückenmarksverletzung, verwendet wird.
Description
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel, das Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs) enthalten kann, bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, wobei das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel zur Reparatur von neuronalem Gewebe zu verwenden ist, wie z.B. der Reparatur von akuten und subakuten Rückenmarksverletzungen (SCI), der Reparatur von chronischen oder bb osttraumatischen Hirnverletzungen (TBI) oder der Reparatur von peripheren
Nervenverletzungen.
Stand der Technik
Bei der Behandlung von Krankheiten, die zur Degeneration eines bestimmten Organs führen, stellt die Organtransplantation oft die einzige mögliche therapeutische Alternative dar. Wo dies möglich ist, ist sie jedoch mit einem hohen Risiko für den Patienten verbunden, da wahrscheinlich Komplikationen, wie z.B. die Übertragung von Krankheitserregern vom Spender auf den Empfänger oder die Abstoßung des Organs selbst, auftreten, nebst einem chronischen Mangel an verfügbaren Organen. Ferner kann ein
solcher Ansatz nicht auf alle Körperbereiche angewendet werden,
Die oben genannten Gründe führen dazu, dass sich die Forschung mit der Entwicklung von Trägermatrizen beschäftigt, die es ermöglichen, Zellen zu tragen, was diesen erlaubt und/oder sie bestärkt, zu überleben und in das Zielgewebe zu integrieren, um ein neues funktionelles Gewebe entstehen zu lassen, das histologisch mit den angrenzenden Strukturen integriert ist.
Da die meisten Zellen des Zentralnervensystems, zum Beispiel Neuronen, nicht oder nur schlecht proliferieren oder sich erneuern, wurde das Augenmerk auf Therapien gerichtet, die auf dem Ersatz oder der Regeneration des geschädigten Gewebes beruhen, wobei isolierte und neu transplantierte Zellen verwendet werden.
Insbesondere scheint das Erreichen einer besonders wirksamen Behandlung von akuten und subakuten Rückenmarksverletzungen ein
Problem zu sein, für das seit langem eine Lösung gesucht wird.
Kurzdarstellung der Erfindung
Überraschenderweise und unerwartet hat der Anmelder eine Technologie entwickelt, die die In situ-Regeneration des Rückenmarks ermöglichen und die Schaffung eines entzündungshemmenden und regenerationsfördernden Umfelds begünstigen kann. Diese Technologie besteht aus einem doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogel gemäß der vorliegenden Erfindung, das insbesondere auf den äußeren Teil der Dura mater spinalis, nämlich epidural, anwendbar ist, einer dicht gewebten röhrenförmigen Membran, die das Rückenmark auf seiner gesamten Länge umhüllt, das ermöglicht, die regenerativen Zellen, die auf seine äußeren Oberfläche platziert werden oder in dem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch das
doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel gebildet
Demgemäß hat der Anmelder, als eine besonders wirksame Behandlung einer akuten und subakuten Rückenmarksverletzung, ein doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel entwickelt, das gemäß jeder beliebigen der Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung imstande ist, die In situ-Regeneration des Rückenmarks oder Reparatur von neuronalem Gewebe zu ermöglichen und die Schaffung eines entzündungshemmenden und regenerationsfördernden Umfelds zu begünstigen.
Das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel, gemäß jeder beliebigen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ist insbesondere auf den äußeren Teil der Dura mater spinalis anwendbar, einer dicht gewebten röhrenförmigen Membran, die teilweise den Umfang des Rückenmarks umgibt, wodurch die regenerativen Progenitorzellen des Rückenmarks bewahrt und in situ gehalten werden können, wie z.B. Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,
wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),
vorzugsweise Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch bevorzugter autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix im Inneren des Hydrogels bilden zu lassen, die auf der äußeren Oberfläche platziert sind oder in dem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel gebildet
wird.
Vorzugsweise ist das dreidimensionale Gitter spezifisch abgestimmt, um Einschluss und Überleben von Zellen langfristig zu ermöglichen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel-Technologie, umfassend:
- ein Acrylsäurepolymer oder Carbomer oder Acrylpolymer, funktionalisiert durch Klick-Chemie
— ein natürliches Polymer, ausgewählt aus Agarose, Chitosan, Dextran, Cellulose, Pullulan, Stärke, einem anderen Polysaccharid oder einem Glykosaminoglykan,
- ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Glycerin, Propylenglykol, Ethylenglykol, Triethylamin oder einer Mischung davon,
- durch Klick-Chemie hinzugefügte chemische Einheiten
wobei das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel imstande ist, Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs) zu enthalten, bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere so, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, die auf seiner äußeren Oberfläche platziert sind oder in einem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch die Polymermatrix gebildet wird, wobei vorzugsweise das dreidimensionale Gitter spezifisch abgestimmt ist, um Einschluss und Überleben von Zellen langfristig zu ermöglichen; wobei das
doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel in der human-
Bevorzugte Ausführungsformen des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels gemäß der vorliegenden Erfindung sind in Ausführungsformen 2 bis 18 definiert.
Das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist geeignet, zum Herstellen eines Stammzellenimplantats verwendet zu werden, um geschädigte Gewebe ganz oder teilweise zu regenerieren oder zu rekonstruieren. Insbesondere, wenn das Gewebe ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend zum Beispiel Rückenmarkgewebe, Hirngewebe oder periphere Nerven. Insbesondere ist das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel gemäß beliebigen bevorzugten Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung geeignet, für die akute oder subakute Reparatur einer Rückenmarksverletzung verwendet zu werden.
Allgemeiner ist das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel gemäß beliebigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemäß einer der Ausführungsformen 1-18, oder das mit einem beliebigen Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 19-24 und 31-32 oder den Ansprüchen 1-10 erhalten wird, wie hiermit offenbart, enthaltend Progenitorzellen, wie Z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende
Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels, wie hiermit offenbart, wobei das Verfahren umfasst:
das Herstellen eines Gemisches, umfassend (in Gew.-%) 0,01% bis 5% Acryl- oder Polymer-Carbomer, 0,01% bis 5% natürliches Polymer, 0,1% bis 40% Vernetzungsmittel und gegebenenfalls 0,01% bis 5% Elastifizierungsmittel in einem wässrigen Medium, bei einer Temperatur zwischen 20°C und 90°C, über einen Zeitraum im Bereich von 10 Sekunden bis 240 Minuten, und schließlich ein anschließendes Abkühlen auf eine Temperatur im Bereich von 37°C bis Raumtemperatur;
die Verwendung von Acryl- oder Polymer-Carbomeren, funktionalisiert mit chemischen Einheiten durch Click-Chemie, um Hydrogele zu erzeugen.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zum Herstellen eines doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Ausführungsformen
von 19 bis 24 und 31 bis 32 definiert.
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Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind hier nachstehend ausführlich, als Beispiel und nicht darauf beschränkt, unter Bezugnahme auf die angeschlossene Figur
beschrieben, wobei:
Fig. 1: eine wesentliche Darstellung einer humanmedizinischen chirurgischen Anwendung des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels gemäß der
vorliegenden Erfindung ist, wobei: A von Fettgewebe abgeleitete Stammzellen (1) auf interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines gefriergetrockneten Hydrogels (2) geladen werden; B Hydrogel gequollen (3) und mit Stammzellen beladen, die sich auf seiner äußeren Oberfläche befinden oder in einem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch die Polymermatrix (4) gebildet wird; C Anwendung (5) des Hydrogels, das Stammzellen nahe (6) der Läsionszone (7) lädt, wo Laminektomie durchgeführt wurde (6); D Hydrogel, das die Stammzellen an einer epiduralen Position (8) lädt, wobei die zellulären Heilungsfaktoren die
Läsionszone (7) queren (9).
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Eine doppelte interpenetrierende Polymermatrix gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst: — ein Acrylsäurepolymer oder Carbomer,
— ein natürliches Polymer, ausgewählt aus Agarose,
Chitosan, Dextran, einem Polysaccharid oder einem Glykosaminoglykan, - ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Glycerin,
Propylenglykol, Ethylenglykol, Triethylamin oder einer Mischung davon,
- durch Klick-Chemie hinzugefügte chemische Einheiten
das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel, das imstande ist, Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die
aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch
Gelatine, Kollagen, Chitin, Chitosan, Laminin, Polyethylenglykol
Die Polymermatrix kann vorzugsweise (in Gew.-%) 0,01% bis 5% Acrylsäurepolymer oder Carbomer, 0,01% bis 5% natürliches Polymer, 0,1% bis 40% Vernetzungsmittel, und schließlich 0,01% bis 5% Elastifizierungsmittel umfassen.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt umfasst das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel Carbopol als Acrylpolymer, Agarose als natürliches Polymer und ein Mischung aus Glycerin, Propylenglykol und Triethylamin als Vernetzungsmittel, und in einem anderen besonders bevorzugten Aspekt umfasst das doppelte interpenetrierende PolymermatrixHydrogel weiter Gelatine oder PEG als Elastifizierungsmittel.
Ferner kann das doppelte interpenetrierende PolymermatrixHydrogel Nährstoffe und/oder Wachstumsfaktoren für Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, umfassen.
Solche Nährstoffe und/oder Wachstumsfaktoren für Zellen
können ausgewählt werden aus: salzhaltigem Puffer, B27 (GIBCO®,
Gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt kann das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel weiter ein oder mehrere Arzneimittel und/oder Faktoren und/oder Wirkstoffe umfassen, die imstande sind, die Wirkung der Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, zu modulieren und/oder sie l1ebensfähig zu halten und/oder ihren Metabolismus zu stimulieren und/oder ihr Wachstum und ihre Entwicklung zu stimulieren und/oder ihre Differenzierung zu stimulieren und/oder die Interaktion und wechselseitige Interkonnektivität zu stimulieren, da Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale
Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen,
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des doppelten interpenetrierenden PolymermatrixHydrogels zum Herstellen eines Zellimplantats zum Regenerieren oder Rekonstruieren oder Ersetzen von geschädigtem oder totem oder entferntem oder nicht funktionierendem, selbst teilweise, Rückenmarkgewebe. Tatsächlich kann durch die vorliegende Erfindung das Rückenmarkgewebe in der Zone des ZImplantats verbessert und geheilt werden, indem Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,
wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),
bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, zugeführt werden und ihre Proliferation, Infiltration und Integration in das die Implantationszone umgebende Rückenmarkgewebe kontrolliert werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Mittels für die Rückenmarkgeweberegeneration für Patienten, die an akuter und
subakuter Rückenmarksverletzung leiden.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mittel zum Regenerieren von Rückenmarkgeweben bereitzustellen, mit solchen Eigenschaften, dass es leicht in der Zielzone, insbesondere an der externen Dura mater spinalis, durch herkömmliche chirurgische oder minimalinvasive Techniken positioniert werden kann und dass es leicht an die Dimensionen der Implantatstelle angepasst werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels, das das Herstellen einer wässrigen Dispersion, die (in Gew.-%) 0,01% bis 5% Acrylsäurepolymer oder Carbomer, 0,01% bis 5% natürliches Polymer, 0,1% bis 40% Vernetzungsmittel und gegebenenfalls 0,01% bis 5% Elastifizierungsmittel umfasst, bei einer Temperatur von 20-90°C und für einen Zeitraum im Bereich von 10 Sekunden bis 240 Minuten, abhängig von dem gewünschten Vernetzungsgrad und den verwendeten Polymeren, und das mögliche anschließende Abkühlen auf eine Temperatur im Bereich von 37°C und Raumtemperatur umfasst. Dem Polymergemisch kann eine Base zugegeben werden, die die Säure neutralisieren kann, die sich während der Reaktion entwickelt, vorzugsweise ausgewählt aus Triethylamin und Ammoniak.
Ferner können dem Polymergemisch gegebenenfalls geeignete Salze oder salzhaltige Lösungen oder Pufferlösungen zugegeben werden, die darauf ausgerichtet sind, den pH-Wert zu kontrollieren.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt ist die zugegebene Pufferlösung PBS (phosphatgepufferte Kochsalzlösung), gemäß einem weiteren besonders bevorzugten Aspekt werden dem Polymergemisch sowohl die Base Triethylamin als auch die Pufferlösung PBS und NaOH zugegeben.
Die Gewichtsverhältnisse zwischen den mehreren Komponenten können in den oben definierten Bereichen variiert werden, wodurch es möglich ist, die Dimensionen des polymeren Gitternetzes gemäß der Zellart, die zu tragen ist, zu
modulieren, um die Matrix für jede spezifische Population besser
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Polymergemisch mit den richtigen chemischen-physikalischen Eigenschaften bereitzustellen, sodass Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,
wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),
bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, in dieses eingemischt werden können, wodurch Überleben und Proliferation der Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, sichergestellt ist.
Daher ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer zweidimensionalen oder
dreidimensionalen Bio-Hybrid-Vorrichtung, die zum Aufnehmen und
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung einer Vorrichtung basierend auf dem doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogel, das Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere so, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um
sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels
wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs)),
bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, können einem frischen Gewebe entnommen oder in einer
Kultur, abseits des Trägers gehalten werden (zum Beispiel eine
Petri-Schale oder anderes), schließlich gewaschen und anschließend dem Polymergemisch, Vernetzungsmittel und gegebenenfalls Elastifizierungsmittel während des
Gelierprozesses, vorzugsweise während des Kühlschritts zugegeben werden. Um die höchste Anzahl von Stammzellen, die in der doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogelmatrix eingeschlossen sind, in einem lebensfähigen Zustand und unter Wachstumsbedingungen zu halten, ist bevorzugt, der wässrigen Dispersion von Polymeren vor dem Gelieren ein geeignetes Kulturmedium zuzugeben. Alternativ können Progenitorzellen, wie Z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie Z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, di zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am
meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung
Solche Arzneimittel und/oder Wirkstoffe und/oder spezifische Faktoren und/oder andere Substanzen, die während der Herstellung des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels zugegeben werden, sind imstande, die Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale
stimulieren und/oder ihre Differenzierung zu stimulieren und die
Interaktion und wechselseitige Interkonnektivität zu stimulieren.
Zudem kann das wässrige Polymergemisch durch ein Kulturmedium ersetzt werden, das geeignet ist, die
Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere so, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, unter lLebensfähigen und Wachstumsbedingungen zu halten.
Gemäß einer Ausführungsform kann während der Herstellung des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels das
wässrige Gemisch oder das geeignete Kulturmedium zusätzlich die
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines doppelten interpenetrierenden PolymermatrixHydrogels mit einer hohen Kapazität zum Quellen, um ein Gemisch, vorwiegend auf Basis von Wasser und eines Kulturmediums, dem schließlich Faktoren und/oder andere Wirkstoffe zugegeben wurden, einzubetten, wobei das Gemisch geeignet ist, die Wirtsstammzellen mit den notwendigen Nährstoffen zu versorgen, sodass sie innerhalb des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels überleben und proliferieren können.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines geeigneten Kulturmediums, das auf eine Verbesserung der lebensfähigen Bedingungen von Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, nach Einkapselung in dem Gel ausgerichtet ist. Ein solches Medium kann direkt zum Herstellen des Gels mit oder ohne Zugabe einer gepufferten Kochsalzlösung verwendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel geeignete chemisch-phvysikalische Eigenschaften auf, um in der Form eines Dünnfilms durch eines der Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, produziert zu werden, wie beispielsweise und nicht
vollumfänglich, Spindelrotationsbeschichtung mit anschließendem
Ein solches doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel kann auch in der Form einer Dünnfilmanordnung ausgeführt werden, die auf mehreren Üüberlappenden Schichten angeordnet ist und geeignet ist, Progenitorzellen, wie Z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,
wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),
bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix im Inneren des Hydrogels bilden zu
lassen, verschiedener Populationen zu tragen und aufzunehmen, um
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel aus einem Gemisch erhalten, das Carbopol, Agarose, Glycerin und Propylenglycol in Gegenwart von Triethylamin enthält und in einem passenden wässrigen Medium dispergiert ist, dem ein Nährstoffgemisch zugegeben wird, wie zum Beispiel Glucose, essentielle Aminosäuren, Proteine, Oligo-Elemente, Mineralsalze, Vitamine und bakterizide Antibiotika. Ein solches doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel, das Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere so, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu Lassen, enthält, kann praktischerweise in Wells positioniert werden, die für die Zellkultur geeignet sind. Die in der dreidimensionalen Matrix eingekapselten Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten
werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel von einem Gemisch erhalten, das Carbopol, Agarose, Glycerin und Propylenglycol in Gegenwart von Triethylamin enthält, dispergiert in einem passenden wässrigen Medium. Ein solches doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel befindet sich in einem hohlen kreisförmigen Träger und wird mit einer solchen Drehzahl gedreht, dass ein dünner und regelmäßiger Film nach Abkühlen erhalten werden kann. Anschließend wird auf diesem doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogelfilm, sobald er vom Träger abgenommen und in einer Mmikroelektronischen Vorrichtung positioniert ist, eine flüssige Dispersion, die Stammzellen enthält, gelegt. Ebenso können in dem Gemisch
Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen,
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels wie oben beschrieben, in einer beliebigen Ausführungsform, zum Herstellen eines Implantats von Progenitorzellen, wie Zz.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,
wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),
bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, zum vollständigen oder teilweisen Regenerieren oder Rekonstruieren oder zum Unterstützen der Selbstregeneration von
Rückenmarkgewebe.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein solches doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel, wie oben beschrieben, in einer beliebigen Ausführungsform zum Herstellen eines Implantats aus Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere so, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, zum vollständigen oder teilweisen Regenerieren oder Rekonstruieren von geschädigtem Rückenmark aufgrund einer akuten oder subakuten Verletzung verwendet werden.
Im Fall von Gemischen aus zum Beispiel Agarose und Carbomer erweist sich die Verwendung von Vernetzungsmitteln und Säurepuffern nicht nur als grundlegend, um die Gelbildung zu kontrollieren, sondern auch, um eine geeignete Matrix zum Aufnehmen der spezifischen ausgewählten Progenitorzellen, wie Z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie Z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch
Anreicherung erhalten werden, insbesondere SO, dass eine
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Das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist zur Verwendung beim Herstellen eines Implantats geeignet, das Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten
werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten
Insbesondere ist das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel gemäß beliebigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignet, für akute
und subakute Reparatur einer Rückenmarksverletzung verwendet zu
werden. Allgemeiner ist das doppelte interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel gemäß beliebigen bevorzugten
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie Jenen gemäß einer der Ausführungsformen 1-18 oder die mit einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 19-24 und 31-32 erhalten werden oder gemäß einem der Ansprüchen 1-10, wie hiermit offenbart, Zur Verwendung in der human- oder veterinärmedizinischen chirurgischen oder Wundbehandlung, beim vollständigen oder teilweisen Regenerieren oder Rekonstruieren von geschädigtem Gewebe, wobei das Gewebe vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, umfassend Rückenmarkgewebe, Hirngewebe oder periphere Nerven, oder zur Reparatur von neuronalem Gewebe, insbesondere bei der Reparatur einer akuten und subakuten Rückenmarksverletzung, der Reparatur einer chronischen oder TBI
oder der Reparatur einer peripheren Nervenverletzung geeignet.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter den bevorzugten Ausführungsformen des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es die folgenden Ausführungsformen:
1. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel, umfassend:
— ein Acrylsäurepolymer oder Carbomer,
— ein natürliches Polymer, ausgewählt aus Agarose,
Chitosan, Dextran, einem Polysaccharid oder einem Glykosaminoglykan, - ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Glycerin,
Propylenglykol, Ethylenglykol, Triethylamin oder einer Mischung davon,
- durch Klick-Chemie hinzugefügte chemische Einheiten.
2. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 1, wobei die hinzugefügten chemischen Einheiten aus der Gruppe ausgewählt sind, die RGDoder GFOGER-Sequenz oder Gelatine umfasst.
3. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsformen 1 und 2, ferner enthaltend Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere so, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, die auf seiner äußeren Oberfläche platziert sind oder in einem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch die Polymermatrix gebildet wird, wobei vorzugsweise das dreidimensionale Gitter spezifisch abgestimmt ist, um Einschluss und Überleben von Zellen langfristig zu ermöglichen.
4, Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 3, wobei die Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus
Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale
eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu
lassen, ihre Stammeigenart oder Stammzelleneigenschaft beibehalten. 5. Ein doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-
Hydrogel gemäß einer der Ausführungsformen 3-4, wobei die Stammzellen mesenchymale Stammzellen sind.
6. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer der Ausführungsformen 3-5, ferner umfassend immunkompetente Zellen.
7. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 6, wobei die immunkompetenten Zellen autologe Zellen sind.
8. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 7, wobei die autologen Zellen autologe Zellen sind, die aus Fettgewebe erhalten werden.
9. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 7, wobei die autologen Zellen autologe Zellen sind, die von Markgewebe erhalten werden, auch durch Anreicherung, auch in einer solchen Anzahl, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen.
10. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer von Ausführungsformen 1-9, wobei die Polymermatrix weiters ein Elastifizierungsmittel umfasst, ausgewählt aus Alginsäure und deren Salzen, Kollagen oder dessen
Derivaten, Fibrin, Fibrinogen, Hyaluronsäure oder deren
11. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 10, wobei die Polymermatrix 0,01% bis 5% Acrylsäurepolymer oder Carbomer, 0,01% bis 5% natürliches Polymer, 0,1% bis 40% Vernetzungsmittel, und schließlich 0,01% bis 5% Elastifizierungsmittel umfasst, wobei % auf das Gewicht bezogen sind.
12. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 11, wobei das Acrylpolymer Carbopol ist, das natürliche Polymer Agarose ist, das Vernetzungsmittel ein Gemisch aus Glycerin, Propylenglycol und Triethylamin ist und das Elastifizierungsmittel Gelatine ist.
13. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß Ausführungsform 11, wobei das Acrylpolymer Carbopol ist, das natürliche Polymer Agarose ist, das Vernetzungsmittel ein Gemisch aus Glycerin, Propylenglycol und
Triethylamin ist.
14. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer der Ausführungsformen 1-13, ferner umfassend Nährstoffe und/oder Wachstumsfaktoren für
Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden.
15. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel nach Ausführungsform 14, wobei die Nährstoffe und/oder Wachstumsfaktoren für Progenitorzellen, wie Zz.B. Stammzellen,
immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die
16. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer der Ausführungsformen 1-15, weiters umfassend ein oder mehrere Arzneimittel und/oder Faktoren und/oder Wirkstoffe, die imstande sind, die Wirkung der Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, zu modulieren und/oder sie lebensfähig zu halten und/oder ihren Metabolismus zu stimulieren und/oder ihr Wachstum und ihre Entwicklung zu stimulieren und/oder ihre Differenzierung zu stimulieren und/oder die Interaktion und wechselseitige Interkonnektivität
zu stimulieren.
17. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen in der Form eines Dünnfilms, der zum Tragen von Progenitorzellen, wie Z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie Z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch bevorzugter autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, besonders bevorzugte autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, geeignet ist, für die Verwendung bei akuter und subakuter Rückenmarksverletzung.
18. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, in der Form einer Dünnfilmanordnung, die auf mehreren überlappenden Schichten angeordnet ist, die zum Tragen und Aufnehmen verschiedener Populationen von Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,
wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe
oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),
bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, geeignet ist, um eine hochentwickelte polyfunktionale Struktur (Multi Layer Systems, MLS) zu erhalten.
19. Ein Verfahren zum Herstellen eines doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels gemäß einer der
vorstehenden Ausführungsformen, das das Herstellen eines
20. Verfahren gemäß Ausführungsform 19, weiters umfassend das Zugeben einer Base, die imstande ist, die Säure zu neutralisieren, die sich während der Reaktion entwickelt, und gegebenenfalls die Zugabe geeigneter Salze oder salzhaltiger Lösungen oder Pufferlösungen zum Kontrollieren des pH-Werts.
21. Verfahren gemäß Ausführungsform 20, wobei die Base Triethylamin ist.
22. Verfahren gemäß Ausführungsform 20 oder 21, wobei die Pufferlösung PBS ist.
23. Verfahren gemäß Ausführungsformen 19-22, wobei das wässrige Gemisch mit einem Kulturmedium zugegeben oder durch dieses ersetzt wird, das geeignet ist, die Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie Z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch bevorzugter autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, besonders bevorzugte autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, unter lebensfähigen und Wachstumsbedingungen zu halten, das zusätzlich gegebenenfalls Nährstoffe und/oder Wachstumsfaktoren gemäß Ausführungsform 14 oder 15 enthält.
24. Verfahren gemäß Ausführungsform 19 oder 23, wobei dem
wässrigen Gemisch oder dem Kulturmedium ein oder mehrere
und/oder ihre Differenzierung zu stimulieren und/oder die
Interaktion und wechselseitige Interkonnektivität zu stimulieren. 25. Verwendung eines doppelten interpenetrierenden
Polymermatrix-Hydrogels gemäß einer der Ausführungsformen 1-18 oder das mit einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 19-24 erhalten wurde, zum Herstellen eines Implantats, das Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, umfasst, wobei das Implantat zum vollständigen oder teilweisen Regenerieren
oder Rekonstruieren von geschädigten Geweben dient.
26. Verwendung gemäß Ausführungsform 25, wo das Gewebe ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Rückenmarkgewebe, Hirngewebe oder periphere Nerven.
27. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel zur Verwendung gemäß einer der Ausführungsformen 25 oder 26, umfassend Zellen von der stromalen vaskulären Fraktion, wobei die Zellen durch Ernten und Anreichern aus autologem Fettgewebe erhalten werden, ordnungsgemäß verarbeitet durch enzymatische oder rein mechanische Mittel oder eine Mischung davon.
28. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer der Ausführungsformen 1-18 oder erhalten mit einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 19-24, zur Verwendung bei der Reparatur von neuronalem Gewebe, insbesondere Zur Reparatur von akuter und subakuter Rückenmarksverletzung, der Reparatur von chronischer oder TBI oder der Reparatur einer peripheren Nervenverletzung.
29. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel gemäß einer der Ausführungsformen 1-18 oder erhalten mit einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 19-24, zur Verwendung in der human- oder veterinärmedizinischen chirurgischen oder Wundbehandlung, wo die innige Maschenstruktur des Hydrogels das Einschließen von Zellen und das Überleben langlebiger Zellen ermöglicht.
30. Ein doppeltes interpenetrierendes PolymermatrixHydrogel zur Verwendung gemäß einer der Ausführungsformen 26-29, das Zellen von der stromalen vaskulären Fraktion enthält, wobei die Zellen durch Ernten und Anreichern aus autologem Fettgewebe erhalten werden, ordnungsgemäß verarbeitet durch enzymatische oder rein mechanische Mittel oder eine Mischung davon, um eine ausreichende Anzahl von Zellen zu erhalten, die dann spontan eine extrazelluläre Matrix im Inneren des Hydrogels bilden können.
31. Verfahren gemäß den Ausführungsformen 19-24, wobei das Einschließen von: Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen,
immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die
32. Verfahren gemäß den Ausführungsformen 19-24, wobei das Rehydrieren von der gefrorenen Form des doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels gemäß den Ausführungsformen 1 oder 2 die treibende Kraft und Aufsaugen von: Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, unterstützt.
33. Ein Verfahren zur human- oder veterinärmedizinischen chirurgischen oder Wundbehandlung oder zum vollständigen oder teilweisen Regenerieren oder Rekonstruieren von geschädigten Geweben, wobei das Gewebe vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, umfassend Rückenmarkgewebe, Hirngewebe oder bperiphere Nerven, oder zur Reparatur von neuronalem Gewebe, insbesondere zur Reparatur von akuter und subakuter Rückenmarksverletzung oder zur Reparatur von chronischer oder TBI oder zur Reparatur
einer peripheren Nervenverletzung, wobei das Verfahren
— ein natürliches Polymer, ausgewählt aus Agarose,
Chitosan, Dextran, einem Polysaccharid oder einem Glykosaminoglykan, - ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Glycerin,
Propylenglykol, Ethylenglykol, Triethylamin oder einer Mischung davon,
- durch Klick-Chemie hinzugefügte chemische Einheiten,
weiter enthaltend Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch bevorzugter autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, besonders bevorzugte autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, insbesondere so, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen gewährleistet ist, um sie spontan eine extrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen, die auf seiner äußeren Oberfläche platziert sind oder in einem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch die Polymermatrix gebildet wird, wobei vorzugsweise das dreidimensionale Gitter speziell abgestimmt ist, um Einschluss und Überleben von Zellen langfristig zu ermöglichen, an ein Subjekt mit Bedarf daran.
34. Verfahren gemäß Ausführungsform 33, wobei für eine Reparatur von subakuter Rückenmarksverletzung, insbesondere bei einer humanmedizinischen chirurgischen Anwendung, das interpenetrierende Polymermatrix-Hydrogel in Form eines gefriergetrockneten Hydrogels (2), gequollen (3) und mit von
Fettgewebe abgeleiteten Stammzellen (1) an seiner Außenfläche
Die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele beschreiben Ausführungsformen der Erfindung.
BEISPIELE
AUSFÜHRUNGSFORMEN GEMÄSS DER ERFINDUNG
Um die Durchführbarkeit, Reproduzierbarkeit und Wirksamkeit eines doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels gemäß der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
BEISPIEL 1 - Hydrogel-Herstellung
Die folgende Prozedur beschreibt die Bildung eines Hydrogels mit einem Prozentsatz an Carbomer gleich 0,5% und Agarose gleich 0,25%.
Reaktanten, die für die Herstellung von 100 ml Hydrogel erforderlich sind:
- Carbomer 974 P (CAS 151687-96-6, Fagron, Bufa, Niederlande): 0,5 g
— Agarose (CAS 9012-36-6, Invitrogen Corp., Carlsbad, USA): (0,25 g)
- Glycerin (CAS 56-81-5, Merck Chemicals, Deutschland): 1 ml
- Polyethylenglycol 2000 (CAS 25322-68-3, Merck Chemicals, Deutschland): 6 g
- Natriumhydroxid (CAS 1310-73-2, Zubereitung mit hohem Reinheitsgrad, Sigma-Aldrich, Deutschland): 0,5 ml
— PBS: 100 ml
Operativer Ablauf für die Hydrogel-Synthese:
1. Abwiegen von Carbomer in einen Pyrex-Becher und Hinzufügen von PBS, dann Mischen bei 1400 U/min für 30 min bei Raumtemperatur (T=25°C);
2. Hinzufügen von Glycerin und Polyethylengl1ycol, Mischen
bei derselben Geschwindigkeit für 20 min bei Raumtemperatur;
3. Ruhenlassen der Suspension für 60 min bei Raumtemperatur; 4, Neutralisieren des pH-Werts mit Natriumhydroxid und
Mischen bei 250 U/min;
5. Abwiegen und Zugeben von Agarose. Dann Mischen bei 250 U/min für 5 min bei Raumtemperatur;
6. Erhitzen der Lösung mit elektromagnetischer Strahlung (500W) für etwa 1 min, bis 80°C erreicht sind;
7. Verdünnen der Gelierlösung mit PBS 1:1 und Gießen in die endgültige Form;
8, Einfrieren der Gele mit Trockeneis und dann
Lyophilisieren.
BEISPIEL 2 - Herstellung von Hydrogel, funktionalisiert mit RGD durch Click-Chemie
Wir folgen derselben Prozedur wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei 0,01 g Carbomer durch 0,1 g Polyacrylsäure, funktionalisiert mit RGD unter Verwendung von Click-Chemie ersetzt sind. Reaktanten, die notwendig sind, um Polyacrylsäure, funktionalisiert mit RGD, zu produzieren, sind:
- Lösung von Polyacrylsäure 135.000 Da 35% w/w (CAS 900301-4, Merck Chemicals, Deutschland)
- destilliertes Wasser
- 1-Hydroxybenzotriazolhydrat (CAS 123333-53-9, Merck Chemicals, Deutschland)
- Propargylaminhydrochlorid (CAS 15430-52-1, Merck Chemicals, Deutschland)
- Acetonitril (CAS 75-05-8, Merck Chemicals, Deutschland)
— Ethyldimethylaminopropylcarbodiimid (CAS 25952-53-8, Merck Chemicals, Deutschland)
- Salzsäure (CAS 7647-01-0, Merck Chemicals, Deutschland)
-_ Tetrahydrofuran (CAS 109-99-9, Merck Chemicals, Deutschland)
- RGD-Azid (Cymit Quimica, Spanien)
- Kupferiodid (CAS 7681-65-4, Merck Chemicals, Deutschland)
Prozedur zur Polymerfunktionalisierung:
1. Auflösen der Lösung von Polyacrylsäure (200 mg) bei 25°C in destilliertem Wasser (15 ml) und Propargylaminhydrochlorid (15,4 mg) unter Verwendung eines 50 ml Rundkolbens, Mischen bei 1400 U/min.
2. Auflösen von 1-Hydroxybenzotriazolhydrat in einer Lösung von 1:1 Acetonitril/Wasser (gesamt 14 ml) bei 50°C und Zugabe zu dem Gemisch von Punkt 1;
3. Zugeben von (1-Ethyl-3-(3dimethylaminopropyl)carbodiimid (53,6 mg) in den Rundkolben und Erreichen eines pH-Werts gleich 5,5 mit Hilfe von Salzsäure 1M, Mischen bei 1400 U/min für 24 Stunden. Dann Dialysieren des Produkts für 3 Tage in Wasser und Lyophilisieren. Funktionalisierungsgrad wird unter Verwendung von NMR kontrolliert und sollte im Bereich zwischen 8% und 12% sein;
4. Auflösen des in Punkt 3 erhaltenen Polymers (78 mg) in Tetrahydrofuran (5 ml) und destilliertem Wasser (10 ml) gemeinsam mit RGD-Azid (25 mg) und Zugeben von Kupferiodid (2,2 mg) und Natriumascorbat (2,2 mg);
5. Mischen bei 1400 U/min für 24 Stunden bei 60°C. Dann Dialysieren des Produkts für 3 Tage in Wasser und Lyophilisieren. Polymerfunktionalisierung wird unter Verwendung
von NMR geprüft.
Claims (15)
- — ein natürliches Polymer, ausgewählt aus Agarose,Chitosan, Dextran, einem Polysaccharid oder einem Glykosaminoglykan, - ein Vernetzungsmittel, ausgewählt aus Glycerin,Propylenglykol, Ethylenglykol, Triethylamin oder einer Mischung davon,- durch Klick-Chemie hinzugefügte chemische Einheiten.
- 2. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach Anspruch 1, wobei die hinzugefügten chemischen Einheiten aus der Gruppe ausgewählt sind, die RGD- oder GFOGER-Sequenzenoder Gelatine umfasst.
- 3. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach Anspruch 1 und 2, ferner enthaltend Progenitorzellen, wie Z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie Z.B. autologe Zellen, wie Jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs), bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, die auf seiner äußeren Oberfläche platziert sind oder in einem dreidimensionalen Gitter aufgenommen sind, das durch die Polymermatrix gebildet wird, die spezifisch abgestimmt ist, um Einschluss und Überleben vonZellen langfristig zu ermöglichen.40 / 48
- 4, Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach Anspruch 3, wobei die Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebeoder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, ihre Eigenart oderStammzelleneigenschaft beibehalten.
- 5. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach einem der Ansprüche 3-4, wobei die Stammzellen mesenchymaleStammzellen sind.
- 6. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach einem der Ansprüche 3-5, weiters umfassend immunkompetenteZellen.
- 7. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach Anspruch 6, wobei die immunkompetenten Zellen autologeZellen sind.
- 8, Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach Anspruch 7, wobei die autologen Zellen autologe Zellen sind, die aus Fettgewebe erhalten werden, auch durch Anreicherung, auch in einer solchen Anzahl, um sie spontan eineextrazelluläre Matrix innerhalb des Hydrogels bilden zu lassen.
- 9, Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach Anspruch 7, wobei die autologen Zellen autologe Zellensind, die aus Markgewebe erhalten werden.41 /48
- 10. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach einem der Ansprüche 1-9, wobei Acryl- oder Polymer-Carbomer mit Einheiten unter Verwendung von Click-Chemie funktionalisiertist.
- 11. Verwenden eines doppelten interpenetrierenden Polymermatrix-Hydrogels nach den Ansprüchen 1-2, zum Herstellen eines Implantats, umfassend Progenitorzellen, wie z.B. Stammzellen, immunkompetente Zellen, wie z.B. autologe Zellen,wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebeoder durch Anreicherung erhalten werden, endotheliale Progenitoren, Neuroprogenitoren und Monozyten, die zu Makrophagen führen, antigenpräsentierende Zellen (APCs),bevorzugt Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, bevorzugter Stammzellen und immunkompetente Zellen, noch mehr bevorzugt autologe Zellen, wie jene, die aus Fettgewebe erhalten werden oder aus Markgewebe oder durch Anreicherung erhalten werden, am meisten bevorzugt autologe Zellen, die durch Anreicherung erhalten werden, wobei das Implantat zum vollständigen oder teilweisen Regenerieren oder Rekonstruierenvon geschädigten Geweben dient.
- 12. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach den Ansprüchen 3-10, zur Verwendung beim vollständigen oder teilweisen Regenerieren oder Rekonstruieren von geschädigten Geweben, wobei das Gewebe vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Rückenmarkgewebe, Hirngewebe oder bperiphereNerven.
- 13. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogelnach Anspruch 3 oder 10 zur Verwendung als ein Medikament.
- 14. Doppeltes interpenetrierendes Polymermatrix-Hydrogel nach den Ansprüchen 1-10, zur Verwendung bei der Reparatur vonneuronalem Gewebe, wie der Reparatur von akuter und subakuteroder der Reparatur einer peripheren Nervenverletzung.
- 15. Doppeltes Hydrogel nach den Ansprüchen 1-10, ZurVerwendung in der human- oder veterinärmedizinischenchirurgischen oder Wundbehandlung.
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| ATA50743/2023A AT527548A1 (de) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | Ein doppeltes interpenetrierendes polymermatrix-hydrogel, das progenitorzellen und biomoleküle enthält, zur reparatur von neuronalem gewebe |
| PCT/EP2024/075567 WO2025056722A1 (en) | 2023-09-12 | 2024-09-12 | A double interpenetrating polymeric matrix hydrogel containing progenitor cells and biomolecules, for neuronal tissue repair |
Applications Claiming Priority (1)
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| ATA50743/2023A AT527548A1 (de) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | Ein doppeltes interpenetrierendes polymermatrix-hydrogel, das progenitorzellen und biomoleküle enthält, zur reparatur von neuronalem gewebe |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO1995005204A1 (en) * | 1993-08-19 | 1995-02-23 | Coloplast A/S | A non-fibrous porous material, a wound dressing comprising such a dressing as well as a method of making the material |
| WO2009144569A2 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Politecnico Di Milano | Hydrogel capable of containing and conveying cells |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1869169A4 (de) * | 2005-03-29 | 2015-11-04 | Univ California | Regelung des bestimmungsortes von stammzellen mit abstimmbaren netzen |
| ITMI20081000A1 (it) * | 2008-05-29 | 2009-11-30 | Milano Politecnico | Idrogelo idoneo a contenere e veicolare cellule neuronali |
-
2023
- 2023-09-12 AT ATA50743/2023A patent/AT527548A1/de unknown
-
2024
- 2024-09-12 WO PCT/EP2024/075567 patent/WO2025056722A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995005204A1 (en) * | 1993-08-19 | 1995-02-23 | Coloplast A/S | A non-fibrous porous material, a wound dressing comprising such a dressing as well as a method of making the material |
| WO2009144569A2 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Politecnico Di Milano | Hydrogel capable of containing and conveying cells |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CARON, I. et al. "A new three dimensional biomimetic hydrogel to deliver factors secreted by human mesenchymal stem cells in spinal cord injury" Biomaterials. Januar 2016 (01.2016). Bd. 75, Seiten 135–147. <doi:10.1016/j.biomaterials.2015.10.024> * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025056722A1 (en) | 2025-03-20 |
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